半导体衬底支撑组件温控板中失灵热控元件的自动校正的制作方法_4

文档序号:9431862阅读:来源:国知局
运行的或失灵的热控元件114通过进行电气监控来检测,该电气监控感测开路、闭合回路、或至少一个异常运行的或失灵的热控元件114的改变的状态。例如,热控元件114的功率可以通过使用等式P = I2*R来监控,其中P是功率,I是电流,R是电阻。如果所监控的热控元件114的功率意外地飘移或落到预定范围之外,就可以判断其为异常运行的或失灵的热控元件114。此外,控制单元116可以监控衬底支撑组件112内的各热控元件114,以确定热控元件114是否处于开路故障状态、闭合回路故障状态、或者任何其他的变化相对于所述期望的功率输出已发生(例如,在控制功率的示范性方法中,该实现方案可以是在开和关状态之间的基于定时的受控切换,而不是控制恒定电流,由此可以检测系统是否没有处于所期望的状态,例如在应当处于关状态时,却处于开状态)。通过测量流到每个热控元件114的电流、用欧姆表测量电阻或者通过使用焦耳计来监控热控元件114。
[0056]在步骤SlOl中检测到失灵的热控元件114后,方法前进到步骤S103,而如果未在步骤SlOl中检测到失灵的热控元件114,则该方法前进到步骤S107。
[0057]在步骤S103中,通过将失灵的热控元件的单元响应矩阵中的功率电平设置到零而停用失灵的热控元件。接着,通过修改在单位响应矩阵中的其它热控元件的功率水平来补偿失灵的热控元件以创建修改后的单元响应矩阵(mURM) ο对于任意温度分布的该解决方案将使用修改后的参数来决定最优个体热控元件输出。在一示范性实施方式中,使用用以计算在没有一个或多个失灵热控元件的情况下的功率输出的相同的所建立的全局优化例程来创建修改后的单位响应矩阵。对于作为修改后的单元响应矩阵的单元响应矩阵,使用相同的例程的一个优点是例程已被充分测试,并且具有完整的工作热控元件阵列的效果满足客户的期望。第二个优点是,只有一个代码库必须维持。任何未来的改进和/或漏洞修补(bugfix)只进行一次编程和测试,而不是维持两个代码库。
[0058]修改参数并使用相同的全局优化例程的另一个优点是例程的鲁棒性,因为它被开发并用于所有功率输出的计算。
[0059]另一种方法是局部优化例程,其不是使用所有在衬底支撑组件112中的热控元件114( S卩,全局优化例程),而是仅使用最近的相邻热控元件114来补偿失灵的热控元件114。由于衬底支撑组件材料具有有限的导热率,因此补偿失灵的热控元件114的主要贡献由最近的相邻热控元件114提供。如果使用针对最近的相邻补偿的单独的优化算法,则应当开发和测试哪一个可能会增加与衬底支撑组件112相关联的总成本,同时仅仅获得在失灵情况下的优点。如果例程在未来被优化,则在成本方面的这种差异甚至会增大。
[0060]存储和使用在单元响应矩阵中的修改后的参数来代替原始参数,以给热控元件114提供功率。原始参数的副本也存储在例如控制单元116的存储器118中,以便在一个失灵的热控元件114或成组的失灵的热控元件114可以被重新激活、修理或更换的情况下恢复。减少有源热控元件114的数量可能导致总范围和/或多功能性减小的全局空间温度分布。
[0061]补偿多个失灵的热控元件114的能力取决于失灵的热控元件114的位置。例如,属于最近的邻居的热控元件114同时失灵将导致对温度分布的较大影响,同时在补偿这种影响方面灵活性较小,因为校正的主要部分由最近的相邻热控元件114完成。但是,如果多个空间上分离的热控元件114失灵,则对全局温度分布的影响是较不严重的。
[0062]在一示范性实施方式中,可以用数学方法实现对失灵的热控元件114的影响,并将该影响传送给用户,例如,传送给工艺操作员。例如,将对预期错误的影响告知用户,并要求用户接受这种变化,并且规格将被修改。在一示范性实施方式中,只通知用户特定分布何时在最初定义的规格之外以及她/他可以接受或拒绝超出规格的每个单个的情况。在一示范性实施方式中,将表示对衬底支撑组件上的失灵的或异常的热控元件的影响的通知传输到设备。在一示范性实施方式中,该设备可以是,例如,智能电话、笔记本电脑、平板电脑等。该设备还可以是衬底支撑组件的独立控制机构,例如,计算机系统。在一示范性实施方式中,计算机系统可包括计算机算法,该计算机算法决定影响是否是可接受的,或者规范是否应该因为该变化而修改,规格应当因为该变化而如何改变。
