TWI587352B - 使用比例控制閥和脈衝閥之組合的元件溫度控制 - Google Patents

使用比例控制閥和脈衝閥之組合的元件溫度控制 Download PDF

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Description

使用比例控制閥和脈衝閥之組合的元件溫度控制 相關申請案的交叉引用
本專利申請案主張於2011年10月27日提出申請的美國臨時專利申請案第61/552,352號、標題為「使用比例控制閥和脈衝閥之組合的ESC溫度控制(ESC TEMPERATURE CONTROL USING A COMBINATION OF PROPORTIONAL CONTROL VALVES AND PULSED VALVES)」的優先權權益，為所有的目的將該申請案之內容以引用方式全部併入本文中。
本申請案係與2011年5月19日提出申請的美國發明專利申請案第13/111,334號、標題為「電漿處理裝置中使用脈衝熱傳流體流動之溫度控制(TEMPERATURE CONTROL IN PLASMA PROCESSING APPARATUS USING PULSED HEAT TRANSFER FLUID FLOW)」以及於2011年3月3日提出申請的美國發明專利申請案第13/040,149號、標題為「使用冷卻劑流動控制和加熱器工作循環控制之元件溫度控制(COMPONENT TEMPERATURE CONTROL BY COOLANT FLOW CONTROL AND HEATER DUTY CYCLE CONTROL)」有關。
本發明之實施例係一般性關於電漿處理設備，更具體 而言係關於在以電漿處理腔室處理工件的過程中控制腔室元件溫度之方法。
在電漿處理腔室中，如電漿蝕刻腔室或電漿沉積腔室，在製程過程中腔室元件的溫度往往是重要的控制參數。舉例來說，在製程製作方法的過程中，可以控制基板支座(一般稱為吸盤或臺座)的溫度來加熱/冷卻工件至各種受控的溫度(例如為了控制蝕刻速率)。同樣的，也可以在製程製作方法的過程中控制噴灑頭/上電極或其他元件的溫度來影響處理。傳統上，將散熱器和/或熱源耦接至處理腔室，以將腔室元件的溫度維持在所需的溫度。時常會使用至少一個熱耦接至腔室元件的熱傳流體循環來提供加熱和/或冷卻能力。
雖然大部分的系統通常會在固定的流速下運作熱傳流體循環，且將熱傳流體以固定的溫度儲藏，但以上參照的相關申請案教示了基於溫度控制法則來調節熱傳液體流速以實現較佳溫度控制(改良的響應度、較少的超越量等)的優點。這些相關申請案亦描述具有脈波調製(PWM)的數位閥，以改變用於控制溫度的熱傳液體之工作循環。雖然是經濟的，然而數位閥結構可能會遭遇頻繁的驅動和相對有限的壽命。同時，視加熱和冷卻循環中的液體質量流速而定，突然的閥關閉可能會造成較 大的動量變化(即液錘)，而在系統中引發會提高機械故障風險的壓力波。
描述控制具有比例和脈衝流體控制閥的電漿處理腔室中的溫度之方法與系統。可以使用具有部分打開狀態的比例控制閥來提供類比的熱傳流體流動速率控制，同時使用沒有部分打開狀態的數位控制閥在外部散熱器和熱源之間循環或「脈衝」熱傳流體循環。
在一實施例中，供應管線及回流管線將熱傳流體儲槽熱耦接至溫控元件，如吸盤。位於供應管線中的電子供應閥及位於回流管線中的電子回流閥控制熱傳流體在熱傳流體儲槽和溫控元件之間的輸送。該供應閥及該回流閥中之一者具有關閉狀態、部份打開狀態及全開狀態(例如類比的)，同時另一閥具有關閉狀態及僅全開狀態，沒有部份打開狀態(例如數位的)。
在實施例中，多個供應管線和多個熱傳流體儲槽(例如熱的和冷的)經由多個供應和回流管線耦接至溫控元件，該回流管線具有電子回流閥，該電子回流閥之功能係防止熱傳流體混合。在每個供應管線中有電子供應閥，該電子供應閥具有關閉狀態、部分打開狀態及全開狀態。在每個回流管線中有電子回流閥，該電子回流閥具有關閉狀態及僅全開狀態。
在溫控元件具有多個溫度區的實施例中，多個熱傳流體儲槽(例如熱的和冷的)經由多個供應和回流管線耦接至每個溫度區。在每個供應管線中有電子供應閥，該電子供應閥具有關閉狀態、部分打開狀態及全開狀態。在每個回流管線中有電子回流閥，該電子回流閥具有關閉狀態及僅全開狀態。
