本公开涉及衬底处理系统，更具体地涉及在衬底分配的流体的温度控制和混合。
背景技术：
这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。目前所命名的发明人的工作，在该背景技术部分以及本说明书的在申请时不会以其他方式被认为是现有技术的方面中所描述的程度上，既不明确地也不隐含地被承认是针对本公开的现有技术。
使用点(point-of-use：PoU)混合系统可用于将液体分配到由旋转卡盘旋转的衬底上。在一些示例中，衬底包括半导体晶片。将液体合并以提供混合物，将混合物分配在衬底上。PoU混合系统包括液体流量控制器(LFC)，其控制液体的流率并由此控制所得混合物中的液体的浓度水平。为所供应的每种液体提供LFC。
在某些应用中，PoU混合系统结合液体以形成第一混合物和第二混合物。第一混合物被分配到衬底的顶侧上。第二混合物被分配到衬底的底侧上。尽管第一混合物和第二混合物可以包括相同类型的液体，但是第一混合物与第二混合物不同，因为它们被分开混合并提供。第一混合物通过混合第一组的两种或更多种液体而形成。第二混合物通过混合第二组的两种或更多种液体而形成。每个LFC包括流量计和阀。流量计测量所供应的液体的相应流率。在混合液体之前测量液体的流率以提供第一混合物和第二混合物。根据测得的流率控制阀。
所述混合物可以包括载液和加料液体。载液可以包括热去离子水(DIW)和冷DIW。加料液体可以包括浓酸。当相同类型的液体混合以形成混合物时，用于第一混合物的LFC不同于用于第二混合物的LFC。因此，混合物的浓度可能不同。由于PoU混合系统中的错误(例如LFC的操作错误)，因而可能会出现不同的浓度。
PoU混合系统对混合物温度进行有限的控制。当混合物的温度和/或浓度改变时，需要调整载液的温度以补偿混合物的变化。PoU混合系统具有用于调节载液温度的长响应时间。从检测到混合物的变化的时间到载液的温度已被调节并与预定的设定点相匹配的时间之间存在很长的调节延迟时间段。
另外，由PoU混合系统分配的液体的量和混合物的浓度水平影响结合形成加料液体的化学品的在LFC处的背压。背压的变化影响对组合起来以提供混合物的液体的流率的控制。液体的流率和混合物的浓度水平由包括LFC的封闭的反馈回路控制。为了防止故障，可以在混合物的每个流体通道中使用冗余流量计。如果多个LFC中的一个没有正确控制相应的流量，则使用冗余流量计来控制流率。冗余流量计增加了系统成本。
技术实现要素：
提供了一种用于处理衬底的液体分配系统，其包括第一流量控制器、压力调节器、第一混合节点、液体混合器、温度传感器、N个分配器以及系统控制器，其中N是大于或等于1的整数。第一流量控制器接收处于第一温度的第一液体并控制第一液体的流率。压力调节器接收在第二温度下的第二液体，并将第二液体的压力控制到预定压力，其中第二温度不同于第一温度。第一混合节点将由第一流量控制器输出的第一液体和由压力调节器输出的第二液体混合以提供第一混合物。液体混合器将第一混合物和第三液体混合以提供第二混合物。温度传感器基于第二混合物的所测得的温度产生温度信号。N个分配器中的每一个包括将第二混合物分配到衬底上的液体流量控制器。系统控制器通过基于所述所测得的温度并且独立于所述第二液体的流率的测量调节第一流量控制器的流率，将所测得的温度控制到介于所述第一温度和所述第二温度之间的预定温度。
在其他特征中，提供了一种用于处理衬底的液体分配方法。该方法包括：在第一流量控制器接收在第一温度下的第一液体并控制所述第一液体的流率；供应在第二温度并在预定压力下的第二液体，其中所述第二温度不同于所述第一温度；以及在第一混合节点将由所述第一流量控制器输出的所述第一液体和所述第二液体混合以提供第一混合物。该方法还包括：将所述第一混合物和第三液体混合以提供第二混合物；基于所述第二混合物的所测得的温度产生温度信号；以及通过N个分配器将所述第二混合物分配到衬底，其中N是大于或等于1的整数，并且其中所述N个分配器各自包括液体流量控制器以分配所述第二混合物。该方法还包括：通过基于所述所测得的温度并且独立于所述第二液体的流率的测量调节所述第一流量控制器的流率，将所述所测得的温度控制到介于所述第一温度和所述第二温度之间的预定温度。
