CN116830253A - 用于调制工艺冷却剂流的自感应及自致动阀 - Google Patents

用于调制工艺冷却剂流的自感应及自致动阀 Download PDF

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Abstract

一种阀包括附接至离开处理腔室的第一返回管线的第一串联隔室，及附接至进入冷却剂源的第二返回管线的第二串联隔室。流动隔室被附接在第一串联隔室与第二串联隔室之间，并且冷却剂穿过所述流动隔室返回至冷却剂源。第一入口孔口及第二入口孔口定位于第一串联隔室与流动隔室之间。柱塞具有可变地打开和关闭所述第二入口孔口的末端。形状记忆合金(SMA)弹簧定位在柱塞上并且附接至末端，所述SMA弹簧根据所述冷却剂的温度可变地增加或减少穿过所述第二入口孔口的冷却剂的流率。

Description

用于调制工艺冷却剂流的自感应及自致动阀
技术领域
本公开内容的一些实施方式总体涉及用于调制工艺冷却剂流的自感应及自致动阀。
背景技术
工艺冷却剂可在工艺工具的整个处理腔室(和其他处理设备)中循环以降低各种处理部件的热支出，所述处理部件产生高达数百摄氏度以上的温度。调制穿过处理工具的冷却剂管线的工艺冷却剂提供减少执行半导体装置制造的工艺工具的能量占地面积的机会。使用伺服控制阀是一种解决方案，但在运行时会带来另外的成本及传感器、控制逻辑及致动器的复杂性。此外，伺服控制阀也带来为给定工艺工具设定调谐控制参数的额外负担，并且这可能耗时且因此成本高昂。
发明内容
本文所述的一些实施方式涵盖用于冷却工艺工具的冷却系统。例如，根据一个实施方式的冷却系统包括冷却剂源，用于提供冷却处理腔室的被加热部件的冷却剂；及用于冷却剂的返回管线，耦接在处理腔室与冷却剂源之间。返回管线具有阀，所述阀包括流动隔室，所述流动隔室具有支持冷却剂的默认流率的第一入口和出口，所述流动隔室也具有第二入口。所述阀进一步包括第一隔室，所述第一隔室与返回管线串联并且要穿过第一入口及第二入口馈送冷却剂。所述阀进一步包括柱塞，柱塞在所述柱塞的远端处具有末端，所述末端可变地打开和关闭第二入口以由默认流率改变冷却剂的流率。所述阀进一步包括定位于柱塞的近端上的偏置弹簧。所述阀进一步包括定位在柱塞上介于偏置弹簧和末端之间的形状记忆合金(shape memory alloy；SMA)弹簧，所述SMA弹簧附接至末端以响应于冷却剂的温度升高到高于阈值温度值以上来可变地从第二入口抽回末端。
在一些实施方式中，冷却系统的阀包括具有第一入口及出口的流动隔室，所述第一入口及出口支持来自在处理腔室与冷却剂源之间的返回管线的冷却剂的默认流率，所述流动隔室也具有第二入口。所述阀进一步包括第一隔室，所述第一隔室与返回管线串联并且要穿过第一入口及第二入口馈送冷却剂。所述阀进一步包括柱塞，柱塞在所述柱塞的远端处具有末端，所述末端可变地打开和关闭第二入口以由默认流率改变冷却剂的流率。所述阀进一步包括定位于柱塞的近端上的偏置弹簧。所述阀进一步包括定位在柱塞上介于偏置弹簧和末端之间的形状记忆合金(shape memory alloy；SMA)弹簧，所述SMA弹簧附接至末端以响应于冷却剂的温度升高到高于阈值温度值来可变地从第二入口抽回末端。
在一些实施方式中，冷却系统的阀包括第一串联隔室，以附接至离开处理腔室的第一返回管线。所述阀进一步包括第二串联隔室以附接至进入冷却剂源的第二返回管线。所述阀进一步包括附接在第一串联隔室与第二串联隔室之间的流动隔室，并且冷却剂穿过所述流动隔室返回至冷却剂源。所述阀进一步包括定位于第一串联隔室与流动隔室之间的第一入口孔口及第二入口孔口。所述阀进一步包括柱塞，所述柱塞具有可变地打开和关闭第二入口孔口的末端。所述阀进一步包括形状记忆合金(SMA)弹簧，所述形状记忆合金弹簧定位在柱塞上并且附接至末端，SMA弹簧根据冷却剂的温度可变地增加或减少穿过第二入口孔口的冷却剂的流率。