在實施例中，熱傳流體在該熱傳流體儲槽和該溫控元件之間的輸送是藉由控制該電子供應閥在該關閉狀態、該部份打開狀態及該全開狀態之間改變，同時調整該電子回流閥為該關閉狀態及該全開狀態中之任一者，以允許流體流動受該供應閥位置限制。在某些實施例中，只在該供應閥從任一該打開狀態變成該關閉狀態或從該關閉狀態變成任一該打開狀態時改變該回流閥之狀態。
在以下實施方式中，提出許多具體的細節，以提供對本發明實施例之完整瞭解。然而，在本技術領域中具有通常知識者將瞭解到，也可以不使用這些具體細節來實施其他的實施例。在其他的情況下，未詳細描述熟知的方法、程序、元件以及電路，以免混淆本發明。以下有一些部分的實施方式是以電腦記憶體內資料位元或二進位數位訊號上的操作之法則和符號來表示。
除非另有具體陳述，否則由以下討論可以明顯理解 到，貫穿說明書的討論中所使用的用語如「處理」、「運算」、「計算」、「決定」或類似者係指電腦或電腦系統或類似的電子運算裝置之動作和/或處理，該等動作和/或處理將以實體表示的資料(如電腦系統的暫存器和/或記憶體內的電子數量)操作和/或轉換成為其他同樣在電腦系統的記憶體、暫存器或其他這種資料儲存器、傳送或顯示裝置內以物理量表示的資料。
本文中可以使用用語「耦接」和「連接」及其衍生用語來描述元件之間的結構關係。應瞭解到，這些用語不是互為同義詞。相反的，在特定的實施例中，可以使用「連接」來表示二個或更多的元件彼此實體上或電性上直接接觸。可以使用「耦接」來表示二個或更多的元件彼此實體上或電性上直接或間接(該等元件之間有其他的中間元件)接觸和/或該二個或更多的元件協作或彼此交互作用(如處於原因效果的關係)。
第1圖圖示電漿蝕刻系統300之剖面示意圖，電漿蝕刻系統300包括溫度受控制的元件。電漿蝕刻系統300可以是本技術領域中習知的任意類型的高性能蝕刻腔室，諸如但不限於由美國加州的應用材料公司(Applied Materials of CA,USA)所製造的EnablerTM、MxP®、MxP+TM、Super-ETM、DPS II AdvantEdgeTM G3或E-MAX®腔室。也可以同樣地控制其他市購可得的蝕刻腔室。雖然將例示性實施例描述在電漿蝕刻系統300的內容中，但應進一步注意到本文中描述的溫控系統架構也可適用 於其他的電漿處理系統(例如電漿沉積系統等)。
電漿蝕刻系統300包括接地腔室305。基板310經由開口315載入並夾置於溫控吸盤320。基板310可以是電漿處理技術領域中現行採用的任何工件，而且在此方面本發明並未受限。在特定的實施例中，溫控吸盤320包括複數個區域，每個區域可被獨立控制到溫度設定點，該等區域的溫度設定點之間可以是相同或不同的。在例示性實施例中，內部熱區靠近基板310的中心，而外部熱區靠近基板310的周圍/邊緣。從氣源345經過質流控制器349供應製程氣體到腔室305的內部體積。經由與高容量真空幫浦堆疊355連接的排氣閥351將腔室305排空。
當施加電漿功率到腔室305時，會在基板310上方的處理區域中形成電漿。經由傳送線328將第一電漿偏壓功率325耦接到吸盤320(例如陰極)，以激發電漿。電漿偏壓功率325通常具有介於約2 MHz至60 MHz的低頻，而且在特定的實施例中，電漿偏壓功率325在13.56 MHz頻帶。在例示性實施例中，電漿蝕刻系統300包括操作於約2 MHz頻帶的第二電漿偏壓功率326，第二電漿偏壓功率326與電漿偏壓功率325連接到相同的RF匹配327，以提供雙頻偏壓功率。在一個雙頻偏壓功率的實施例中，13.56 MHz的產生器供應介於500 W和3000 W之間的功率，而2 MHz的產生器供應介於0和7000 W之間的功率，以供應介於500 W和10000 W之間的總偏 壓功率(Wb,tot)。在另一個雙頻偏壓功率的實施例中，60MHz的產生器供應介於100W和3000W之間的功率，而2MHz的產生器供應介於0和7000W之間的功率，以供應介於100W和10000W之間的總偏壓功率(Wb,tot)。