具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：
1.一种用于处理衬底的液体分配系统，其包括：
第一流量控制器，其用于接收在第一温度下的第一液体并控制所述第一液体的流率；
压力调节器，其用于接收在第二温度下的第二液体并将所述第二液体的压力控制到预定压力，其中所述第二温度不同于所述第一温度；
第一混合节点，其将由所述第一流量控制器输出的所述第一液体和由所述压力调节器输出的所述第二液体混合以提供第一混合物；
液体混合器，其将所述第一混合物和第三液体混合以提供第二混合物；
温度传感器，其基于所述第二混合物的所测得的温度产生温度信号；
N个分配器，每个分配器包括液体流量控制器，以将所述第二混合物分配到所述衬底，其中N是大于或等于1的整数；以及
系统控制器，其通过基于所述所测得的温度并且独立于所述第二液体的流率的测量调节所述第一流量控制器的流率，将所述所测得的温度控制到介于所述第一温度和所述第二温度之间的预定温度。
2.根据条款1所述的液体分配系统，其中所述系统控制器进一步基于所述N个分配流量控制器的流率来控制所述所测得的温度。
3.根据条款1所述的液体分配系统，其中所述液体混合器包括：
M个流量控制器，其用于接收M种液体并控制所述M种液体的M种流率，其中M是大于或等于1的整数，并且其中所述M种液体中的一种包括第三液体；以及
第二混合节点，其用于将所述第一混合物和所述M个流量控制器的M个输出中的一个或多个混合以提供所述第二混合物。
4.根据条款3所述的液体分配系统，其中所述系统控制器被配置为基于对应于所述M种液体的预定浓度值和所述N个分配器的所述N个分配流量控制器的流率之和来控制所述M个流量控制器的M种流率。
5.根据条款3所述的液体分配系统，其还包括布置在所述M个流量控制器和所述液体混合器之间的M个阀。
6.根据条款1所述的液体分配系统，其中所述系统控制器被配置为独立于对所述第一温度和所述第二温度的测量来控制所述所测得的温度。
7.根据条款1所述的液体分配系统，其还包括布置在所述第一流量控制器和所述第一混合节点之间的阀。
8.根据条款1所述的液体分配系统，其还包括布置在所述压力调节器与所述第一混合节点之间的阀。
9.根据条款1所述的液体分配系统，其还包括布置在所述液体混合器与所述N个分配器中的第二分配器之间的阀，其中N大于1。
10.根据条款1所述的液体分配系统，其中所述第一流量控制器包括：
阀；以及
流量计，该流量计被构造成(i)检测所述第一液体的流率，并且(ii)基于所述第一液体的流率来控制所述阀以调节所述第一液体的流率。
11.根据条款1所述的液体分配系统，其中：
所述第一液体包括水；
所述第二液体包括水；以及
所述第三液体包括浓酸。
12.一种系统，其包括：
根据条款1所述的液体分配系统；以及
旋转卡盘，所述旋转卡盘被构造成与所述衬底接合，其中所述衬底在由所述旋转卡盘支撑的同时旋转，并且同时所述衬底由来自所述N个分配器中的至少一个分配器的所述第二混合物处理。
13.一种用于处理衬底的液体分配方法，其包括：
在第一流量控制器接收在第一温度下的第一液体并控制所述第一液体的流率；
供应在第二温度并在预定压力下的第二液体，其中所述第二温度不同于所述第一温度；
在第一混合节点将由所述第一流量控制器输出的所述第一液体和所述第二液体混合以提供第一混合物；
将所述第一混合物和第三液体混合以提供第二混合物；
基于所述第二混合物的所测得的温度产生温度信号；
通过N个分配器将所述第二混合物分配到所述衬底，其中N是大于或等于1的整数，并且其中所述N个分配器各自包括液体流量控制器以分配所述第二混合物；以及
通过基于所述所测得的温度并且独立于所述第二液体的流率的测量调节所述第一流量控制器的流率，将所述所测得的温度控制到介于所述第一温度和所述第二温度之间的预定温度。
14.根据条款13所述的液体分配方法，其进一步包括基于所述N个分配流量控制器的流率来控制所述所测得的温度。
15.根据条款13所述的液体分配方法，其进一步包括：
以M个流量控制器接收M种液体并控制所述M种液体的M种流率，其中M是大于或等于1的整数，并且其中所述M种液体中的一种包括所述第三液体；以及
