CN117397018A - 自动化温控式基板支撑件 - Google Patents

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Abstract

本案提供处理基板的方法和设备。例如，一种与处理腔室的基板支撑件一起使用的冷却设备，包括：热交换器，歧管组件，歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，第一输入部被构造为连接该热交换器的输出部、第二输入部被构造为连接第一冷却剂供应部，第一输出部被构造为连接处理腔室的基板支撑件，第二输出部被构造为连接热交换器的输入部，第一冷却剂供应部被构造为供应第一冷却剂，气体输入部，气体输入部被构造为连接第二冷却剂供应部，第二冷却剂供应部被构造为将不同于第一冷却剂的第二冷却剂供应到基板支撑件，第一三通阀，第一三通阀连接在歧管组件的第一输出部和基板支撑件之间，且第一三通阀连接在气体输入部和基板支撑件之间，及控制器，控制器被构造为控制在操作期间供应第一冷却剂或第二冷却剂中的一个。

Description

自动化温控式基板支撑件
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及等离子体处理腔室，具体而言，针对包括自动化温控式基板支撑件的等离子体处理腔室。
背景技术
包括温控式基板支撑件(如晶片基座)的等离子体处理腔室是习知的。例如，在操作期间，可以使用一个或多个加热装置(如电阻加热器)和冷却装置(如被构造为接收一个或多个冷却剂的冷却剂通道)来加热和/或冷却基板支撑件。例如，针对冷却装置而言，等离子体处理腔室的控制器可以被构造为以将一个或多个冷却剂提供至设置在基板支撑件上/中的冷却剂通道。然而，在某些情况下，如果使用者想要在基板支撑件的热操作或冷操作之间作改变并需要改变冷却剂(如变成气体冷却剂或从气体冷却剂改变)，则需要手动改变硬件，这可能既费时又费力并减少产量。此外，如果使用者想要将气体冷却剂改为如去离子(DI)水，以冷却热的基板支撑件(如晶片基座/静电卡盘(ESC))，则DI水可能会导致足够的热应力到基板支撑，这可能导致基板支撑件破裂。此外，将去离子水引入热的基板支撑件会导致去离子水的闪蒸(flash vaporizing)，这可能会使连接到基板支撑件的冷却剂通道的馈送管破裂(rupture)，从而将过热蒸汽和/或沸水释放到操作环境和/或进入等离子体处理腔室的处理空间。
发明内容
本案提供了用于处理基板的方法和设备。在一些实施方式中，一种与处理腔室的基板支撑件一起使用的冷却设备，包括：热交换器，歧管组件，该歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，该第一输入部被构造为连接到该热交换器的输出部、该第二输入部被构造为连接到第一冷却剂供应部，该第一输出部被构造为连接到该处理腔室的该基板支撑件，该第二输出部被构造为连接到该热交换器的输入部，该第一冷却剂供应部被构造为供应第一冷却剂，气体输入部，该气体输入部被构造为连接到第二冷却剂供应部，该第二冷却剂供应部被构造为将不同于该第一冷却剂的第二冷却剂供应到该基板支撑件，第一三通阀，该第一三通阀连接在该歧管组件的该第一输出部和该基板支撑件之间，且该第一三通阀连接在该气体输入部和该基板支撑件之间，及控制器，该控制器被构造为控制在操作期间供应该第一冷却剂或该第二冷却剂中的一个。
根据至少一些实施方式，一种温控式基板支撑件包括：基板支撑件，该基板支撑件被构造为在处理腔室中支撑基板，该基板支撑件包括多个冷却剂管线，该多个冷却剂管线被构造为在操作期间使冷却剂流过其中，冷却设备，该冷却设备连接到该基板支撑件的该多个冷却剂管线，且该冷却设备包括：热交换器，歧管组件，该歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，该第一输入部连接到该热交换器的输出部、该第二输入部连接到第一冷却剂供应部，该第一输出部连接到该处理腔室的该基板支撑件，该第二输出部连接到该热交换器的输入部，该第一冷却剂供应部供应第一冷却剂，气体输入部，该气体输入部连接到第二冷却剂供应部，该第二冷却剂供应部将不同于该第一冷却剂的第二冷却剂供应到该基板支撑件，第一三通阀，该第一三通阀连接在该歧管组件的该第一输出部和该基板支撑件之间，且该第一三通阀连接在该气体输入部和该基板支撑件之间，及控制器，该控制器被构造为控制在操作期间供应该第一冷却剂或该第二冷却剂中的一个。