電漿電源330經由匹配(未繪示)耦接至電漿產生元件335(例如噴灑頭)，電漿產生元件335可以相對於吸盤320為陽極的，以提供高頻電源來激發電漿。電漿電源330通常具有比電漿偏壓功率325更高的頻率，諸如介於100和180MHz之間，而且在特定的實施例中，是在162MHz的頻帶中。在特定的實施例中，頂表面操作於100W和2000W之間。偏壓功率更直接地影響基板310上的偏壓電壓、控制對基板310的離子轟擊，而電源更直接地影響電漿密度。
值得注意的是，受控制方法100控制溫度的系統元件既不限於吸盤320，也不必須是直接將電漿功率耦合進入處理腔室的溫控元件。舉例來說，在替代的實施例中，將製程氣體輸入電漿處理腔室所通過的噴灑頭為溫控元件。對於這樣的噴灑頭實施例，噴灑頭可以是或可以不是供應RF功率的。在仍為其他的實施例中，溫控元件為腔室305之壁。
對於高偏壓功率密度(kW/工件面積)的實施例，如其中將5kW功率施加於300mm並非罕見的、可應用於介電質蝕刻者，由於RF濾波的問題，經由電阻加熱器供應 加熱功率到吸盤320是有問題的。對於電漿蝕刻系統300，吸盤加熱功率(例如將吸盤溫度升至50℃)和吸盤冷卻功率(例如將吸盤溫度降至-5℃)係藉由熱傳流體循環提供。對於這樣的實施例，熱傳流體循環可交替地耦接至散熱器或熱源，以冷卻或加熱吸盤320。在例示性實施例中，直接或間接地(經由控制器370)將溫度控制器375耦接至冷卻器377(散熱器)和熱交換器378(熱源)。溫度控制器375可以取得冷卻器377和/或熱交換器(HTX)378的溫度設定點。在例示性前饋控制法則中，冷卻器377的溫度和吸盤320的溫度設定點之間的差異以及熱交換器378的溫度和吸盤320之間的差異連同電漿功率(例如總偏壓功率)係為輸入值。
在第一溫度狀態中，熱傳流體循環輸送冷液體(例如在溫度設定點-5℃的Galden或Fluorinert等)，而在另一個溫度狀態中，藉由熱傳流體循環輸送高溫液體(例如在溫度設定點55℃的Galden或Fluorinert等)。如此一來，回到參照第1圖，當需要冷卻吸盤時，打開第一供應閥385。同樣地，當要加熱吸盤時，打開用於加熱循環的第二供應閥386。在較佳的實施例中，在任何特定的時間，加熱和冷卻供應閥385和386中僅有一者是處於打開狀態，使得在任何既定時間時到吸盤320的總流體流動係由冷卻器377或HTX 378輸送。配合供應閥385和386來控制回流閥387C和387D，以控制該二循環之間的熱傳流體之混合。舉例來說，當第一供應閥38S 處於打開狀態時，第一回流閥387C是打開的，同時第二回流閥387D是關閉的，反之當第二供應閥386處於打開狀態時亦然。在此方式中，熱傳流體循環的溫度狀態係以「脈衝」方式變化。
在一實施例中，經由可處於部分打開狀態的閥來控制熱傳流體循環中的流動速率，同時使用可以僅處於關閉狀態和完全打開狀態的閥來維持個別的溫度狀態(即最小化在不同溫度的熱傳流體之混合)。使用可在0%(關閉)和100%(全開)之間處於部分打開狀態的比例閥(類比的)作為循環內的熱傳流體流動速率之控制點(例如基於熱電偶376)，同時使用可在循環中將流動控制為0%或100%(全開)且為數位閥的第二閥來完成「脈衝」或散熱器和熱源之間的「切換」。參照第1圖，當將熱傳流體循環耦接至冷卻器377時，供應閥385或回流閥387C中任一者可為比例閥，同時另一者為數位的。在較佳的實施例中，供應閥385為比例閥，同時回流閥387C為數位的。在此架構中，回流閥387C僅用以限制來自冷卻器377的熱傳流體與HTX 378中的流體混合而且可以是任何小的、便宜的數位閥，該數位閥之尺寸適合容納供應閥385的最大流動速率。供應閥385可以是任何市購可得的、可依比例控制流動的類比閥。如此一來，溫度控制器和供應閥之間的溫度控制器375或者另一個模組可以提供任何用於控制閥位置所需的數位至類比轉換(DAC)，如本技術領域中所習知的。可以提供DAC作 為供應閥385的一部分。因為供應閥和回流閥中僅有一者是依比例的，故類比控制的額外費用、控制線複雜性以及與類比應用相關的足跡僅限於該個閥(例如供應閥385)。