附图说明
本公开内容以实例的方式而非限制的方式在附图的诸图中图示，其中相同的标记指示相似的元件。应注意，本案中对“一(an)”或“一个(one)”实施方式的不同引用并不一定指同一实施方式，并且这样的引用意味着至少一个实施方式，并且可引用多个实施方式。
图1为根据实施方式的示例性处理系统的示意方框图。
图2A为根据实施方式的当冷却剂温度低于阈值温度值时，控制在处理腔室与冷却剂源之间的冷却剂流动的示例阀的横截面图。
图2B为根据实施方式的当冷却剂温度高于阈值温度时的图2A的示例阀的横截面图。
图3为根据实施方式的在图2A至图2B的阀的低流率与高流率之间的示例过渡区的图。
图4为根据一些实施方式的图2A至图2B的阀的热模型的示意方框图。
图5为根据实施方式的当冷却剂温度低于阈值温度值时，控制在处理腔室与冷却剂源之间的冷却剂流动的示例双阀的横截面图。
图6为在图5的双阀的低流率与中等流率之间的示例第一过渡区、及中等流率与高流率之间的第二过渡区的图。
具体实施方式
本公开内容的实施方式提供用于调制工艺冷却剂流的自感应及自致动阀，所述阀解决了在当前伺服控制解决方案中的上述缺陷。此外，工艺冷却剂流的调制可寻求以一种在整个处理系统(或工具)中保存热能并且对冷却剂温度增加作出反应的方式，保持冷却剂穿过冷却剂管线的恒定流率。在一些实施方式中，阀可串联地放置在处理腔室(或其他处理设备)与诸如冷却剂储存器或类似物的冷却剂源之间的冷却剂系统的返回管线上。阀可经适配以基于冷却剂的温度机械地限制或增加冷却剂穿过返回管线的流动。
在一个实施方式中，阀采用多隔室方法，其中串联隔室接收来自处理腔室的冷却剂并且将冷却剂返回到冷却剂源，而附接在串联隔室之间的流动流动隔室允许冷却剂自由地流过阀。通过使用形状记忆合金(SMA)弹簧赋能(enabled)的柱塞可以可变地控制穿过在第一串联隔室(在阀的输入处)与流动隔室之间的两个孔口中的第二者的流动，所述柱塞具有能够完全阻挡第二孔口的末端(tip)。所述末端在一个实施方式中可以是锥形(例如，圆锥形)，例如以实现阻挡第二孔口的可变水平。
更特定言之，阀可包括第一串联隔室，以附接至离开处理腔室的第一返回管线。阀进一步可包括第二串联隔室以附接至进入冷却剂源的第二返回管线。流动隔室可附接在第一串联隔室与第二串联隔室之间，冷却剂穿过所述流动隔室返回至冷却剂源。阀可进一步包括定位于第一串联隔室与流动隔室之间的第一入口孔口及第二入口孔口。阀可进一步包括具有末端的柱塞，以可变地打开和关闭第二入口孔口，以可变地控制穿过所述阀的冷却剂流动。阀可进一步包括定位于柱塞上并且附接至末端的SMA弹簧。SMA弹簧可根据冷却剂的温度可变地增加或减少穿过第二入口孔口的冷却剂的流率。
本公开内容的实施方式的优点包括但不限于机械采用的感应和速率调制能力(经由阀中的SMA赋能的柱塞)，如此消除了对外部传感器、控制逻辑或致动器的需要，包括调节这样的伺服控制解决方案的控制参数所需开销的需要。此外，所公开的阀在使用离开的冷却剂本身的热能时不需要外部能源。此外，所述阀可经适配以在连续流率调整或基于冷却剂温度的预定步骤调整中起作用。因此，所公开的阀在降低复杂性和消除对外部能源的依赖方面具有成本效益。此外，所述阀可经适配以在各种冷却剂类型和高腐蚀性环境的情况下工作。这些及其他优点将在以下公开内容中提及且/或对于半导体装置处理领域的一般技术人员将是清楚的。
