[发明专利]用于等离子体处理腔室中晶片载体的先进温度控制的设备和方法

权利要求书

1.一种用于控制温度的设备，包括：

热交换器，所述热交换器向载体的流体通道提供热流体并且接收来自所述流体通道的所述热流体，所述热交换器控制提供给所述流体通道的所述热流体的温度，所述流体通道中的所述热流体用于在工件处理期间控制所述载体的温度；

比例阀，所述比例阀在所述热交换器和所述流体通道之间，用于控制从所述热交换器到所述流体通道的热流体的流速；

气动阀，所述气动阀在所述热交换器和所述流体通道之间，同样用于控制来自所述热交换器与所述流体通道的热流体的流速，其中所述气动阀和所述比例阀串联耦接在所述热交换器和所述流体通道之间；以及

温度控制器，所述温度控制器接收来自所述载体的热传感器的测得的温度并响应于所述测得的温度控制所述比例阀和所述气动阀，以调整所述热流体的流速，其中所述温度控制器调节所述比例阀和所述气动阀以获得所需的流动速率。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述温度控制器耦接所述载体的多个热传感器以控制所述比例阀和所述气动阀。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述温度控制器打开所述气动阀且当所述热流体流动速率增加时，仅使用所述比例阀来调节所述比例阀。

4.如权利要求1或2所述的设备，其中所述温度控制器确定总流动速率，并且如果所述总流动速率高于阈值，则所述温度控制器打开所述气动阀并调节所述比例阀以获得所需的流动速率，并且如果所述总流动速率低于所述阈值，则所述温度控制器将所述比例阀关闭到预定流动速率并调节所述气动阀以获得所需的流动速率。

5.如权利要求1或2所述的设备，其中所述比例阀和所述气动阀串联连接，使得所述阀中的一个阀的输出耦接至所述阀中的另一个阀的输入。

6.如权利要求1或2所述的设备，进一步包括耦接至所述流体通道的压力传感器和流量计，并且其中所述温度控制器响应于所述压力传感器和所述流体通道控制所述比例阀和所述气动阀。

7.如权利要求1或2所述的设备，其中所述载体包括多个不同的独立冷却通道，以承载热流体以传递来自所述载体的热，每个流体通道包含相应的供应和返回，并且其中所述设备包括比例阀和气动阀，以控制热流体流入每个供应的流速。

8.一种工件处理系统，包括：

等离子体腔室；

等离子体源，所述等离子体源在所述等离子体腔室中产生含有气体离子的等离子体；

工件固持器，所述工件固持器在所述腔室中以在等离子体处理期间固持所述工件且控制所述工件的温度，所述工件固持器具有流体通道和温度传感器；

热交换器，所述热交换器向所述工件固持器的所述流体通道提供热流体并且接收来自所述流体通道的所述热流体，所述流体通道中的所述热流体用于在基板处理期间控制所述工件固持器的温度；

比例阀，所述比例阀用于控制从所述热交换器到所述流体通道的热流体的流速；

气动阀，所述气动阀在所述热交换器和所述流体通道之间，同样用于控制来自所述热交换器与所述流体通道的热流体的流速，其中所述气动阀和所述比例阀串联耦接在所述热交换器和所述流体通道之间；以及

温度控制器，所述温度控制器接收来自所述工件固持器的热传感器的测得的温度并响应于所述测得的温度控制所述比例阀和所述气动阀，以调整所述热流体的流速，其中所述温度控制器调节所述比例阀和所述气动阀以获得所需的流动速率。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述比例阀包括压力受调节的阀，所述工件处理系统进一步包括压力调节器，所述压力调节器耦接至所述压力受调节的阀以控制所述压力受调节的阀，所述压力调节器耦接至所述温度控制器以接收到所述压力调节器的无段模拟电压信号，以控制到所述压力受调节的阀的流体压力来控制所述压力受调节的阀。

10.如权利要求8或9所述的系统，进一步包括耦接至所述流体通道的压力传感器和流量计，并且其中所述温度控制器响应于所述压力传感器和所述流量计控制所述比例阀和所述气动阀。