根据至少一些实施方式，一种用于处理基板的方法包括以下步骤：处理设置在基板支撑件上的该基板，经由连接至该基板支撑件的冷却剂供应管线将第一冷却剂供应至该基板支撑件，决定该基板或该基板支撑件中的至少一个的温度，基于决定的温度经由用于供应该第一冷却剂的该冷却剂供应管线将第二冷却剂供应到该基板支撑件，该第二冷却剂不同于该第一冷却剂，及继续处理该基板。
下面描述本公开内容的其他和进一步的实施方式。
附图说明
本公开内容之实施方式已简要概述于前，并在以下有更详尽之讨论，可以借由参考附图中绘示之本公开内容的示例性实施方式以作了解。然而，附图仅绘示了本公开内容的典型实施方式，而由于本公开内容可允许其他等效之实施方式，因此所附图式并不会视为本公开范围之限制。
图1是根据本公开内容的至少一些实施方式的处理腔室的示意性截面图。
图2是根据本公开内容的至少一些实施方式的被构造为与图1的处理腔室一起使用的冷却设备的图。
图3是根据本公开内容的至少一些实施方式的用于处理基板的方法的流程图。
为便于理解，在可能的情况下，使用相同的数字编号代表图标中相同的组件。为求清楚，图式未依比例绘示且可能被简化。一个实施方式中的组件与特征可有利地用于其他实施方式中而无需赘述。
具体实施方式
本文提供了等离子体处理腔室及其使用方法的实施方式，该等离子体处理腔室包括自动化温控式基板支撑件。例如，一种与处理腔室的基板支撑件一起使用的冷却设备，可以包括：热交换器，歧管组件，该歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，该第一输入部被构造为连接到该热交换器的输出部、该第二输入部被构造为连接到第一冷却剂供应部，该第一输出部被构造为连接到该处理腔室的该基板支撑件，该第二输出部被构造为连接到该热交换器的输入部，该第一冷却剂供应部被构造为供应第一冷却剂，气体输入部，该气体输入部被构造为连接到第二冷却剂供应部，该第二冷却剂供应部被构造为将不同于该第一冷却剂的第二冷却剂供应到该基板支撑件，第一三通阀，该第一三通阀连接在该歧管组件的该第一输出部和该基板支撑件之间，且该第一三通阀连接在该气体输入部和该基板支撑件之间，及控制器，该控制器被构造为控制在操作期间供应该第一冷却剂或该第二冷却剂中的一个。本文所述之冷却设备及其使用方法为使用者提供在基板支撑件的热操作或冷操作之间手动或自动改变而无需改变硬件的能力。此外，本文所述之冷却设备及其使用方法为使用者提供手动或自动在气体冷却剂与如去离子(DI)水之间改变以冷却热的基板支撑件(如晶片基座/静电吸盘(ESC))，而不会有对基板支撑件产生热应力和/或导致去离子水闪蒸的风险。
图1绘示根据本公开内容的至少一些实施方式的包括冷却设备的处理腔室100(如等离子体处理腔室)的示意性侧视图。在一些实施方式中，处理腔室100是适合于在具有给定直径的基板上溅射沉积材料的PVD处理腔室。可适于从本公开内容中受益的合适PVD腔室的说明性实例包括可从加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司商购的PVD腔室。可从应用材料公司及其他制造商获得的其他处理腔室也可根据本文描述的实施方式进行调整。
处理腔室100通常包括上侧壁102、下侧壁103、接地适配器104和界定主体105的盖组件111，主体105包围内部空间106。适配板107可设置在上侧壁102和下侧壁103之间。
基板支撑件108设置在处理腔室100的内部空间106中。基板支撑件108被构造为支撑具有给定直径(如150mm、200mm、300mm、450mm或类似数值)的基板。基板移送口109形成在下侧壁103中，以用于将基板移送进出内部空间106。
气体源110耦接到处理腔室100以将处理气体供应到内部空间106中。在一些实施方式中，如果需要，处理气体可包括惰性气体、非反应性气体和反应性气体。可由气体源110提供的处理气体的实例包括但不限于氩气(Ar)、氦(He)、氖气(Ne)、氮气(N2)、氧气(O2)、和水(H2O)蒸气等。