图1为根据实施方式的示例处理系统100的示意性方框图。处理系统100(或处理工具)可包括处理腔室102，处理腔室102代表要冷却的处理设备；冷却剂源120，冷却剂源120将冷却剂供应到处理腔室102(例如，在冷却剂管线内)；和阀110，阀110定位在耦接于处理腔室102与冷却剂源120之间的返回管线105上。返回管线105可包括附接在处理腔室102的冷却剂管线与阀110之间的第一返回管线105A，及附接在阀110与冷却剂源120之间的第二返回管线105B。阀110可经适配以基于冷却剂的温度机械地限制或增加冷却剂穿过返回管线的流动。
如所提及的，冷却剂源120可为储存器、容器或类似物，冷却剂从设施流体入口供应至冷却剂源120中并且冷却剂可经由设施流体出口再循环至冷却剂源120中。冷却剂可以是但不必是水基冷却剂。在一个实施方式中，冷却剂是包括Ununtrium(UUT)的流体混合物。例如，Ununtrium可与水及/或其他流体混合。在其他实施方式中，冷却剂是基于气体的，以包括空气混合物。
图2A为根据实施方式的当冷却剂温度低于阈值温度值时，控制在处理腔室与冷却剂源之间的冷却剂流动的示例阀210的侧视图。在此实施方式中，阀210可与图1的阀110相同。在各种实施方式中，阀210包括第一隔室204(例如，第一串联隔室)、第二隔室208(例如，第二串联隔室)和附接在第一隔室204与第二隔室208之间的流动隔室206。
流动隔室206可具有第一入口203(例如，第一入口孔口)和出口207(例如，出口孔口)，第一入口203和出口207支持由单箭头指示的冷却剂的默认流率，例如，冷却剂自第一隔室204到第二隔室的默认流率(GPM)或其他可接受的低流率。在一个实施方式中，低流率为3.7GPM。流动隔室206可进一步包括第二入口205(例如，在图2B中最佳可见的第二入口孔口)，用于提供冷却剂穿过阀210的可变附加流动。
在各种实施方式中，第一隔室204与第一返回管线105A串联并且将冷却剂穿过第一入口203和第二入口205馈送至流动隔室206中。在这些实施方式中，第二隔室208与第二返回管线105B串联并且还包括出口207。第二隔室的隔板(partition)211可阻挡第一隔室204和第二隔室208之间的流动。
在各种实施方式中，阀210进一步包括阀组件，所述阀组件包括柱塞212、偏置弹簧230、止回器(backstop)220及SMA弹簧240。柱塞212可包括或附接至凸缘216和末端224。在这些实施方式中，末端224定位在柱塞212的远端处，并且用于可变地打开和关闭第二入口205以由默认流率改变冷却剂的流率。在一些实施方式中，柱塞经适配以正交于穿过流动隔室206的冷却剂的流动而移动。在一个实施方式中，末端224是锥形的，例如，是锥形末端。在其他实施方式中，末端224为另一种几何形状(例如，球形、使用角的块状)，所述形状可阻挡第二入口205并且当末端224从第二入口205抽出时，可变地允许更多冷却剂在第一隔室204与流动隔室203之间流动。因此，当第二入口205由末端224完全关闭时，阀210的默认流率为冷却剂流的速率。
在一些实施方式中，偏置弹簧230定位在柱塞212的近端上并且具有恒定的刚度，以将柱塞212偏置回到末端224阻挡第二入口205的位置。在各种实施方式中，SMA弹簧240定位在柱塞上介于偏置弹簧230和末端224之间。SMA弹簧240可附接至末端224以响应于冷却剂的温度升高到高于阈值温度值来可变地从第二入口205抽回末端224(图2B)。SMA弹簧240可由基于温度膨胀或收缩的形状记忆合金制成(或由所述形状记忆合金组成)，诸如镍钛(Ni-Ti)、镍钛铁(Ni-Ti-Fe)或镍钛铜(Ni-Ti-Cu)中的一者，以及其他可能性。