经由第二混合节点将所述第一混合物和所述M个流量控制器的M个输出中的一个或多个混合以提供所述第二混合物。
根据详细描述、权利要求和附图，本公开的其他适用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意图用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的示例性的PoU混合系统的功能框图和示意图；
图2是示例性的LFC的功能框图和示意图；
图3是根据本公开的包括液体供应阀和用于在单分配模式和双分配模式之间转换的阀的另一示例性的PoU混合系统的功能框图和示意图；
图4是根据本公开的包括用于加料(spiking)混合物的多种化学物质的液体供应路径的另一个示例性的PoU混合系统的功能框图和示意图；以及
图5根据本公开的实施方式示出了操作PoU混合系统的示例性方法。
在附图中，附图标记可以重复使用以标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
根据本公开的PoU混合系统和方法混合第一载液(carrierliquid)、第二载液和加料液体(a spiking liquid)以提供单一的所得混合物。所得混合物可以分配在衬底的一面或两面上。如下面将进一步描述的，基于所得混合物的温度来控制第一载液的流率。第二载液以预定的压力和温度供应。
在下面描述的图1-4中，实线表示流体通道，而虚线表示电信号。
图1示出了PoU混合系统10，其包括液体源12、液体源14、液体源16，LFC 18、LFC 20、LFC 22、LFC 24，系统控制器26，压力传感器28和温度传感器30。液体源12、液体源14提供载液，载液在流体通道34、流体通道36相遇的节点32处被混合。载液的混合提供载液混合物，载液混合物与由液体源16提供的加料液体混合。载液混合物在节点38处与加料液体混合以提供所得混合物。节点32和节点38可以被称为混合节点。节点38在节点32的下游并经由流体通道39接收节点32的输出。所得混合物在衬底40的第一(或顶部)侧和第二(或底部)侧处被分配。分配到衬底40的一个或多个侧上的所得混合物的温度和流率通过系统控制器26、温度传感器30以及LFC 18、LFC 20、LFC 22、LFC 24控制。举例而言，所得混合物的温度可以介于25℃和80℃之间。
液体源12可以包括泵50，该泵50经由流体通道52向LFC 18供应第一载液(例如，DIW)。LFC 18调节第一载液的流率。液体源14可以包括泵54，泵54将第二载液(例如，DIW)供应到压力调节器55，压力调节器55将第二载液输出到流体通道36。压力调节器55将第二载液的压力调节到预定的压力。在一个实施方式中，第一载液为冷DIW，第二载液为热DIW。第二载液的温度高于第一载液的温度。第一载液的温度低于所得混合物的温度。第二载液的示例性温度是80℃。在另一实施方式中，第一载液是热DIW，而第二载液是冷DIW。LFC不用于调节提供给节点32的第二载液的流率。
再循环通道56可将第二载液的一部分从流体通道36返回到液体源14。再循环通道56在节点58处连接到流体通道36。在一实施方式中，提供再循环通道56以在第二载液不流经节点32、节点36和/或LFC 22、LFC24的空闲时段期间使第二载液循环并防止第二载液在流体通道36和58中冷却。
液体源16可以包括泵60，泵60经由流体通道62将加料液体(例如，浓酸)供应到LFC 20。LFC 20调节通过流体通道64提供到节点38的加料液体的流率。通过节点38输出的所得混合物被提供给节点66，在节点66处，所得混合物中的部分混合物分别经由流体通道68、流体通道70被提供给LFC 22、LFC 24。