泵送装置112耦接到与内部空间106连通的处理腔室100以控制内部空间106的压力。在沉积期间，处理腔室100的压力水平可维持在约1mTorr至约1Torr，如约300mTorr至约500mTorr。
接地适配器104可支撑靶(target)，如靶114。靶114由待沉积在基板上的材料制成。在一些实施方式中，靶114可由铝(Al)、钴(Co)、铜(Cu)、镍(Ni)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、其合金、其组合物或类似物制成。在一些实施方式中，处理腔室100被构造为在基板上沉积例如氧化铝(AlO2)、氧氮化铝(如ALON)、Co、Cu、Ta、氮化钽(TaN)、氧氮化钽(TaOxNy)、Ti、氮氧化钛(TiOxNy)、W或氮化钨(WN)。
靶114可耦接到包括用于靶114的电源供应器117的源组件。在一些实施方式中，电源供应器117可以是RF电源供应器，RF电源供应器可经由匹配网络116耦接到靶114。在一些实施方式中，电源供应器117可替代地是DC电源供应器，在这种情况下，匹配网络116被省略。在一些实施方式中，电源供应器117可以包括DC和RF电源。
磁控管170位于靶114上方且可包括由连接到轴176的基底板174支撑的多个磁体172，轴176可与处理腔室100和基板101的中心轴轴向对准。磁体172在处理腔室100内靠近靶114的正面附近产生磁场以产生等离子体165，因此大量离子通量撞击靶114，从而引起靶的溅射发射。磁体172可绕轴176旋转以增加整个(over)靶114表面的磁场的均匀性。一般而言，磁体172可旋转，使得在磁体172旋转期间最内侧的磁体位置设置在正在处理的基板的直径的上方或外部(如从旋转轴到磁体172的最内侧位置的距离等于或大于正在处理的基板的直径)。
准直器118可以定位在靶114和基板支撑件108之间的内部空间106中。准直器118的中心区域135通常对应于正在处理的基板的直径(例如，等于或实质等于基板的直径)。因此，准直器118的周边区域133通常对应于正在处理的基板的径向外侧的环形区域(例如，周边区域133的内直径实质等于或大于基板的直径)。在一些实施方式中，准直器118可被电偏置(electrically biased)以控制到基板的离子通量和基板处的中性粒子角度分布(neutral angular distribution)，以及由于增加的DC偏压而增加沉积速率。
准直器118耦接到上屏蔽件113，上屏蔽件113进而耦接到处理工具适配器138。处理工具适配器138可由与处理腔室100中的处理条件兼容的合适的导电材料制成。绝缘环156和绝缘环157设置在处理工具适配器138的任一侧，以将处理工具适配器138与接地适配器104电隔离。绝缘环156、157可由合适的工艺兼容的介电材料制成。
在一些实施方式中，第一组磁体196可邻近接地适配器104设置以帮助产生磁场以引导从靶114移位(dislodge)的离子通过周边区域133。在一些实施方式中，第二组磁体194可设置在一位置以在准直器118的底部和基板之间形成磁场，以引导从靶114移位的金属离子并将离子更均匀地分布遍及(over)基板101。在一些实施方式中，第三组磁体154可设置在第一组磁体196和第二组磁体194之间，并且大约位于准直器118的中心区域135的面向基板的表面的中心或下方，以进一步引导金属离子朝向基板101的中心。
处理工具适配器138包括一个或多个特征以促进在内部空间106内支撑处理工具(如准直器118)。例如，如图1所示，处理工具适配器138包括安装环或搁架(shelf)164，安装环或搁架164在径向向内方向上延伸以支撑上屏蔽件113。
在一些实施方式中，可在处理工具适配器138中提供冷却剂通道166，以促进冷却剂流过处理工具适配器138以去除处理期间产生的热。例如，冷却剂通道166可耦接到冷却设备153(冷却剂源)以提供合适的冷却剂，例如水(去离子水)、氮、氩或其他惰性气体、干净干燥空气(CDA)或腐蚀性气体等。冷却剂通道166有利地从处理工具(如准直器118)移除热，该热不容易传递到其他冷却腔室部件(如接地适配器104)。