在各种实施方式中，阀210进一步包括第一隔室204的孔口217(在图2B中标记)，柱塞212穿过所述孔口插入。一或多个延伸壁225可围绕孔口并且附接(或形成)至第一隔室204的外表面。止回器220可附接至一或多个延伸壁225并且与偏置弹簧230的近端接触。在这些实施方式中，偏置弹簧230的远端可抵靠凸缘216偏置。此外，SMA弹簧240可在孔口217处的第一隔室204的内壁与柱塞212的末端224之间耦接。可使得SMA弹簧240响应于暴露于温度升高到高于阈值温度值的冷却剂而抵靠内壁压缩，如此引起末端224可变地从第二入口205抽回。本文讨论的阀210和阀210的各种隔室和部件可由耐腐蚀环境并且与各种不同的冷却剂一起运作的部件制造。
图2B为根据实施方式的当冷却剂温度高于阈值温度值时的图2A的示例阀210的侧视图。随着冷却剂的温度超过阈值温度值(例如，30℃、33℃、36℃或类似温度)，SMA弹簧240压缩，引起柱塞212的末端224开始从第二入口205抽回。穿过阀210的冷却剂流量的增加用双箭头图示。SMA弹簧240可响应于冷却剂温度的持续增加而继续按比例(或根据函数)压缩，直至达到最大收缩并且因此也达到最大流率。最大流率可在例如14和18GPM之间，或者可为取决于SMA弹簧240的材料和冷却剂的温度范围的一些其他适当更高的流率。
图3为根据实施方式的在图2A至图2B的阀210的低流率与高流率之间的示例过渡区301的图300。图300包括阀打开曲线302和阀关闭曲线304，说明流率的轨迹可取决于冷却剂是加热还是冷却而变化。如所讨论的，阀的默认(低)流率可在每分钟3与5加仑之间，而阀的最大流率可在每分钟14与18加仑之间。这些流率范围可取决于SMA弹簧240的合金类型及/或冷却剂的类型和冷却剂的预期温度范围进行调整。
图4为根据一些实施方式的图2A至图2B的阀210的热模型400的示意方框图。热模型400可假设恒定的设定点温度(TS)。热模型400可考虑从第一返回管线105A进入阀210中的第一温度(T1)、阀210内的平均温度(Tav)及离开阀210并且进入第二返回管线105B的冷却剂的第二温度(T2)。阻力(resistance)440经图示以模型化SMA弹簧240的功能。在各种实施方式中，
Q＝mdot×Cp×(T2-T1)＝h×A×(Tav-Ts) (1)
h＝k×(Re)n×(Pr)m∞(Re)m,因此h＝K×(mdot)n (2)
其中K是针对流体类型的常数。因此，根据方程(1)和(2)，可得出以下结论：
根据迪图斯-贝尔特(Dittus Boelter)方程，n＝0.8，因此n-1为-0.2。因此，
并且因为方程(4)具有非线性迭代相关性。阀操作范围应具有一频带宽度以减少温度振荡。因此，在一些实施方式中，随着mdot增加，T2减小，并且阀210在较低的mdot处触发，并且反之亦然。
图5为根据实施方式的当冷却剂温度低于阈值温度值时，控制在处理腔室与冷却剂源之间的冷却剂流动的示例双阀510的横截面图。在一个实施方式中，双阀510可与图1的阀110相同。双阀510可理解为图2A至图2B的阀210的延伸，且因此在此仅解释修改之处。例如，第一隔室204可经扩展为包括第一入口203、第二入口205A及第三入口205B。
在双阀510实施方式中，代替单个阀组件，存在两个阀组件，每一阀组件分别选择性地打开或关闭第二入口205A及第三入口205B。因此，第一阀组件可包括第一柱塞212A、第一偏置弹簧230A和第一SMA弹簧240A。第一柱塞212A可包括或附接至第一凸缘216A和第一末端224A。在这些实施方式中，第一末端224A定位在第一柱塞212A的远端处，并且用于可变地打开和关闭第二入口205A以由默认流率改变冷却剂的流率。
