【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容总体涉及在亚大气压力环境中处理基板的设备及方法。更特定而言，本公开内容涉及冷却适于半导体处理的基板处理系统。
技术介绍
1、沉积及干蚀刻工艺用于在基板上形成层，和从基板上移除一或多个层的全部或一部分。例如，已知使用溅射工艺(也称为物理气相沉积(physical vapor deposition；pvd))将薄金属及介电膜沉积在基板上，诸如直接沉积在半导体基板上或已经形成在半导体基板上的膜层上。在基板上形成薄膜的其他方法是化学气相沉积(chemical vapordeposition；cvd)及等离子体增强cvd(plasma enhanced cvd；pecvd)。干蚀刻常用于半导体处理，以通过反应离子蚀刻工艺在基板中或在基板上的一或多个薄膜中形成特征。
2、半导体及平板显示器生产中使用的许多薄膜沉积及蚀刻工艺采用基板处理腔室，基板处理腔室附接到群集工具(称为基板处理系统)的主机，其中将一或多个基板装载到专用处理腔室(例如真空腔室)中，所述专用处理腔室具有在所述专用处理腔室中用于在对基板执行的工艺期间支撑基板的专用硬件。维持均匀的工艺温度对于工艺要求、安全性及部件寿命至关重要。在薄膜沉积及蚀刻工艺中，产生大量热量。放置在腔室的处理区域紧密附近的部件可能受到处理期间产生的热的影响，若控制不当，这可产生极端温度。不受控制的高温可使部件在较长时间段内劣化。
3、多站处理系统中的操作温度可因腔室而异(例如，因工艺站而异)。传统冷却方法及系统使冷却流体流动到每个工艺站。然而，冷却流体行进到每个站的距离不同
4、因为处理系统的配置限制冷却系统的配置，所以冷却腔室的每个工艺站具有挑战性。例如，若每个工艺站的每个冷却管线被相似地路由并且具有相似的性质及尺寸，则可以实现穿过每个处理腔室的相似流率。例如，每个冷却管线将具有相同数量的弯曲(bend)及转弯(turn)，以确保每个冷却管线具有相似的流动阻力。每个冷却管线还必须从冷却流体源行进相似距离到每个工艺站。然而，冷却管线不能被对称地路由，因为处理系统的较高优先级子系统的部件阻碍所需的路由路径。因此，在传统冷却系统中，处理腔室位于在流体源下游的不同距离处，并且穿过每个工艺站的冷却流体的压力可以变化。
5、由于若干其他原因，冷却每个工艺站具有挑战性。首先，即使冷却管线的配置是对称的，随着时间的推移，残留物也可积聚在一些冷却管线的内部，并且限制冷却流体的流动。第二，处理腔室的各个子系统可能具有不同的冷却要求，这可随着处理腔室过程或配方而变化。第三，需要不同流率且具有不同材料特性的不同冷却流体可用于冷却处理腔室的不同子系统。第四，各种结构可以附接到处理腔室，并且可以从处理腔室吸走热量，进一步影响每个工艺站的冷却速率。
6、尽管传统的冷却系统设计适用于冷却处理腔室，但这样的冷却系统可导致处理腔室中存在大量热点及冷点的腔室匹配问题，或者在操作期间及烘烤期间导致不同处理腔室的温度不均匀。温度变化导致处理腔室的薄膜沉积及蚀刻工艺的变化和不一致的产品。
7、因此，需要解决上述问题的冷却基板处理系统的系统及方法。
技术实现思路
1、本公开的实施方式总体涉及基板处理系统。特定而言，本文的实施方式提供用于冷却基板处理系统的子系统的系统及方法。
2、在一个实施方式中，提供一种基板处理系统。大体上，系统包括处理腔室，处理腔室包含围绕中心轴的工艺站阵列及被配置以使入口冷却流体流动到处理腔室的第一多个子系统的上部流体流动网络。上部流体流动网络包括多个冷却组件、流体连接到入口焊件(weldment)的供应焊件、及流体连接到出口焊件的至少一个收集焊件。多个冷却组件中的每个冷却组件与工艺站阵列中的工艺站相关联。每个冷却组件包括入口歧管及多个入口歧管冷却管线、出口歧管及多个出口歧管冷却管线，和流体连接到第一多个子系统中的每个子系统且连接到出口歧管的出口流量限制器。多个入口歧管冷却管线中的每个入口歧管冷却管线将入口歧管流体连接到第一多个子系统中的子系统。多个出口歧管冷却管线中的每个出口歧管冷却管线将第一多个子系统中的每个子系统流体连接到出口歧管。入口焊件流体连接到每个冷却组件的每个入口歧管。出口焊件流体连接到每个冷却组件的每个出口歧管。
3、在另一实施方式中，提供一种基板处理系统。系统包括冷却系统，冷却系统被配置以冷却处理腔室的第一多个子系统及第二多个子系统。冷却系统包括第一多个冷却管线及第一多个流量限制器。第一多个冷却管线的第一子集连接到第一多个歧管。第一多个冷却管线的第二子集将第一多个歧管连接到处理腔室的第一多个子系统。第一多个冷却管线的第三子集将处理腔室的第一多个子系统连接到第二多个歧管。第一多个冷却管线的第四子集连接到第二多个歧管。第一多个流量限制器连接到第一多个冷却管线的第二子集或第三子集。第一多个流量限制器中的每个流量限制器连接到第一多个冷却管线的第二子集或第三子集的相应冷却管线。
4、在另一个实施方式中，提供一种用于冷却基板处理系统的方法。方法包括使入口冷却流体流动通过上部流体流动网络，并且用多个出口流量限制器限制入口冷却流体的流动。上部流体流动网络包括多个冷却组件、流体连接到入口焊件的供应焊件、及流体连接到出口焊件的至少一个收集焊件。多个冷却组件中的每个冷却组件与处理腔室的工艺站相关联。每个冷却组件包括入口歧管及多个入口歧管冷却管线和出口歧管及多个出口歧管冷却管线。多个入口歧管冷却管线中的每个入口歧管冷却管线将入口歧管流体连接到第一多个子系统中的子系统。多个出口歧管冷却管线中的每个出口歧管冷却管线将第一多个子系统中的子系统流体连接到出口歧管。入口焊件流体连接至每个冷却组件的每个入口歧管。出口焊件流体连接到每个冷却组件的每个出口歧管。多个出口流量限制器中的每个出口流量限制器流体连接到第一多个子系统中的每个子系统及出口歧管。