當熱傳流體循環可在加熱和冷卻溫度狀態之間操作時，一對閥可操作於部分打開的狀態(對應於非零的、小於最大流動的流動)，同時另一對閥僅有關閉和全開的狀態。在第1圖中圖示的實施例中，在耦接HTX 378至吸盤320的熱傳流體循環中的供應閥386或第二回流閥387D係可操作於依比例控制，同時另一個則非操作於依比例控制。在較佳的實施例中，供應閥386可操作於依比例控制，同時回流閥387D為數位的，使得該對供應閥385、386可操作來提供類比的流動控制，同時該對回流閥387C、387D皆可操作來僅提供數位的流動控制。在替代的實施例中，將回流閥387C和387D結合成為單一個三向閥(未繪示)，該三向閥具有固定的、對應於全開的流動速率，且該全開在冷卻器377和HTX 378之間交替。在這樣的實施例中，供應閥385和386可操作於部分打開的狀態，同時回流閥387可操作於複數種相對於吸盤320、冷卻器377以及HTX 378全開的狀態/全關的狀態。
在一實施例中，溫控元件具有第一和第二溫度區，第一溫度區內嵌有一部分的第一熱傳流體循環，而第二溫度區內嵌有一部分的第二熱傳流體循環。第2圖圖示依 據本發明之實施例(其中吸盤具有複數個溫控區)基於熱傳流體、可用於電漿蝕刻系統300的熱源/散熱器系統200之閥和管道示意圖。如同進一步繪示的，一對熱傳流體供應管線381和382經由供應閥385A、385B將冷卻器377熱耦接至內嵌於吸盤320中的熱傳流體通道。在一實施例中，管線381耦接至內嵌於吸盤工作表面的第一、外部區下方的熱傳流體通道，而管線382耦接至內嵌於吸盤工作表面的第二、內部區下方的熱傳流體通道，以便於雙區冷卻。同樣地，流體供應管線381和382也經由二個供應閥386E、386F將吸盤320耦接至HTX 378，以便於雙區加熱。回流管線383完成每個內部和外部區熱傳流體通道分別經由回流閥387C、387D和閥388G、388H至冷卻器377和HTX 378的耦接。每個冷卻器377和HTX 378包括熱傳流體儲槽(即貯槽或缸盆)，該熱傳流體儲槽操作於設定點溫度，以消散或取得熱能。使供應閥385A、385B和386E、386F周期性處於關閉狀態，以將與隔離的熱源/散熱器關聯的幫浦維持在適度的低壓，且在熱傳流體儲槽和閥385、386之間提供旁道384A、384B，當供應閥385、386關閉時，熱傳流體經由閥385、386回到儲槽。
在一實施例中，在複數個熱傳流體循環的每一個中的一對閥可操作於類比流動控制，同時另一對可操作於數位流動控制。這裡再次地，每個熱傳循環的供應或回流分支任一者可以是類比的。在第2圖中圖示的例示性二 區實施例中，四個供應閥385A、385B、386E以及386F中的每個皆具有關閉狀態、全開狀態以及部分打開狀態，以提供來自冷卻器377或HTX 378任一者至吸盤320之內部區或外部區任一者的熱傳流體之類比流動控制。四個回流閥387C、387D、388G以及388H中的每個皆沒有部分打開狀態。
第3圖圖示說明依據本發明之實施例的閥控制方法100中的操作之流程圖，閥控制方法100可應用於第1圖或第2圖中圖示的、基於熱傳流體的熱源/散熱器之閥和管道圖式。第4圖圖示依據本發明之實施例，當以閥控制方法100控制時，第1圖或第2圖中圖示的某些閥隨著時間變化之位置圖。
先參照第3圖，在操作110，基於溫控循環(例如本技術領域中任何習知的前饋和/或反饋循環)設定類比閥的位置。在一實施例中，溫度控制器375只在對應的類比閥變成關閉狀態或從關閉狀態改變時改變數位閥的狀態。在第4圖中圖示的實例中，操作110在標記420時實施於供應閥(例如供應閥385A、385B、386E或386F)上，標記420對應到x軸上約23秒處。操作110將類比供應閥位置405從部分打開狀態(例如1%)調整到關閉狀態。在操作120，將數位閥位置410從全開狀態調整到關閉狀態。在第4圖中圖示的實例中，在標記420將數位回流閥調整到關閉狀態。然而，特別是對於其中有複數個熱傳循環的實施例(例如系統200中的內部和 外部區)，藉由將滯後引入數位閥調節可以減輕閥的格格作響(例如介於回流閥387C、387D、388G或388H之間)。舉例來說，可以在類比閥稍微高於0%(例如1%至5%)的一些臨界比例處引發在操作120進行的數位閥狀態改變。
