[发明专利]处理室冷却系统

说明书

提供了一种装置。该装置包括处理室。衬底支撑件在处理室内，其中衬底支撑件用于与衬底热接触。冷却系统冷却衬底支撑件。冷却系统包括第一制冷系统。第一制冷系统包括用于从制冷系统外部的第一制冷剂源接收第一制冷剂的第一制冷剂入口，其中第一制冷剂处于第一压强下；第一节气门，其中第一节气门使得第一制冷剂能受控膨胀，其中第一制冷剂的膨胀冷却第一制冷剂；第一传热系统，其用于吸收热量并将热量传递给冷却的第一制冷剂；以及第一制冷剂返回件，其用于将来自第一制冷系统的在第二压强下的第一制冷剂引导远离第一制冷系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月31日申请的美国专利申请No.62/799,597的优先权，其通过引用合并于此以用于所有目的。

背景技术

本公开涉及一种在半导体晶片上形成半导体器件的方法。更具体地，本公开涉及用于等离子体或非等离子体处理半导体器件的系统。

在形成半导体器件时，在等离子体处理室中对堆叠件进行处理。这样的过程可能需要超低温或低温。

发明内容

为实现上述目的，并且根据本发明的目的，提供了一种装置。该装置包括处理室。衬底支撑件在处理室内，其中衬底支撑件用于与衬底热接触。冷却系统冷却衬底支撑件。冷却系统包括第一制冷系统。第一制冷系统包括用于从制冷系统外部的第一制冷剂源接收第一制冷剂的第一制冷剂入口，其中第一制冷剂处于第一压强下；第一节气门，其中第一节气门使得第一制冷剂能受控膨胀，其中第一制冷剂的膨胀冷却第一制冷剂；第一传热系统，其用于吸收热量并将热量传递给冷却的第一制冷剂；以及第一制冷剂返回件，其用于将来自第一制冷系统的在第二压强下的第一制冷剂引导远离第一制冷系统。

在另一种表现形式中，提供了一种用于处理衬底的设备，其包括处理室和用于处理模块的支撑子系统。衬底支撑件位于处理室内。冷却系统提供至少20千瓦的冷却，其中冷却系统的占地面积小于或等于处理室或处理模块的占地面积。

在另一种表现形式中，一种用于处理衬底的设备包括处理室和用于处理模块的支撑子系统。衬底支撑件位于处理室内，其中衬底支撑件包括各种部件、层和涂层。处理模块还包括其他相邻的子系统，这些子系统安装到或非常接近工艺发生所需的处理室。这包括但不限于电源箱、RF发生器、气箱、泵等。冷却系统冷却衬底支撑件，使得衬底支撑件不会由于从一个温度设定点切换到另一个温度设定点时，尤其是在将所述冷却剂源从一个通道快速切换到另一个通道时发生的温度变化而发生损坏或退化。

在另一种表现形式中，一种用于处理衬底的设备包括处理室和用于处理模块的支撑子系统。衬底支撑件位于处理室内。冷却系统冷却衬底支撑件。冷却系统包括具有包含二氧化碳(CO₂)的第一制冷剂的第一制冷系统。冷却系统包括：用于将第一制冷剂压缩到第一压强的第一压缩机；用于传递来自压缩的第一制冷剂的热量的第一传热装置；第一节气门，其中第一节气门使得第一制冷剂能受控膨胀，其中第一制冷剂的膨胀使第一制冷剂冷却；以及衬底支撑件中的至少一个通道，其中第一制冷剂流过至少一个通道。

本公开的这些和其他特征将在下面的详细描述中并结合以下附图更详细地描述。

附图说明

本公开以示例而非限制的方式在附图中示出，其中相似的附图标记指代相似的元件，其中：

图1是实施方案中的冷却系统的示意图。

图2是实施方案中的温度控制系统的示意图。

图3是实施方案中的处理工具的示意图。

图4是另一个实施方案中的另一个冷却系统的示意图。

具体实施方式