在一些实施方式中，第一偏置弹簧230A定位在第一柱塞212A的近端上并且具有恒定的刚度，以将第一柱塞212A偏置回到第一末端224A阻挡第二入口205A的位置。在各种实施方式中，第一SMA弹簧240A定位在第一柱塞212A上介于第一偏置弹簧230A和第一末端224A之间。第一SMA弹簧240A可附接至第一末端224A以响应于冷却剂的温度升高到高于第一阈值温度值来可变地从第二入口205A抽回第一末端224A(图2B)。
在这些实施方式中，第二阀组件可包括第二柱塞212B、第二偏置弹簧230B和第二SMA弹簧240B。第二柱塞212B可包括或附接至第二凸缘216B和第二末端224B。在这些实施方式中，第二末端224B定位在第二柱塞212B的远端处，并且用于可变地打开和关闭第三入口205B以由默认流率改变冷却剂的流率。
在一些实施方式中，第二偏置弹簧230B定位在第二柱塞212B的近端上并且具有恒定的刚度，以将第二柱塞212B偏置回到第二末端224B阻挡第三入口205B的位置。在各种实施方式中，第二SMA弹簧240B定位在第二柱塞212B上介于第二偏置弹簧230B和第二末端224B之间。第二SMA弹簧240B可附接至第二末端224B以响应于冷却剂的温度升高到高于第二阈值温度值来可变地从第三入口205B抽回第二末端224B(图2B)。止回器220(图2A至图2B)可经修改为更大，且因此被适配以附接至一或多个延伸壁225并且与第一偏置弹簧230A和第二偏置弹簧203B的近端接触。
在各种实施方式中，因为第一SMA弹簧240A可由与第二SMA弹簧240B的不同的SMA材料制成，所以第一阈值温度值可与第二阈值温度值不同。为了便于说明，假设第一温度阈值低于第二温度阈值。因此，第一阀组件可使用第一SMA弹簧240A可变地增加穿过双阀510的流率直至大约中等流率，之后第二阀组件可使用第二SMA弹簧240B可变地将流率从大约中等流率增加至最高流率。因此，例如，在最高流率下，第一SMA弹簧240A和第二SMA弹簧240B皆抵靠第一隔室204的内壁而被完全压缩，如参考图2B中的单个阀组件所示。冷却剂流率的逐步和可变增加在图6的曲线图中以图形方式图示。
虽然图5图示仅用两个阀组件改变流率，但是可添加额外的阀组件，所述额外的阀组件包括另外不同材料的额外SMA弹簧，从而在多阀设备中实现更大频带宽度的可变冷却剂流率。在一些实施方式中，多阀设备中的每一阀组件的流率范围可在某个程度上重叠，经由通过不同SMA弹簧的致动使流率增加的时间分配产生甚至更多可能的流率。
图6为在图5的双阀510的低流率与中等流率之间的示例第一过渡区601A，及中等流率与高流率之间的第二过渡区601B的图形600。在一些实施方式中，如图所示，第一过渡区601A和第二过渡区602B在某个程度上重叠。如此使得流率能够基于与不同SMA弹簧相关联的不同压缩率和阈值温度值在阀组件的打开/关闭之间逐渐过渡。
另外参考图6，图形600包括双阀510的第一阀组件的第一阀打开曲线602A和第一阀关闭曲线604A，说明流率的轨迹可取决于冷却剂是加热还是冷却而变化。图形600进一步包括双阀510的第二阀组件的第二阀打开曲线602B和第二阀关闭曲线604B，说明流率的轨迹可取决于冷却剂是加热还是冷却而进一步变化。
如图6中所示，当穿过第一阀组件的流率由于图形600的X轴上的温度升高而在Y轴的中间达到“中间流量”或“中等流量”速率时，穿过第二阀组件的流率逐渐开始增加。当穿过第一阀组件的流率保持高(并且可能处于所述流率的最大值)时，穿过第二阀组件的流率可逐渐增加直到达到双阀510的最大流率。与穿过阀210(图2A至图2B)相比，此额外的增加提供了穿过双阀510的冷却剂的更高的可能流率，并且因此提供更大的总流率范围。