參照回到第3圖，閥控制方法100回到操作110，在操作110再次基於溫控循環設定類比閥位置。在第4圖中圖示的實例中，將操作110再次實施於供應閥(例如供應閥385A、385B、386E或386F)上，這次在對應到x軸上約32秒的標記430處。操作110將類比供應閥位置405從關閉狀態(例如0%)調整到部分打開狀態(例如2%)。因為類比閥被從關閉狀態打開，故進行操作130並將數位閥從關閉狀態調整到全開狀態，例如第4圖中圖示對於數位回流閥在標記430者。對於操作130也可以謹慎地將滯後引入數位閥狀態改變中。
參照回到第3圖，閥控制方法100回到操作110，在操作110再次基於溫控循環設定類比閥位置。在第4圖中圖示的實例中，將操作110再次實施於供應閥(例如供應閥385A、385B、386E或386F)上，這次在對應到x軸上約45秒的標記440處。操作110將類比供應閥位置405從第一部分打開狀態(例如37%)調整到第二部分打開狀態(例如39%)。依照閥控制方法100，因為類比閥位置並未關閉而且未從關閉狀態打開，故進行操作140並將數位閥保持在全開狀態，例如第4圖中圖示對 於數位回流閥在標記440者。對於操作140也可以謹慎地引入滯後。
應用閥控制方法100，類比閥在既定時間區間中被調整為各種狀態之次數為第一次數，同時數位閥在該時間區間中從關閉狀態調整為全開狀態之次數為第二次數。一般來說，數位閥為了使熱傳流體改向的目的所進行狀態改變的次數將因此遠小於類比閥為了控制熱傳流動速率的目的被調整的次數。如此一來，相對於經由PWM數位地調整熱傳流體流動速率的實施，數位閥的壽命被延長。此外，如第4圖中所圖示，數位閥僅操作於熱傳流體流動速率接近零之時。如此一來，相對於經由PWM數位地調整熱傳流體流動速率，明顯地減少了「液錘」。相對於經由PWM數位地調整熱傳流體流動速率的實施也增強了熱傳流體流動對溫度偏離的回應時間，因為沒有在改變流動速率控制閥的位置之前必須終止的PWM期間。
第5圖圖示電腦系統500之例示形式中的機器之圖形表示，可以使用電腦系統500來進行本文中描述的閥控制操作(例如執行方法100)。在一個實施例中，供應電腦系統500作為電漿蝕刻系統300中的控制器370。在替代的實施例中，可將該機器連接(例如網路化)至局部區域網路(LAN)、內部網路、商際網路或網際網路中的其他機器。該機器可以從屬或主機器的效能於主從式網路環境中操作，或是在同級(或分散式)網路環境中 作為對等機器。該機器可以是個人電腦(PC)、伺服器、網路路由器、交換機或橋接器或任何能夠執行指令集(順序的或以其他方式)的機器，該等指令集指定由該機器執行的動作。此外，雖然僅圖示單一的機器，用語「機器」也應被視為包括任何機器(例如電腦)的集合，該等機器個別地或聯合地執行一組(或多組)指令，以進行任一個或多個本文中討論的方法。
例示性電腦系統500包括經由匯流排530互相溝通之處理器502、主記憶體504(例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(DRAM)如同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)或Rambus動態隨機存取記憶體(RDRAM)等)、靜態記憶體506(例如快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)等)以及輔助記憶體518(例如資料儲存裝置)。
處理器502表示一或多個通用處理裝置，如微處理器、中央處理單元或類似者。處理器502也可以是一或多個專用處理裝置，如特殊應用積體電路(ASIC)、場效可程式閘陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、網路處理器或類似者。處理器502設以執行處理邏輯526，用以進行本文中他處討論的閥控制操作。
電腦系統500可以進一步包括網路介面裝置508。電腦系統500也可以包括影像顯示單元510(例如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、字母數字輸入裝置512(例如鍵盤)、游標控制裝置514(例如滑鼠)以及 訊號產生裝置516(例如揚聲器)。