LFC 22、LFC 24调节分配到衬底40的相对侧上的部分混合物的流率。这使得能对在衬底40的侧面处分配的所得混合物的流率进行精确且独立的控制。举例而言，示出了用于在衬底40处分配所得混合物中的部分混合物的喷嘴72、喷嘴74。喷嘴72、喷嘴74分别经由流体通道76、流体通道78从LFC 22、LFC 24接收所得混合物中的部分混合物。LFC 22、流体通道76和喷嘴72提供第一分配器。LFC 24、流体通道78和喷嘴74提供第二分配器。PoU混合系统10可以被称为液体分配系统并且可以包括任何数量的分配器。虽然示出了两个喷嘴，但是在衬底40的每一侧上可以包括一个或多个喷嘴。在一些示例中，衬底40可以在室82中并且与旋转卡盘80接合且通过旋转卡盘80旋转。在一些示例中，旋转卡盘包括在共同转让的美国专利No.6,536,454或No.8,490,634中描述的旋转卡盘，这些专利通过引用整体并入本文。
压力传感器28检测载液混合物的压力。举例而言，系统控制器26基于压力产生信号，并将该信号传输到在液体源14处的载液控制器90。载液控制器90经由泵54和/或压力调节器55调节第二载液的压力。泵54和压力调节器55可以基于由压力传感器28检测到的压力从载液控制器90接收控制信号。压力传感器28用于控制流体通道36内的压力，该压力使得LFC18、LFC 20、LFC 22、LFC 24能够基于第二载液的稳定的预定条件(例如，保持的预定温度、流率和浓度值)而被操作。恒定条件与第一载液、化学物质/加料液体和所得混合物的温度、流率和浓度设定点无关。这是因为第二载液的条件是通过独立于系统控制器26的操作的载液控制器90独立地控制的。
温度传感器30检测所得混合物的温度。系统控制器26基于温度经由LFC 18调节第一载液的流率和/或经由LFC 20调节加料液体的流率。温度传感器30用于提供快速响应时间(例如，小于5秒)和对所得混合物的准确的温度控制(例如，在25-60℃之间，在0.5℃内)。
在一实施方式中，第一载液和加料液体由液体源12、液体源16以预定的压力提供而不受温度控制。第二载液的压力和温度被控制在预定值。第二载液的温度可以由载液控制器90控制。加热器和温度传感器(未示出)可以位于载液贮存器92中。载液控制器90可以基于载液贮存器92中的载液的温度控制加热器的操作。在该实施方式中，对第二载液的压力和温度的控制发生在第二液体源14处。这种对压力和温度的控制使得能够对所得混合物的流率、温度和浓度进行精确的控制。在一些示例中，当第二载液处于高温下时，通过控制第二载液的温度以及通过使第二载液循环回到第二载液贮存器92来支持高温混合精度。
图2示出了示例性的LFC 100，其可以替代图1的LFC 18、LFC20、LFC 22、LFC 24中的任何一个。LFC 100可以包括流量计102和调节阀104。流量计102可以在调节阀104的上游。流量计102可以检测经由流体通道106在LFC 100处接收的流体的流率。系统控制器26然后可以基于检测到的流率来控制调节阀104。LFC 100以调整后的流率将接收到的流体输出到流体通道108。流量计102可以是能够测量每分钟几毫升的流率以实现LFC100的高的下降率(例如，1:80)。
图3示出了另一种PoU混合系统200，其被配置为类似于图1的PoU混合系统10。PoU混合系统200包括液体源12、液体源14、液体源16、LFC 18、LFC 20、LFC 22、LFC 24，系统控制器26和传感器28、传感器30。PoU混合系统200可与室82中的喷嘴72、喷嘴74以及旋转卡盘80一起使用。PoU混合系统200还包括阀202、阀204、阀206、阀208。系统控制器26经由第一阀202控制第一载液从LFC 18流向节点32的流动。系统控制器26通过第二阀204控制第二载液从液体源14流向节点32的流动。系统控制器26经由第三阀206控制加料液体从LFC 20流向节点38的流动。系统控制器26经由第四阀208控制所得混合物的一部分从节点66流向LFC 24的流动。阀208可用于在单侧分配模式与双侧分配模式之间转换。在单侧分配模式期间，阀208可被关闭，使得所得混合物仅被提供到衬底40的顶侧。在双侧分配模式期间，阀208可被打开，使得所得混合物被提供到衬底40的两侧。
LFC 22、LFC 24和阀208控制施加在衬底40上的液体的总量和液体的流率。液体的总量例如可以仅供给到衬底的顶侧40或到衬底40的两侧。基于从PoU混合系统200的使用者接收到的输入，可以设定液体的总量和液体的流率。系统控制器26可以通过用户界面220接收来自用户的输入。
