[发明专利]多区衬底温度控制系统及操作方法

权利要求书

1.一种温度控制系统，包括：

第一流体通道，其耦合到处理系统中的处理元件的第一热区，并构造来接收处于第一流体温度的传热流体的第一流；

第二流体通道，其耦合到所述处理系统中的所述处理元件的第二热区，并被构造来接收处于第二流体温度的传热流体的第二流；

热交换器单元，其被构造来提供处于本体流体温度的传热流体的本体流，其中所述传热流体的所述本体流供给所述传热流体的所述第一流和所述传热流体的所述第二流；以及

传热单元，其耦合到所述热交换器，并被构造来接收所述传热流体的所述本体流，其中所述传热单元被构造来通过在所述传热流体的所述第一流经过的所述第一传热区和所述传热流体的所述第二流经过的所述第二传热区之间传热，提供处于所述第一流体温度的所述传热流体的所述第一流和提供处于所述第二流体温度的所述传热流体的所述第二流。

2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中所述传热单元将热从所述传热流体的所述第一流传到所述传热流体的所述第二流，使得所述第一流体温度低于所述本体流体温度，使得所述第二流体温度高于所述本体流体温度。

3.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述传热单元包括一个或多个热电器件，所述一个或多个热电器件具有耦合到所述第一传热区的第一表面和耦合到所述第二传热区的第二表面，其中所述一个或多个热电器件耦合到功率源，以在所述第一表面和所述第二表面之间的产生温度差。

4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其中，所述一个或多个热电器件的所述第一表面和所述第二表面之间的所述温度差的大小通过调节从所述功率源耦合到所述一个或多个热电器件的电流而被改变。

5.根据权利要求3所述的温度控制系统，其中，所述传热流体的所述第一流和所述传热流体的所述第二流之间的传热方向通过调节从所述功率源耦合到所述一个或多个热电器件的电压的极性而被改变。

6.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述传热单元包括耦合到所述第一传热区域的第一入口和耦合到所述第二传热区域的第二入口，并且其中，所述第一入口和所述第二入口被耦合到所述热交换器的出口，使得所述传热单元的所述本体流被分成所述第一流和所述第二流。

7.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述传热单元包括耦合到所述第一传热区域和所述第一流体通道的入口的第一出口和耦合到所述第二传热区域和所述第二流体通道的入口的第二出口。

8.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述热交换器被耦合到所述第一流体通道的出口和所述第二流体通道的出口，并且被构造来接收来自所述第一流体通道和所述第二流体通道的所述传热流体。

9.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，所述处理元件包括所述处理系统的衬底夹持器。

10.根据权利要求9所述的温度控制系统，其中，所述第一热区紧邻所述衬底的中心部分，所述第二热区紧邻所述衬底的边缘区域。

11.根据权利要求9所述的温度控制系统，其中，所述衬底包括半导体晶片。

12.根据权利要求9所述的温度控制系统，其中，所述衬底被夹紧到所述衬底夹持器。

13.根据权利要求9所述的温度控制系统，其中，传热气体被提供到所述衬底的背面表面和所述衬底夹持器的上表面之间的空间。

14.根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括：

控制器，其耦合到所述热交换器，并被构造来调节所述传热流体的所述本体流的流量或所述本体流体温度或两者。

15.根据权利要求1所述的温度控制系统，还包括：

控制器，其耦合到所述传热单元，并被构造来调节所述传热流体的所述第一流的流率、所述第一流体温度、所述传热流体的所述第二流的流率或其两者或更多的任意组合。

16.一种利用如权利要求1所述的温度控制系统控制被保持在衬底夹持器上的衬底的温度的方法，包括：

将第一传热流体提供到所述第一流体通道；

将第二传热流体提供到所述第二流体通道；以及

利用所述传热单元，相对于所述第二传热流体的第二流体温度控制所述第一传热流体的第一流体温度。