輔助記憶體518可以包括機器可存取儲存媒體(或更具體的為電腦可讀儲存媒體)531，機器可存取儲存媒體531上儲存一或多組指令集(例如軟體522)，該等指令集體現本文中描述的任一或多個閥控制法則(例如方法100)。在電腦系統500執行的過程中，軟體522也可以全部或至少部分存在於主記憶體504內和/或處理器502內，主記憶體504和處理器502也構成機器可讀儲存媒體。可以進一步經由網路介面裝置508於網路520上傳送或接收軟體522。
可進一步使用機器可存取儲存媒體531來儲存指令集，以供處理系統執行，該等指令集致使系統進行任一或多個本文中描述的閥控制法則(例如方法100)。本發明之實施例可進一步作為電腦程式產品或軟體提供，該電腦程式產品或軟體可包括內部已儲存指令之機器可讀媒體，可使用該等指令來程式化電腦系統(或其他電子裝置)，以依據本文中他處描述的本發明來控制電漿處理腔室溫度。機器可讀媒體包括任一以機器(如電腦)可讀形式儲存或傳送資訊之機制。舉例來說，機器可讀的(如電腦可讀的)媒體包括機器(如電腦)可讀儲存媒體(如唯獨記憶體(「ROM」)、隨機存取記憶體(「RAM」)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記體體裝置以及其他這樣的非暫時性儲存媒體。
瞭解到，以上描述之意為說明性的而不是限制性的。 例如，雖然圖式中的流程圖圖示由本發明的某些實施例執行的特定操作順序，但應瞭解到，這樣的順序不是必需的(例如替代性實施例可以以不同的順序、結合某些操作、重疊某些操作等來執行操作)。此外，對於本技術領域中具有通常知識者而言，在閱讀和瞭解以上描述之後，許多其他的實施例將是顯而易見的。雖然已經參照具體的例示性實施例描述了本發明，但將理解到，本發明並不限於描述的實施例，而是可以以修飾和變更實施本發明，而且該等修飾和變更在隨附的申請專利範圍之精神和範圍內。因此，本發明的範圍應參照隨附的申請專利範圍和申請專利範圍付予權利之均等物的全部範圍來決定。
100‧‧‧方法
110‧‧‧操作
120‧‧‧操作
130‧‧‧操作
140‧‧‧操作
200‧‧‧系統
300‧‧‧電漿蝕刻系統
305‧‧‧腔室
310‧‧‧基板
315‧‧‧開口
320‧‧‧吸盤
325‧‧‧電漿偏壓功率
326‧‧‧電漿偏壓功率
327‧‧‧RF匹配
328‧‧‧傳送線
330‧‧‧電漿電源
335‧‧‧電漿產生元件
345‧‧‧氣源
349‧‧‧控制器
351‧‧‧排氣閥
355‧‧‧幫浦堆疊
370‧‧‧控制器
375‧‧‧溫度控制器
376‧‧‧熱電偶
377‧‧‧冷卻器
378‧‧‧熱交換器
381‧‧‧管線
382‧‧‧管線
383‧‧‧管線
384A‧‧‧旁道
384B‧‧‧旁道
385‧‧‧供應閥
385A‧‧‧供應閥
385B‧‧‧供應閥
386‧‧‧供應閥
386E‧‧‧供應閥
386F‧‧‧供應閥
387‧‧‧回流閥
387C‧‧‧回流閥
387D‧‧‧回流閥
388‧‧‧閥
388G‧‧‧閥
388H‧‧‧閥
405‧‧‧位置
410‧‧‧位置
420‧‧‧標記
430‧‧‧標記
440‧‧‧標記
500‧‧‧電腦系統
502‧‧‧處理器
504‧‧‧主記憶體
506‧‧‧靜態記憶體
508‧‧‧網路介面裝置
510‧‧‧影像顯示單元
512‧‧‧字母數字輸入裝置
514‧‧‧游標控制裝置
516‧‧‧訊號產生裝置
518‧‧‧輔助記憶體
520‧‧‧網路
522‧‧‧軟體
526‧‧‧處理邏輯
530‧‧‧匯流排
531‧‧‧媒體
藉由參照以下實施方式閱讀附圖時可以最有效地瞭解本發明之實施例中操作之機構和方法兩者和其目的、特徵以及優點，其中：第1圖圖示依據本發明之實施例的電漿蝕刻系統之示意圖，該電漿蝕刻系統包括基於熱傳流體的熱源和基於熱傳流體的散熱器，該熱源和散熱器耦接至工件支撐吸盤；第2圖圖示依據本發明之實施例的閥和管道之示意圖，該閥和管道係用於第1圖之電漿蝕刻系統中採用的 基於熱傳流體的熱源/散熱器；第3圖圖示依據本發明之實施例的流程圖，該流程圖說明可應用於該閥和管道示意圖的閥控制法則中之操作，該閥和管道示意圖係用於第1圖或第2圖中圖示的基於熱傳流體的熱源/散熱器；第4圖圖示依據本發明之實施例，當藉由第3圖中圖示的閥控制法則控制時，在第1圖或第2圖中圖示的某些閥之位置；以及第5圖圖示依據本發明之一個實施例的例示性電腦系統之方塊圖，該電腦系統係整合於第1圖中繪示的電漿蝕刻系統，該電腦系統設以自動執行第3圖中圖示的閥控制法則。