图4示出另一PoU混合系统300，其包括用于供应多种化学物质的液体供应路径以提供加料混合物。PoU混合系统300是与图3的PoU混合系统相似配置的液体分配系统。PoU混合系统300包括液体源12、液体源14、液体源16、LFC 18、LFC 20、LFC 22、LFC 24、系统控制器26、传感器28、传感器30以及阀202、阀204、阀206、阀208。PoU混合系统300可与室82中的喷嘴72、喷嘴74和旋转卡盘80一起使用。
PoU混合系统300还包括一个或多个另外的液体源302、液体源304(可以包括N个液体源，其中N是大于或等于1的整数)、一个或多个另外的LFC 306、LFC 308和一个或多个另外的阀310、阀312。LFC 20、LFC 306、LFC 308可以如图2的LFC 100一样配置，并且分别控制从液体源16、液体源302、液体源304接收的化学物质的流率。阀206、阀310、阀312控制化学物质从LFC 20、LFC 306、LFC 308流到歧管316的节点311、节点313、节点315的流动。化学物质可以包括一种或多种加料液体和/或可以被混合以提供加料液体。在加料液体与载液混合物混合之前，化学物质可以被混合以形成加料液体。LFC 20、LFC 306、LFC 308和歧管316起到液体混合器的作用，并且可以将化学物质和/或加料液体与载液混合物混合以提供所得混合物。温度传感器30位于歧管316的下游，并且检测从歧管316出来的被分配在衬底上的所得混合物的温度。
LFC 20、LFC 306、LFC 308、阀206、阀310、阀312和歧管316可以被包括在集成的混合组件中。LFC 20、LFC 306、LFC 308和阀206、阀310、阀312控制从液体源16、液体源302、液体源304接收的化学物质的一或多种混合比。混合比是指两种或更多种化学物质的两种或更多种流率之间的比例关系。示例混合比是1：1：5，其中混合比的每个值表示化学物质中的一种的相应流率。可以基于经由用户界面220接收到的输入来设置混合比。混合比可以被设置为经由用户界面220接收的体积比。系统控制器26可以将体积比转换成LFC 20、LFC 306、LFC 308的流率设定点。
举例而言，三个液体源(例如，液体源16、液体源302、液体源304)可以提供三种化学物质给三个LFC(例如，LFC 20、LFC 306、LFC308)。三种化学物质可以是氢氧化铵NH4OH、双氧水H2O2和DIW。三种化学物质的流率可以分别为500毫升(mL)/分钟(min)、500mL/min、2500mL/min。这是1：1：5混合比的一个示例。在一实施方式中，混合比可以在1：1：5至1：1：400的范围内。随着第三化学物质的流率增大，相应的加料液体混合物的温度可能升高。由于压力受控的第二载液和化学物质的流率控制，提供了混合比范围。这在低于100mL/min的化学物质的低流率下提供了高准确性。
在一实施方式中，PoU混合系统300使用第二载液的流体通道作为压力受控的、热的、主流体通道，第一(或冷的)载液和化学物质通过LFC 18、LFC 20、LFC 306、LFC 308注入该主流体通道。通过LFC 22、LFC 24将压力恒定和稳定的所得混合物提供到衬底40的侧面。如图所示，没有包含用于第二载液的LFC。对于要通过主流体管线的液体的预定流率(例如，3.5L/min)，主流体通道可以被加大尺寸(例如，1/2英寸的内径)。第二液体源14有效地控制主流体通道内部的压力(尽管流率相关的压力损失超过安装的部件)。由于过大的主流体通道，压力损失被最小化。第二液体源14的载液控制器90(图2所示)作为背压控制器使用，并识别由于流体注入主流体通道或将流体从主流体通道向外分配而导致的压力变化。载液控制器90将压力调节到设定点压力。这种压力调节为LFC 18、LFC20、LFC 22、LFC 24、LFC 306、LFC 308提供可预测和稳定的压力，与流体注入主流体通道或将流体从主流体通道向外分配无关。压力调节还能够实现LFC 20、LFC 306、LFC 208的化学物质和/或流率的高下调率和所得混合物的大的温度操作范围。