提供径向向内延伸的凸耳(如安装环或搁架164)以将上屏蔽件113支撑在处理腔室100的内部空间106内的中心开口内。在一些实施方式中，搁架164设置在靠近冷却剂通道166的位置，以利于在使用期间最大化从准直器118到在冷却剂通道166中流动的冷却剂的热传递。
在一些实施方式中，可在准直器118附近和接地适配器104或上侧壁102的内部提供下屏蔽件120。下屏蔽件120可包括管状主体121，管状主体121具有设置在管状主体121的上表面中的径向向外延伸的凸缘122。凸缘122提供与上侧壁102的上表面的配合界面。在一些实施方式中，下屏蔽件120的管状主体121可包括肩部(shoulder)区域123，肩部区域123的内直径小于管状主体121的其余部分的内直径。在一些实施方式中，管状主体121的内表面沿锥形(tapered)表面124径向向内过渡到肩部区域123的内表面。屏蔽环126可设置在处理腔室100中、邻近下屏蔽件120并且在下屏蔽件120和适配板107的中间。屏蔽环126可至少部分地设置在由下屏蔽件120的肩部区域123的相对侧和适配板107的内侧壁形成的凹槽(recess)128中。
在一些实施方式中，屏蔽环126可包括轴向突出的环形侧壁127，环形侧壁127的内直径大于下屏蔽件120的肩部区域123的外直径。径向凸缘130从环形侧壁127延伸。径向凸缘130包括形成在径向凸缘130的下表面上的凸部132。凸部132可以是从径向凸缘130的表面在一个定向上延伸的圆形脊，该定向实质平行于屏蔽环126的环形侧壁127的内直径表面。凸部132通常适于与在基板支撑件108上设置的边缘环136中形成的凹槽134配合。凹槽134可以是形成在边缘环136中的圆形槽(circular groove)。凸部132和凹槽134的接合使屏蔽环126相对于基板支撑件108的纵轴居中。借由基板支撑件108和机器人叶片(robotblade)(未图示)之间的协调定位校准，基板101(所示为被支撑在升降杆140上)相对于基板支撑件108的纵轴居中。
RF电源180可通过基板支撑件108耦接到处理腔室100，以在靶114和基板支撑件108之间提供偏压功率。在一些实施方式中，匹配网络(如匹配网络116)可耦接在RF电源180和基板支撑件108之间。在一些实施方式中，RF电源180可具有在约400Hz和约60MHz之间的频率，如约13.56MHz。在一些实施方式中，RF电源180提供幅度脉冲调变的相移键控信号(keying signal)并提供与匹配网络116操作的频率相同的RF功率，如下面将更详细描述的。
在操作中，其上设置有基板101的机器人叶片(未图示)延伸穿过基板移送口109。可降低基板支撑件108以允许将基板101被移送到升降杆140，升降杆140从基板支撑件108延伸。可借由耦接到基板支撑件108的驱动器142控制基板支撑件108和/或升降杆140的上升和下降。基板101可下降到基板支撑件108的基板接收表面144上。在基板101定位在基板支撑件108的基板接收表面144上的情况下，可在基板101上施行溅射沉积。边缘环136可在处理期间与基板101电绝缘。
在溅射沉积之后，可利用升降杆140升高基板101到与基板支撑件108分隔开的一位置。升高的位置可靠近与适配板107邻近的屏蔽环126和反射器环148之一或两者。适配板107包括一个或多个灯150，一个或多个灯150在反射器环148的下表面和适配板107的凹面152中间的一位置处耦接到适配板107。灯150提供可见光或近可见光波长(如红外(IR)和/或紫外(UV)光谱)的光能和/或辐射能。来自灯150的能量朝向基板101的背部(即下表面)径向向内聚焦以加热基板101和沉积在其上的材料。
在将基板101控制到预定温度之后，将基板101降低到基板支撑件108的基板接收表面144上的一位置。可利用基板支撑件108中的热控制通道146经由传导来快速冷却基板101。例如，冷却设备153可以连接到基板支撑件108且被构造为向基板支撑件提供一个或多个冷却剂。可通过基板移送口109从处理腔室100中移除基板101以用于进一步处理。