100‧‧‧方法
110‧‧‧操作
120‧‧‧操作
130‧‧‧操作
140‧‧‧操作
200‧‧‧系統

Claims (21)

  1. 一種電漿處理設備，包含：一處理腔室，該處理腔室包括一溫控元件；一第一熱傳流體儲槽，該第一熱傳流體儲槽處於一第一溫度；一第一熱傳流體循環，該第一熱傳流體循環包含一第一供應管線及一第一回流管線，該第一供應管線及該第一回流管線將該第一熱傳流體儲槽耦接至該溫控元件；一第一電子供應閥位於該第一供應管線中及一第一電子回流閥位於該第一回流管線中，以控制該第一熱傳流體在該第一熱傳流體儲槽和該溫控元件之間的輸送，其中該第一電子供應閥及該第一電子回流閥中之一者具有一關閉狀態、一全開狀態及一部份打開狀態，以及其中該第一電子供應閥及該第一電子回流閥中之另一者僅具有一關閉狀態及一全開狀態。
  2. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該第一電子供應閥具有一關閉狀態以及複數種對應於非零的流體流動速率之部分打開狀態。
  3. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該第一熱傳流體循環進一步包含： 一第二熱傳流體儲槽，該第二熱傳流體儲槽處於一第二溫度；一第二供應管線及一第二回流管線，該第二供應管線及該第二回流管線將該第二熱傳流體儲槽耦接至該溫控元件；一第二電子供應閥位於該第二供應管線中及一第二電子回流閥位於該第二回流管線中，以控制該第二熱傳流體在該第二熱傳流體儲槽和該溫控元件之間的輸送，其中該第二電子供應閥及該第二電子回流閥中之一者具有一關閉狀態、一全開狀態及一部份打開狀態，以及其中該第二電子供應閥及該第二電子回流閥中之另一者僅具有一關閉狀態及一全開狀態。
  4. 如請求項3所述之電漿處理設備，其中該溫控元件包含一第一溫度區及一第二溫度區，該第一溫度區內嵌有一部分的該第一熱傳流體循環，以及該第二溫度區內嵌有一部分的一第二熱傳流體循環。
  5. 如請求項4所述之電漿處理設備，其中該第二熱傳流體循環包含：一第三供應管線及一第三回流管線，該第三供應管線及該第三回流管線將該第一熱傳流體儲槽耦接至該溫控元件；一第三電子供應閥位於該第三供應管線中及一第三 電子回流閥位於該第三回流管線中，以控制該第一熱傳流體在該第一熱傳流體儲槽與該溫控元件之間的輸送，其中該第三電子供應閥及該第三電子回流閥中之一者具有一關閉狀態、一全開狀態及一部份打開狀態，以及其中該第三電子供應閥及該第三電子回流閥中之另一者僅具有一關閉狀態及一全開狀態。
  6. 如請求項5所述之電漿處理設備，其中該第二熱傳流體循環進一步包含：一第四供應管線及一第四回流管線，該第四供應管線及該第四回流管線將該第二熱傳流體儲槽耦接至該溫控元件；一第四電子供應閥位於該第四供應管線中及一第四電子回流閥位於該第四回流管線中，以控制該第二熱傳流體在該第二熱傳流體儲槽與該溫控元件之間的輸送，其中該第四電子供應閥及該第四電子回流閥中之一者具有一關閉狀態、一全開狀態及一部份打開狀態，以及其中該第四電子供應閥及該第四電子回流閥中之另一者僅具有一關閉狀態及一全開狀態。
  7. 如請求項2所述之電漿處理設備，該電漿處理設備進一步包含一控制器，以基於一反饋或前饋控制循環改變該第一供應閥之狀態，該反饋或前饋控制循環係耦接至該溫控元件。
  8. 如請求項7所述之電漿處理設備，其中該控制器只在該第一供應閥變成該關閉狀態或從該關閉狀態改變時改變該第一回流閥之該狀態。
  9. 如請求項8所述之電漿處理設備，其中該控制器只在該第一供應閥從一打開狀態變成一關閉狀態時將該第一回流閥從一打開狀態變成該關閉狀態，以及該控制器只在該第一供應閥從該關閉狀態變成一打開狀態時將該第一回流閥從該關閉狀態變成該打開狀態。
  10. 如請求項3所述之電漿處理設備，其中該第一溫度高於50℃且該第二溫度低於5℃，以及其中該溫控元件為以下之至少一者：在處理過程中設以支撐一工件的一吸盤、在處理過程中將製程氣體引入該處理腔室所通過的一氣體噴灑頭、或該處理腔室之一壁。