不管第一载液的温度和由LFC 20、LFC 306、LFC 308接收的化学物质的温度如何，都精确地控制所得混合物的温度。这在冷载液的温度低于所得液体的设定点温度并且热载液的温度高于所得液体的设定点温度的情况下是真实的。在一实施方式中，第一载液是冷载液，而第二载液是热载液。在另一个实施例中，第一载液是热载液，而第二载液是冷载液。第一载液和化学物质的温度可能不会被检测到。
上述图1和图3-4的PoU混合系统10、PoU混合系统200、PoU混合系统300使用相同的流体通道和/或歧管混合流体以产生提供给衬底两侧的所得混合物。使用相同的流体通道和载液源来为提供给衬底两侧的所得混合物提供载液。结果，提供给衬底的第一侧的所得混合物的第一部分的浓度水平和温度与提供给衬底的第二侧的所得混合物的第二部分的浓度水平和温度相同或有可忽略的差异。
上述图1和图3-4的PoU混合系统10、PoU混合系统200、PoU混合系统300的操作在下面参考图5的方法进一步描述。在图5中示出了操作PoU混合系统的示例性方法。尽管以下操作主要参照图1-4的实现方式进行描述，但可以修改这些操作以应用于本公开的其他实施方式。这些操作可以重复执行。
该方法可以在400处开始。在402处，从第一液体源12供应第一载液。在404处，从第二液体源14供应第二载液。第二载液以预定的压力和预定的温度供应。第二液体源14可以将第二载液保持在恒定的压力和恒定的温度下。
在406处，从一个或多个液体源(例如，液体源16、液体源302、液体源304)供应一种或多种化学物质。化学物质可以包括一种或多种加料液体。在408处，第一载液(例如冷DIW)和第二载液(例如热DIW)混合以提供载液混合物。这可以发生在节点32处。节点32通过组合第一载液和第二载液而作为第一混合器使用。
在410处，载液混合物与一种或多种化学物质混合以提供所得混合物。在一个实施方式中，化学物质被混合以提供加料液体，加料液体与载液混合物混合以提供所得混合物。所述的混合可以在节点38和/或歧管316处发生。节点38和歧管316通过将载液混合物与一种或多种化学物质组合起来而作为第二混合器使用。
在412处，温度传感器30检测所得混合物的温度。在414处，LFC 22、LFC 24中的流量计检测在衬底40的侧面处分配的所得混合物的部分的流率D1、D2、...、DM，其中M是大于或等于1的整数。举例而言，流率D1可以是所得混合物的被提供至衬底40的顶侧的部分的流率。流率D2可以是所得混合物的被提供至衬底40的底侧的部分的流率。可以确定在衬底40的每一侧分配的所得混合物的任何数量的部分的流率。如果在单侧分配模式下操作，则检测提供给衬底40的一侧的所得混合物的一个或多个部分的一种或多种流率。一个或多个喷嘴可以在衬底40的该侧上的一个或多个点处分配所得混合物的一个或多个部分。如果在双侧分配模式下操作，则确定分别供应到衬底的多侧上的喷嘴的所得混合物的部分的流率。
在416处，系统控制器26基于检测到的一个或多个部分的流率和对应的预定设定点，经由LFC 22、LFC 24调节所得混合物的一个或多个部分的流率。
在418处，系统控制器26可基于预定浓度值c和所得混合物的一个或多个部分的流率D1、D2、...、DM的总和来计算加料液体/混合物的流率S1。浓度值c将流率S1与所得混合物的部分的流率D1、D2、...、DM相关联。加料液体/混合物的流率S1可以指(i)单一加料液体的总流率，前提是仅提供一种化学物质，或(ii)两种或更多种化学物质的混合物的流率。可以用等式1确定加料液体/混合物的流率S1。
S1＝c·(D1+D2+...+DM) (1)
第二载液的流率C2可以不确定，但是可以用等式2表示，其中C1是第一载液的速率。
C2＝(D1+D2+...+DM)-C1 (2)
流率C2提供等式2的平衡不受控制的部分，而流率D1、D2、...、DM和C1被控制。由于供给的输入液体的量(即，载液和化学物质/加料液体的量)等于输出液体的量(即，所得混合物的量)，因此，流率C2和背压被自动调整。