先前的描述阐述了许多特定细节，诸如特定系统、部件、方法等的实例，以提供对本公开内容的若干实施方式的良好理解。然而，将对本领域技术人员来说清楚的是，本公开内容的至少一些实施方式可在没有这些特定细节的情况下实践。在其他情况下，众所熟知的部件或方法未经详细描述或以简单的方框图格式呈现，以避免不必要地使本公开内容模糊。因此，所阐述的特定细节仅是示例性的。特定实施可与这些示例性细节不同，并且仍然被预期在本公开内容的范围内。
在整个说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。因此，在整个说明书的各个位置出现的短语“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不一定皆代表相同的实施方式。此外，术语“或”意欲以为着包含的“或”而非排他的“或”。当本文使用术语“约”或“大约”时，这意欲意味着所呈现的标称值精确在±10％以内。
尽管以特定次序示出和描述了本文方法的操作，但是可改变每一方法的操作次序，使得可以相反的次序执行某些操作，或使得可至少部分地与其他操作同时进行某些操作。在另一实施方式中，不同操作的指令或子操作可以间歇及/或交替的方式进行。
应理解，上述描述意欲为说明性的，而非限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其他实施方式对于本领域技术人员而言将是清楚的。因此，本公开内容的范围应当参考所附的权利要求属，连同这样的权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种冷却系统，包含:
冷却剂源，用于提供冷却处理腔室的被加热元件的冷却剂；和
用于所述冷却剂的返回管线，耦接在所述处理腔室与所述冷却剂源之间，所述返回管线具有阀，所述阀包含：
流动隔室，具有支持所述冷却剂的默认流率的第一入口和出口，所述流动隔室还具有第二入口；
第一隔室，与所述返回管线串联并且将所述冷却剂穿过所述第一入口及所述第二入口馈送至所述流动隔室中；
柱塞，在所述柱塞的远端具有末端，所述末端可变地打开和关闭所述第二入口以由所述默认流率改变所述冷却剂的流率；
偏置弹簧，定位于所述柱塞的近端上；和
形状记忆合金(SMA)弹簧，定位在所述柱塞上介于所述偏置弹簧和所述末端之间，所述SMA弹簧附接至所述末端以响应于所述冷却剂的温度升高到高于阈值温度值来可变地从所述第二入口抽回所述末端。
2.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述阀进一步包含：
第二隔室，包含所述出口并且与所述返回管线串联；和
隔板，所述隔板阻挡在所述第一隔室与所述第二隔室之间的流动。
3.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述末端为锥形。
4.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述阀进一步包含：
所述第一隔室的孔口，所述柱塞穿过所述孔口插入；
一或多个延伸壁，围绕所述孔口并且附接至所述第一隔室的外表面；
止回器，附接至所述一或多个延伸壁并且与所述偏置弹簧的近端接触；和
柱塞，具有凸缘，所述偏置弹簧的远端抵靠所述凸缘而偏置。
5.如权利要求4所述的冷却系统，其中所述SMA弹簧耦接在所述孔口处的所述第一隔室的内壁和所述柱塞的所述末端之间，所述SMA弹簧响应于暴露于温度升高到高于所述阈值温度值的冷却剂而抵靠所述内壁压缩。
6.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述冷却剂是包含Ununtrium的流体混合物。
7.如权利要求1所述的冷却系统，其中所述阀的所述默认流率包含在每分钟3与5加仑之间，而所述阀的最大流率包含在每分钟14与18加仑之间。