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1.一种基板处理系统，包含：
2.如权利要求1所述的基板处理系统，进一步包含：
3.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述出口歧管包含所述多个冷却组件中的每个冷却组件的所述出口流量限制器。
4.如权利要求3所述的基板处理系统，其中所述输出歧管包含所述多个输出流量限制器中的每个输出流量限制器。
5.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述出口焊件包含多个出口焊件段，其中所述多个出口焊件段中的每个出口焊件段连接到收集焊件。
6.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述入口冷却流体不同于所述输入冷却流体。
7.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述第二多个子系统包含所述处理腔室、DC电源、主轴马达、所述主轴马达的铁磁流体密封、涡轮马达、或涡轮分子泵中的至少一者。
8.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述至少一个收集焊件包含挠性管线。
9.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述供应焊件通过凸轮锁紧连接连接到所述入口焊件。
10.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述入口
11.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述多个冷却组件中的冷却组件的每个入口歧管冷却管线的长度大致等于所述多个冷却组件中不同冷却组件中对应的入口歧管冷却管线的长度。
12.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述多个冷却组件中的冷却组件的每个入口歧管冷却管线的直径大致等于所述多个冷却组件中不同冷却组件中对应的入口歧管冷却管线的直径。
13.如权利要求1所述的基板处理系统，其中：
14.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述第一多个子系统包含工艺源、工艺适配器、涡轮马达、涡轮分子泵、或基座中的至少一者。
15.如权利要求1所述的基板处理系统，进一步包含：
16.一种基板处理系统，包含：
17.如权利要求16所述的基板处理系统，进一步包含：
18.一种用于冷却基板处理系统的方法，包含以下步骤：
19.如权利要求18所述的方法，进一步包含以下步骤：
20.如权利要求18所述的方法，其中所述多个冷却组件中的冷却组件的每个入口歧管冷却管线的长度大致等于所述多个冷却组件中另一冷却组件中对应的入口歧管冷却管线的长度。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种基板处理系统，包含：
2.如权利要求1所述的基板处理系统，进一步包含：
3.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述出口歧管包含所述多个冷却组件中的每个冷却组件的所述出口流量限制器。
4.如权利要求3所述的基板处理系统，其中所述输出歧管包含所述多个输出流量限制器中的每个输出流量限制器。
5.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述出口焊件包含多个出口焊件段，其中所述多个出口焊件段中的每个出口焊件段连接到收集焊件。
6.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述入口冷却流体不同于所述输入冷却流体。
7.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述第二多个子系统包含所述处理腔室、dc电源、主轴马达、所述主轴马达的铁磁流体密封、涡轮马达、或涡轮分子泵中的至少一者。
8.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述至少一个收集焊件包含挠性管线。
9.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述供应焊件通过凸轮锁紧连接连接到所述入口焊件。
10.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述入口焊件包含通过挠性管线连接的多个入口焊件段。
【专利技术属性】
技术研发人员：拉克希米坎斯·克里希纳穆提·希拉哈蒂，克兰库玛尔·纽拉桑德拉·萨凡迪亚，普拉尚·A·德赛，托马斯·布里泽哲科，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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