在420处，系统控制器26基于本文公开的算法、表格、系统模型和/或一个或多个参数来调整第一载液的流率。LFC 18和/或阀202基于所得混合物的温度来控制第一载液的流量。第一载液被注入到第二载液中以达到载液混合物的设定点温度。设定点温度可作为输入经由用户界面220接收。
在一实施方式中，基于所得混合物的温度和将第一载液的流率与该温度关联起来的算法、等式和/或表格来调节第一载液的流率。可以基于所得混合物的预定温度设定点来调节第一载液的流率。该算法可以计算与流率相关的温度损失。在另一实施方式中，基于以下来调整第一载液的流率：所得混合物的部分的流率，化学物质/加料液体的流率，所得混合物的目标温度的用户输入和/或设定点；和/或一个或多个测得的参数。
所测得的参数可以包括第一载液的温度、第二载液的温度、化学物质/加料液体的温度、第一载液的流率C1、所得混合物的部分的流率D1、D2、...、DM、和/或化学物质/加料液体的流率。可以包含附加的温度传感器以检测第一载液、第二载液和化学物质/加料液体的温度。在一个实施方式中，第一载液、第二载液和化学物质/加料液体的温度基于所得混合物的温度和流率C1、C2和D1、D2、...、DM来估计。测得的参数可以包括载液混合物的流率。可以连接LFC和/或流量计来测量由如上所述的歧管316接收的载液混合物的流率。
在422处，系统控制器26将由例如歧管316接收的入口流量之和(例如，载液混合物的流率和化学物质的流率之和)与从歧管316输出的分配流量之和(例如所得混合物的部分的流率之和)进行比较。如果入口流量之和不匹配出口流量之和以及/或者入口流量之和大于从出口流量之和的预定范围，则系统控制器26可以确定存在故障。该故障可能与LFC 18、LFC20、LFC 22、LFC 24、LFC 306、LFC 308中的一个相关联。该故障可以经由用户接口220被指示给用户。以这种方式检测故障不需要使用在线浓度监测器和/或冗余流量计。如果存在故障，则可以执行操作424；否则该方法可以如图所示在422结束或返回到任务402。在424处，可以执行对策，诸如将系统置于空闲状态并且防止在衬底40处进一步分配液体。
上述方法使得系统控制器26能对所得混合物的宽范围的温度进行控制。该温度范围受到第一载液、第二载液和化学物质/加料液体的温度、流率和压力的限制。温度范围也受到通过系统组件而向环境损失的温度的限制。所得混合物的温度基于冷(或第一)载液和热(或第二)载液之间的关系。例如，如果要求所得混合物的温度高，则冷(或第一)载液的流量可以是低的，并且热(或第二)载液的流量是高的。另一方面，如果要求所得混合物的温度低，则冷载液的流量是高的，而热载液的流量是低的。
上述示例包括温度传感器和LFC，其用于控制在衬底上分配的所得混合物的温度和流率。第二载液的压力和温度可以被精确地控制并供应到处于预定温度的主流体通道。由于主流体通道中的精确受控的压力，因此第一载液和加料液体的化学物质的注入以及所得混合物在衬底处的分配精确且可预测。这使得第一种载液和化学物质的比率大幅度下降。此外，由于检测诸如温度和压力等参数，因而所述系统作为反馈控制系统操作，这使得能够在预定的操作温度范围(例如25-80℃)内对所得混合物进行精确的温度控制。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施方式的特征中实现和/或与任何其他实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“邻近”、“在...之上”、“在...上方”、“在…下方”和“设置”的各种术语来描述元件之间(例如，在模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系。除非明确地描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述的第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中在第一和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件的间接关系。