[0063]在创建修改后的单元响应矩阵之后,在步骤S105中,热控元件114的功率电平使用修改后的单元响应矩阵和所需要的温度(T)作为输入来计算。例如,通过使用等式P =f(mURM,T)来计算。在步骤S105之后,在步骤S109中,经由控制单元116通过使用在步骤S105中计算得到的用于热控元件114的功率电平来控制热控元件114。
[0064]如果在步骤SlOl之后没有检测到失灵的热控元件114,则在步骤S107中,热控元件114的功率电平使用单元响应矩阵(其没有被修改)和所需要的温度(T)作为输入来计算。在步骤S107之后,在步骤S109中,经由控制单元116通过使用在步骤S107中计算得到的用于热控元件114的功率电平来控制热控元件114。
[0065]图9示出了用于自动校正热控元件114阵列中的至少一个异常运行的或失灵的热控元件114的示例性方法,热控元件114是独立可控的,并且位于衬底支撑组件112的温度控制板中,衬底支撑组件112在半导体衬底110的处理期间支撑半导体衬底110。在一示范性实施方式中,阵列包括至少50个热控元件114,并且温度控制板位于温度受控的基板105和含有至少一个静电夹持电极109的介电层103之间,如图2所示。
[0066]该方法包括:在步骤S201中,通过包括处理器120的控制单元116检测热控元件114阵列中的至少一个热控元件114a是异常运行的或它的操作已失灵。如上所述,例如,通过温度检测器124、电气监控等可检测异常运行的或失灵的热控元件114a。
[0067]步骤S203包括:通过控制单元116停用至少一个异常运行或失灵的热控元件114a。在一示范性实施方式中,该停用通过停止供电给所述至少一个异常运行的或失灵的热控元件114a来执行,例如,将对应于异常运行的或失灵的热控元件114a的单元响应矩阵的可变功率调整至零功率电平。替代地,如果非正常运行的热控元件被卡在闭合回路条件下,它总是被供电,这一事实也可通过调整在该衬底支撑组件112中的其它热控元件114来补偿。
[0068]步骤S205包括通过控制单元116修改温度控制板中的至少一个工作的热控元件114的功率电平,以最小化异常运行的或失灵的热控元件114a对在该至少一个异常运行的或失灵的热控元件114a的位置处的所期望的温度的输出的影响。在一示范性实施方式中,被修改的至少一个工作的热控元件114是邻近所述至少一个异常运行或失灵的热控元件114a的热控元件。在一示范性实施方式中,被修改的至少一个工作的热控元件114为离所述至少一个异常运行的或失灵的热控元件预定距离的范围内的多个热控元件114。
[0069]在一示范性实施方式中,在修改步骤S205期间,使用将热控元件114的功率输入与热控元件114的温度输出关联起来的矩阵。矩阵可以包括例如向量。在一示范性实施方式中,在修改步骤S205期间,使用单元响应矩阵。例如,可以采用如图7、8A和8B所示的单元响应矩阵。
[0070]在一示范性实施方式中,在步骤S205中,代替修改温度控制板上的至少一个工作的热控元件114的功率水平,控制单元116通过不修改在温度控制板中任何工作的热控元件114的功率电平来优化温度,以最小化异常运行的或失灵的热控元件114对在该至少一个异常运行或失灵的热控元件114的位置处的所期望的温度输出的影响。换言之,在某些情况下,最佳的解决方案可以是,当一个或多个失灵的热控元件114处于开路状态并且不提供热给任何系统时,维持(并且不改变)工作的热控元件114的功率电平。
[0071]在一示范性实施方式中,图9的方法包括:基于
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