  11. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該第一溫度高於50℃，且其中該溫控元件為以下之至少一者：在處理過程中設以支撐一工件的一吸盤、在處理過程中將製程氣體引入該處理腔室所通過的一氣體噴灑頭、或該處理腔室之一壁。
  12. 一種控制一電漿處理設備中的一元件之一溫度的 方法，該方法包含以下步驟：經由一第一供應管線及一第一回流管線提供處於一第一溫度的一第一熱傳流體至一溫控元件；以及藉由以下步驟調整一第一熱傳流體在該第一熱傳流體儲槽和該溫控元件之間的輸送：控制該第一供應管線中的一第一電子供應閥在一關閉狀態、一部份打開狀態及一全開狀態之間改變；及控制該第一回流管線中的一第一電子回流閥為一關閉狀態及一全開狀態中之任一者。
  13. 如請求項12所述之方法，其中控制一第一電子回流閥進一步包含只在該第一供應閥變成該關閉狀態或從該關閉狀態改變時改變該第一回流閥之該狀態。
  14. 如請求項13所述之方法，其中改變該第一回流閥之該狀態進一步包含只在該第一供應閥從一打開狀態變成一關閉狀態時將該第一回流閥從該全開狀態變成該關閉狀態，以及只在該第一供應閥從該關閉狀態變成一打開狀態時將該第一回流閥從該關閉狀態變成該全開狀態。
  15. 如請求項12所述之方法，該方法進一步包含：經由一第二供應管線及一第二回流管線提供處於一 第二溫度的一第二熱傳流體至該溫控元件；以及藉由以下步驟調整一第二熱傳流體在一第二熱傳流體儲槽和該溫控元件之間的輸送：控制該第二供應管線中的一第二電子供應閥在一關閉狀態、一部份打開狀態及一全開狀態之間改變；及控制該第二回流管線中的一第二電子回流閥為一關閉狀態或一全開狀態中之任一者。
  16. 如請求項12所述之方法，其中控制該第一供應管線中的該第一電子供應閥包含在一時間區間中改變該第一電子供應閥至一不同的打開狀態一第一次數，以及其中控制該第一回流管線中的該第一電子回流閥包含在該時間區間中在該關閉狀態和該全開狀態之間改變該第一電子回流閥一第二次數，該第二次數係少於該第一次數。
  17. 一種電腦可讀媒體，該電腦可讀媒體上儲存有指令，當一處理器執行該等指令時，該等指令使該處理器進行請求項12之方法。
  18. 一種處理微電子裝置的電漿蝕刻設備，包含：一處理腔室，該處理腔室包括一吸盤，該吸盤用以在處理過程中支撐一工件，該吸盤具有一第一溫度區及一第二溫度區； 一第一熱傳流體儲槽，該第一熱傳流體儲槽處於一第一溫度；一第一熱傳流體循環，該第一熱傳流體循環包含一第一供應管線及一第一回流管線，該第一供應管線及該第一回流管線將該第一熱傳流體儲槽與該第一溫度區熱耦接；位於該第一供應管線中的一第一電子供應閥，及位於該第一回流管線中的一第一電子回流閥，以控制該第一熱傳流體在該第一熱傳流體儲槽和該第一溫度區之間的輸送；一第二熱傳流體儲槽，該第二熱傳流體儲槽處於一第二溫度；一第二供應管線及一第二回流管線，該第二供應管線及該第二回流管線將該第二熱傳流體儲槽熱耦接至該第二溫度區；位於該第二供應管線中的一第二電子供應閥，及位於該第二回流管線中的一第二電子回流閥，以控制該第二熱傳流體在該第二熱傳流體儲槽和該第二溫度區之間的輸送，其中該第一和第二電子供應閥各具有一關閉狀態、一部份打開狀態及一全開狀態，以及其中該第一和第二電子回流閥各僅具有一關閉狀態及一全開狀態。
  19. 如請求項18所述之電漿蝕刻設備，該電漿蝕刻設 備進一步包含一控制器，以基於一反饋或前饋控制循環改變該第一供應閥之該狀態，該反饋或前饋控制循環係耦接至該溫控元件。
  20. 如請求項19所述之電漿蝕刻設備，其中該控制器只在該第一供應閥變成該關閉狀態或從該關閉狀態改變時改變該第一回流閥之該狀態。
  21. 如請求項20所述之電漿蝕刻設備，其中該控制器只在該第一供應閥從一打開狀態變成一關閉狀態時將該第一回流閥從該全開狀態變成該關閉狀態，以及該控制器只在該第一供應閥從該關閉狀態變成一打開狀態時將該第一回流閥從該關閉狀態變成該全開狀態。
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