控制器198耦接到处理腔室100。控制器198包括中央处理单元160、存储器158和支持电路162。控制器198用于控制工艺顺序，调节从气体源110进入处理腔室100的气体流量，以及控制靶114的离子轰击。中央处理单元160可以是可在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器。软件常用程序(如指令)可以储存在存储器158(如非暂时性计算机可读取储存介质)中，如随机存取存储器、只读存储器、软盘或硬盘，或任何其他的数字单元格式。支持电路162通常耦接至中央处理单元160且可包括快取、时钟电路、输入/输出子系统、电源供应器及类似物。当由中央处理单元160执行软件常用程序时，软件常用程序将中央处理单元转变为控制处理腔室100的特定用途计算机，使得根据本公开内容的实施方式施行(包括下文公开的基板支撑件108冷却工艺的)工艺。软件常用程序亦可由位于处理腔室100远程的第二控制器(未图示)储存和/或执行。
在处理期间，材料从靶114溅射并沉积在基板101的表面上。靶114和基板支撑件108借由电源供应器117或RF电源180相对于彼此偏压，以维持由气体源110供应的处理气体形成的等离子体。施加到准直器118的DC脉冲偏压功率还有助于控制通过准直器118的离子和中性粒子的比率，有利地增强沟槽(trench)侧壁和底部填充能力。来自等离子体的离子被加速朝向靶114并撞击靶114，导致靶材料从靶114移位。移位出的靶材料和处理气体在基板101上形成具有所需成分的层。
图2是根据本公开内容的至少一些实施方式的被构造为与图1的处理腔室100一起使用的冷却设备153的图。例如，冷却设备153包括热交换器200、歧管组件202(例如，如可从CKD公司(CKD corp.)取得的歧管组件)、第一冷却剂供应部204、第二冷却剂供应部206、第一三通阀208(例如，如可从SMC公司(SMC corp.)取得的三通阀)、气体输入部209和控制器210(例如，如控制器198)。
歧管组件202包括第一输入部212和第二输入部216，第一输入部212被构造为连接到第一冷却剂供应部204的输出部218，第一冷却剂供应部204连接到热交换器200的输出部214，第二输入部216也被构造为连接到第一冷却剂供应部204的输出部218。在至少一些实施方式中，三通(tee)可用于分流输出部218，使得单个输出部可用于将第一冷却剂(如去离子水)供应到第一输入部212和第二输入部216。歧管组件202还包括第一输出部220与第二输出部222，第一输出部220被构造为经由第一三通阀208连接到处理腔室100的基板支撑件108，第二输出部222被构造为经由第一冷却剂补充管线229连接到热交换器200的输入部224例如以补充热交换器200中的第一冷却剂。例如，第一冷却剂供应部的输出部218连接到第二输入部216并从歧管组件202的第二输出部222输出，从而允许第一冷却剂经由第一冷却剂补充管线229供应到热交换器200。
主枢接部205设置在冷却设备153中且包括多个输入部/输出部，该多个输入部/输出部连接到热交换器200、第一冷却剂供应部204、第二冷却剂供应部206和第一三通阀208。例如，冷却设备153的主枢接部205上的气体输入部209被构造为连接到第二冷却剂供应部206的输出部226，第二冷却剂供应部206被构造为经由第一三通阀208将第二冷却剂(例如，氩、氮、其他稀有或惰性气体、干净干燥空气(CDA)中的至少一个))供应到基板支撑件108。在至少一些实施方式中，第二冷却剂不同于第一冷却剂。此外，主枢接部205上的输出部215连接到热交换器200的输入部224。
第一三通阀208连接在歧管组件202的第一输出部220和基板支撑件108的输入部225之间，且连接在气体输入部209和基板支撑件108的输入部225之间。例如，歧管组件202的第一输出部220经由第一冷却剂管线输入部232连接到第一三通阀208的输入部211，且气体输入部209经由输出部217连接到第二冷却剂管线输入部234，第二冷却剂管线输入部234连接到第一三通阀208的输入部213。第一三通阀208的输出部233经由共享冷却剂管线输入部235连接到基板支撑件108的输入部225。