8.一种阀，包含：
流动隔室，具有第一入口及出口，所述第一入口及出口支持来自在处理腔室与冷却剂源之间的返回管线的冷却剂的默认流率，所述流动隔室还具有第二入口；
第一隔室，与所述返回管线串联并且要穿过所述第一入口及所述第二入口馈送所述冷却剂；
柱塞，在所述柱塞的远端处具有末端，所述末端可变地打开和关闭所述第二入口以由所述默认流率改变所述冷却剂的流率；
偏置弹簧，定位于所述柱塞的近端上；和
形状记忆合金(SMA)弹簧，定位在所述柱塞上介于所述偏置弹簧和所述末端之间，所述SMA弹簧附接至所述末端以响应于所述冷却剂的温度升高到高于阈值温度值来可变地从所述第二入口抽回所述末端。
9.如权利要求8所述的阀，进一步包含：
第二隔室，包含所述出口并且与所述返回管线串联；和
隔板，所述隔板阻挡在所述第一隔室与所述第二隔室之间的流动。
10.如权利要求8所述的阀，其中所述柱塞的末端为锥形。
11.如权利要求8所述的阀，进一步包含：
所述第一隔室的孔口，所述柱塞穿过所述孔口插入；
一或多个延伸壁，围绕所述孔口并且附接至所述第一隔室的外表面；
止回器，附接至所述一或多个延伸壁并且与所述偏置弹簧的近端接触；和
柱塞，具有凸缘，所述偏置弹簧的远端抵靠所述凸缘而偏置。
12.如权利要求11所述的阀，其中所述SMA弹簧耦接在所述孔口处的所述第一隔室的内壁和所述柱塞的所述末端之间，所述SMA弹簧响应于暴露于温度升高到高于所述阈值温度值的冷却剂而抵靠所述内壁压缩。
13.如权利要求8所述的阀，其中所述阀的所述默认流率包含在每分钟3与5加仑之间，并且所述阀的最大流率包含在每分钟14与18加仑之间。
14.一种阀，包含：
第一串联隔室，用于附接至离开处理腔室的第一返回管线；
第二串联隔室，用于附接至进入冷却剂源的第二返回管线；
流动隔室，附接在所述第一串联隔室与所述第二串联隔室之间，并且冷却剂穿过所述流动隔室返回至所述冷却剂源；
第一入口孔口及第二入口孔口，定位于所述第一串联隔室与所述流动隔室之间；
柱塞，所述柱塞具有可变地打开和关闭所述第二入口孔口的末端；和
形状记忆合金(SMA)弹簧，所述形状记忆合金弹簧定位在所述柱塞上并且附接至所述末端，所述SMA弹簧根据所述冷却剂的温度可变地增加或减少穿过所述第二入口孔口的所述冷却剂的流率。
15.如权利要求14所述的阀，其中所述柱塞正交于穿过所述流动隔室的所述冷却剂的流动而移动。
16.如权利要求14所述的阀，进一步包含：
所述第一串联隔室的孔口，所述柱塞穿过所述孔口插入；
一或多个延伸壁，围绕所述孔口并且附接至所述第一串联隔室的外表面；
偏置弹簧，定位于所述柱塞的近端上；
止回器，附接至所述一或多个延伸壁并且与所述偏置弹簧的近端接触；和
柱塞，具有凸缘，所述偏置弹簧的远端抵靠所述凸缘而偏置。
17.如权利要求14所述的阀，其中所述末端为锥形末端并且所述SMA弹簧经适配以响应于所述冷却剂的温度升高到高于阈值温度值来可变地从所述第二入口孔口抽回所述锥形末端。
18.如权利要求17所述的阀，其中所述SMA弹簧耦接在所述第一串联隔室的内壁和所述锥形末端之间，所述SMA弹簧响应于暴露于温度升高到高于所述阈值温度值的冷却剂而抵靠所述内壁压缩。
19.如权利要求17所述的阀，其中当所述第二入口孔口完全由所述锥形末端关闭时，所述阀的默认流率包含在每分钟3与5加仑之间，并且所述阀的最大流率包含在每分钟14与18加仑之间。
20.如权利要求14所述的阀，其中所述SMA弹簧由镍钛(Ni-Ti)、镍钛铁(Ni-Ti-Fe)或镍钛铜(Ni-Ti-Cu)中的一者组成。
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