[发明专利]多区衬底温度控制系统及操作方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2006年3月28日提交的美国专利申请No.11/390,471并要求其优先权。该申请的全部内容通过引用而结合于此。本申请涉及2004年8月6日递交的题为″Method and System for SubstrateTemperature Profile Control″的美国专利申请No.10/912,182(ES-005)；2003年11月26日递交的题为″Thermally Zoned Substrate Holder Assembly″的美国专利申请No.KV721.500(PC0204A)；2003年3月28日递交的题为″Method and System for Temperature Control of a Substrate″的美国临时申请No.60/458,043(PC0262A)；以及2001年1月5日递交的题为″Method ofWafer Band-edge Measurement Using Transmission Spectroscopy and a Processfor Controlling the Temperature Uniformity of a Wafer″的美国申请No.10/168,544(PC0003B)，这些申请的全部内容通过引用而结合于此。

技术领域

本发明涉及用于衬底的温度控制的方法和系统，更具体地说，涉及用于衬底温度控制的衬底夹持器。

背景技术

已知在半导体制造和处理中，各种处理(包括例如刻蚀处理和沉积处理)严重依赖衬底的温度。衬底温度受多种处理诸如等离子处理(包括离子轰击)、热处理(包括辐射、对流和传导)以及化学处理(包括在衬底表面处发生的化学反应)影响。向衬底夹持器的上表面提供合适的温度可以被用于控制衬底的温度。

发明内容

根据一个实施例，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。第二流体通道被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。传热单元被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所述传热流体的所述第一流经过的第一传热区和所述传热流体的所述第二流经过的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。

根据另一个实施例，一种方法和计算可读介质的程序指令利用温度控制系统控制被保持在衬底夹持器上的衬底的温度。第一传热流体被提供到所述第一流体通道。第二传热流体被提供到所述第二流体通道。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。

根据还有一个实施例，温度控制系统包括处理系统中的处理元件的第一热区，其被构造来接收处于第一流体温度的传热流体的第一流。所述处理系统中的所述处理元件的第二热区被构造来接收处于第二流体温度的传热流体的第二流。传热单元在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传热，使得所述第一流体温度不同于所述第二流体温度。

附图说明

在附图中：

图1描绘了根据本发明一个实施例的具有衬底夹持器的处理系统的简化框图；

图2是根据本发明一个实施例的Peltier模块的示意图；

图3A描绘了根据本发明一个实施例的传热单元的顶视图；

图3B描绘了图3A所示的传热单元的剖视图；

图3C描绘了图3A所示的传热单元的端视图；

图3D描绘了图3A和3C所示的传热单元的反面端视图；

图4描绘了根据本发明另一个实施例的传热单元的局部剖视图；

图5描绘了根据本发明另一个实施例的具有衬底夹持器的处理系统的简化框图；

图6描绘了根据本发明另一个实施例的具有衬底夹持器的处理系统的简化框图；

图7描绘了根据本发明另一个实施例的具有衬底夹持器的处理系统的简化框图；

图8描绘了根据本发明另一个实施例的具有衬底夹持器的处理系统的简化框图；

图9描绘了用于包括第一和第二热区的第一和第二流体通道的示例性几何形状；以及