在至少一些实施方式中，冷却设备153可以包括第二三通阀228。例如，第二三通阀228可以连接在基板支撑件108的输出部227和热交换器200的输入部224之间。例如，共享冷却剂返回管线236从基板支撑件108的输出部227连接到输入部219，输入部219连接到输出部221，输出部221连接到第二三通阀228的输入部237。第二三通阀228可以具有扩散器230，扩散器230连接到第二三通阀228的输出部238且扩散器230被构造为用于在操作期间(如在第一冷却剂管线输入部232的净化期间)释放第二冷却剂。例如，净化(purging)工艺可以包括从基板支撑件108内的热控制通道146、第二冷却剂管线输入部234、共享冷却剂管线输入部235和共享冷却剂返回管线236净化出第一冷却剂到第二三通阀228的扩散器230。在至少一些实施方式中，还可以提供一个或多个额外的扩散器。例如，可以在第二三通阀228的输入部237之前在共享冷却剂返回管线236上提供额外的扩散器231以促进净化工艺。在净化工艺期间可以使用一个或多个合适的气体。例如，净化气体可以包括氩、氮、其他稀有或惰性气体、CDA等。在至少一些实施方式中，净化气体可以是氮。在至少一些实施方式中，共享冷却剂返回管线236可以连接到第二三通阀228的输出部239且可以连接到第一冷却剂补充管线229。
定时器240可以连接到控制器210(和/或控制器198)并且预设为当第二冷却剂改变为第一冷却剂时向控制器210提供控制信号。例如，在至少一些实施方式中，预设时间可以是约5分钟至约15分钟，如约10分钟。
控制器210被构造为在操作期间控制冷却设备153的操作。例如，控制器210可以连接到处理腔室100的控制器198，以用于接收来自控制器198的一个或多个命令信号。命令信号对应于供应第一冷却剂、供应第二冷却剂以及在供应第二冷却剂之前基于用于基板处理的特定配方的决定温度来施行第一冷却剂的净化。
图3是根据本公开内容的至少一些实施方式的用于处理基板的方法300的流程图。例如，在302，方法300可以包括以下步骤：处理设置在基板支撑件(如基板支撑件108)上的基板(如基板101)。可以使用一个或多个等离子体工艺来处理基板，如物理气相沉积(PVD)、蚀刻等。例如，在至少一些实施方式中，可以在基板上施行一个或多个PVD工艺。
在等离子体处理期间，在304，方法300包括以下步骤：经由连接至该基板支撑件的冷却剂供应管线将第一冷却剂供应至该基板支撑件。例如，当在低于200℃下操作基板支撑件108时，冷却设备153在控制器210(和/或控制器198)的控制下并基于基板处理配方将第一冷却剂供应到基板支撑件108。在至少一些实施方式中，第一冷却剂可以是去离子水、其他惰性、高效能、介电传热流体(PFPE)(如以商标出售的传热流体)等，其可以被供应到基板支撑件108的热控制通道146。例如，控制器201可以将控制信号传输到热交换器200和/或第一冷却剂供应部204。控制信号指示第一冷却剂供应部204将第一冷却剂供应到歧管组件202的第一输入部212和第二输入部216。第一冷却剂经由歧管组件202的第一输出部220输出到第一三通阀208的输入部211和基板支撑件108的输入部225，使得第一冷却剂可以流过热控制通道146并且冷却基板支撑件108和基板101。此外，第一冷却剂也可以从歧管组件202的第二输出部222输出，例如，以根据所需补充第一冷却剂。第一冷却剂可以经由共享冷却剂返回管线236返回到热交换器200。在至少一些实施方式中，共享冷却剂返回管线236可以连接到第一冷却剂补充管线229，该第一冷却剂补充管线229连接到主枢接部205的输出部215，输出部215连接到热交换器200的输入部224。或者，共享冷却剂返回管线236可以直接连接到热交换器200的输入部224。净化工艺可施行一预定时间，如约5分钟至约15分钟，例如10分钟。在304期间，控制器210向第一三通阀208和第二三通阀228(如果使用的话)发送控制信号以关闭第一三通阀208的输入部213和第二三通阀228的输出部238。
控制器210可以被构造为以基于特定配方需求或基于决定的基板支撑件的实时温度来控制供应第一冷却剂和第二冷却剂。为了说明的目的，方法300在本文中参照后者进行描述。