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个，B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，所述系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，所述半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(衬底基座、气流系统等)。这些系统可以与用于在半导体衬底的处理之前、期间和之后控制其操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(RF)发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体输送设置、位置和操作设置、衬底输送进出工具以及其他输送工具和/或连接到特定系统或与特定系统接口的装载锁。
广义地说，控制器可以定义为具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子设备。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、限定为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单个的设置(或程序文件)的形式传送到控制器的指令，所述单个的设置(或程序文件)定义用于在半导体衬底上或为半导体衬底或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一个或多个层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或衬底的管芯的制备过程中完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方式中，控制器可以是计算机的一部分或耦合到计算机，所述计算机与系统集成、耦合到系统、以其他方式联网到系统或这些的组合。例如，该控制器可以在“云”中，或在晶片厂(fab)主机计算机系统的全部或部分中，其使得能够对衬底处理进行远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监控制备操作的目前进展，研究过去的制备操作的历史，从多个制备操作来研究趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置当前处理之后的处理步骤，或开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户接口，然后将所述参数和/或设置从远程计算机传送到系统。在一些示例中，控制器以数据的形式接收指令，所述指令指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，对于要执行的处理的类型和与控制器接口或由控制器控制的工具的类型，参数可以是特定的。因此，如上所述，控制器可以是分布式的，例如通过包括一个或多个联网在一起并朝着共同目的(例如，本文所述的处理和控制)而工作的离散控制器。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)定位的一个或多个集成电路通讯的室上的一个或多个集成电路，它们结合以控制在室上的处理。
示例系统可以包括但不限于，旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、以及可以与半导体衬底的制备和/或制造相关联或可以在半导体衬底的制备和/或制造中使用的任何其他半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个工艺步骤，控制器可以与一个或多个其它工具电路或模块、其他工具部件、群集工具、其它工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在半导体制造工厂中将衬底容器往返工具位置和/或装载端口输送的材料运输中使用的工具通信。