例如，接下来，在306，方法300包括以下步骤：决定该基板或该基板支撑件中的至少一个的温度。例如，如果基板支撑件108或基板101的温度超过一预定值(如200℃)，则控制器210被构造为停止向基板支撑件108供应第一冷却剂并从共享冷却剂管线输入部235、热控制通道146和共享冷却剂返回管线236净化第一冷却剂。例如，当基板支撑件108的温度超过200℃时，控制器210向热交换器200和/或第一冷却剂供应部204发送控制信号以停止将第一冷却剂供应到基板支撑件108。
接下来，控制器210向第二冷却剂供应部206发送控制信号以供应一个或多个气体(如氮(N2)、CDA等)以从共享冷却剂管线输入部235、热控制通道146和共享冷却剂返回管线236净化第一冷却剂。在净化工艺期间，用于从共享冷却剂管线输入部235、热控制通道146和共享冷却剂返回管线236净化第一冷却剂之一个或多个气体可以通过扩散器230和/或额外的扩散器231排出。在通过扩散器230和/或额外的扩散器231排出第二冷却剂之前，第二冷却剂可以通过设置在冷却设备153的主枢接部205内的另一个热交换器203。此外，在净化工艺期间，大部分第一冷却剂可以经由共享冷却剂返回管线236返回到热交换器200(例如，第一冷却剂的部分可以通过扩散器230和/或额外的扩散器231排出)。
接下来，在308，方法300包括以下步骤：经由用于供应第一冷却剂的冷却剂供应管线以基于一决定的温度来供应第二冷却剂到基板支撑件，第二冷却剂包括但不限于(氮(N2)、氩(或其他稀有气体)、CDA或其他惰性气体等，第二冷却剂不同于第一冷却剂。例如，控制器210改变阀构造，使得可以将第二冷却剂供应到基板支撑件108。例如，可以分别打开第一三通阀的输入部213和第二三通阀228的输出部238，而可以分别关闭第一三通阀的输入部211和第二三通阀228的输出部239。在308期间，第二冷却剂可以通过设置在主枢接部205内的热交换器203。热交换器203被构造为冷却在共享冷却剂返回管线236中返回的第二冷却剂，使得第二冷却剂可以通过扩散器230和/或额外的扩散器231排放到大气中。例如，设置的热交换器203可以将第二冷却剂从约100℃和250℃之间的温度冷却到大约-30℃，以通过扩散器230和/或额外的扩散器231安全释放。
接下来，在310，方法300包括以下步骤：继续处理基板。例如，将第二冷却剂供应至基板支撑件108，直到基板支撑件108的温度降至预定温度(如200℃)以下，或直到配方需要将基板加热至约200℃或更低。再次，控制器210可以被构造为在从第二冷却剂变为第一冷却剂之前等待一预定时间，如约5分钟至约15分钟，例如10分钟。
虽然前面所述针对本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容基本范围下，可设计本公开内容公开的其他与进一步的实施方式。

Claims (20)

1.一种与处理腔室的基板支撑件一起使用的冷却设备，包括：
热交换器；
歧管组件，所述歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，所述第一输入部被构造为连接到所述热交换器的输出部、所述第二输入部被构造为连接到第一冷却剂供应部，所述第一输出部被构造为连接到所述处理腔室的所述基板支撑件，所述第二输出部被构造为连接到所述热交换器的输入部，所述第一冷却剂供应部被构造为供应第一冷却剂；
气体输入部，所述气体输入部被构造为连接到第二冷却剂供应部，所述第二冷却剂供应部被构造为将不同于所述第一冷却剂的第二冷却剂供应到所述基板支撑件；
第一三通阀，所述第一三通阀连接在所述歧管组件的所述第一输出部和所述基板支撑件之间，且所述第一三通阀连接在所述气体输入部和所述基板支撑件之间；及
控制器，所述控制器被构造为控制在操作期间供应所述第一冷却剂或所述第二冷却剂中的一个。
2.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述第一冷却剂是去离子水。
3.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述第二冷却剂是氩、氮或干净干燥空气中的至少一个。
4.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述第一三通阀连接到所述歧管组件的所述第二输入部。
5.如权利要求1所述的冷却设备，进一步包括第二三通阀，所述第二三通阀连接在所述基板支撑件的输出部和所述热交换器的所述输入部之间。
6.如权利要求5所述的冷却设备，其中所述第二三通阀包括扩散器，所述扩散器用于在净化连接到所述基板支撑件的冷却剂管线期间释放所述第二冷却剂。
7.如权利要求1至6中任一项所述的冷却设备，进一步包括定时器，所述定时器连接到所述控制器且被预设为当所述第二冷却剂改变为所述第一冷却剂时向所述控制器提供控制信号。
8.一种温控式基板支撑件，包括：
基板支撑件，所述基板支撑件被构造为在处理腔室中支撑基板，所述基板支撑件包括多个冷却剂管线，所述多个冷却剂管线被构造为在操作期间使冷却剂流过其中；
冷却设备，所述冷却设备连接到所述基板支撑件的所述多个冷却剂管线，且所述冷却设备包括：
热交换器；
歧管组件，所述歧管组件包含第一输入部、第二输入部、第一输出部及第二输出部，所述第一输入部连接到所述热交换器的输出部、所述第二输入部连接到第一冷却剂供应部，所述第一输出部连接到所述处理腔室的所述基板支撑件，所述第二输出部连接到所述热交换器的输入部，所述第一冷却剂供应部供应第一冷却剂；
气体输入部，所述气体输入部连接到第二冷却剂供应部，所述第二冷却剂供应部将不同于所述第一冷却剂的第二冷却剂供应到所述基板支撑件；
第一三通阀，所述第一三通阀连接在所述歧管组件的所述第一输出部和所述基板支撑件之间，且所述第一三通阀连接在所述气体输入部和所述基板支撑件之间；及
控制器，所述控制器被构造为控制在操作期间供应所述第一冷却剂或所述第二冷却剂中的一个。
9.如权利要求8所述的温控式基板支撑件，其中所述第一冷却剂是去离子水。
10.如权利要求8所述的温控式基板支撑件，其中所述第二冷却剂是氩、氮或干净干燥空气中的至少一个。
11.如权利要求8所述的温控式基板支撑件，其中所述第一三通阀连接到所述歧管组件的所述第二输入部。
12.如权利要求8所述的温控式基板支撑件，进一步包括第二三通阀，所述第二三通阀连接在所述基板支撑件的输出部和所述热交换器的所述输入部之间。
13.如权利要求12所述的温控式基板支撑件，其中所述第二三通阀包括扩散器，所述扩散器用于在净化连接到所述基板支撑件的所述多个冷却剂管线期间释放所述第二冷却剂。
14.如权利要求1至13中任一项所述的温控式基板支撑件，进一步包括定时器，所述定时器连接到所述控制器且被预设为当所述第二冷却剂改变为所述第一冷却剂时向所述控制器提供控制信号。
15.一种用于处理基板的方法，包括以下步骤：
处理设置在基板支撑件上的所述基板；
经由连接至所述基板支撑件的冷却剂供应管线将第一冷却剂供应至所述基板支撑件；
决定所述基板或所述基板支撑件中的至少一个的温度；
基于决定的温度经由用于供应所述第一冷却剂的所述冷却剂供应管线将第二冷却剂供应到所述基板支撑件，所述第二冷却剂不同于所述第一冷却剂；及
继续处理所述基板。
16.如权利要求15所述的方法，其中供应所述第一冷却剂的步骤包括以下步骤：供应去离子水。
17.如权利要求15所述的方法，其中供应所述第二冷却剂的步骤包括以下步骤：供应氩、氮或干净干燥空气中的至少一个。
18.如权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：当所述决定的温度等于或大于第一预定值时，使用氩、氮或干净干燥空气中的至少一个来净化冷却剂供应管线，其中所述第一预定值约为200℃。
19.如权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：当所述决定的温度小于第一预定值时，停止将所述第一冷却剂供应到所述基板支撑件预定时间，其中所述第一预定值约为200℃。
20.如权利要求15至19中任一项所述的方法，其中所述预定时间为约5分钟至约10分钟。
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