CN105474381A - 可调谐温度受控的基板支撑组件 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的实现方式提供一种基板支撑组件，所述基板支撑组件允许对静电夹盘与加热组件之间的热传递的横向调谐与方位角调谐两者。基板支撑组件包含：主体，具有基板支撑表面和下表面；一个或更多个主电阻加热器，设置在主体中；多个空间可调谐加热器，设置在主体中；以及空间可调谐加热器控制器，耦接至多个空间可调谐加热器，所述空间可调谐加热器控制器配置成用于独立地控制多个空间可调谐加热器中的一者相对于多个空间可调谐加热器中的另一者的输出。

Description

可调谐温度受控的基板支撑组件
背景
技术领域
本文所描述的实现方式大体而言关于半导体制造，并且更特定地关于温度受控的基板支撑组件以及使用所述温度受控的基板支撑组件的方法。
背景技术
随着器件图案的特征尺寸变得更小，对这些特征的临界尺度(criticaldimension；CD)的要求成为获得稳定且可重复的器件性能的更重要的标准。由于腔室的不对称性(诸如，腔室和基板温度、流导和RF场)，跨在处理腔室内经处理的基板的可允许的CD变化难以实现。
在利用静电夹盘的工艺中，由于基板下方的夹盘的非均匀的构造，跨基板的表面的温度控制的均匀性更具挑战性。例如，静电夹盘的一些区域具有气孔，而其他区域具有从这些气孔横向地偏离的升举销孔。另一些区域具有夹持电极，而其他区域具有从这些夹持电极横向地偏离的加热器电极。由于静电夹盘的结构在横向和方位角两者上都可能变化，因此夹盘与基板之间的热传递的均匀性是复杂且非常难以获得的，造成跨夹盘表面的局部热点和冷点，从而导致沿基板的表面的处理结果的非均匀性。
在静电夹盘被装配至的常规的基板支撑件中通常使用的热传递方案使夹盘与基板之间的热传递的横向和方位角上的均匀性进一步复杂化。例如，常规的基板支撑件通常仅具有边缘至中心的温度控制。因此，在利用常规的基板支撑件的热传递特征时可能无法补偿静电夹盘内的局部热点和冷点。
因此，需要一种改善的基板支撑组件。
发明内容
本文所描述的实现方式提供一种基板支撑组件，所述基板支撑组件允许对静电夹盘与加热组件之间的热传递的横向调谐与方位角调谐两者。基板支撑组件包含：主体，具有基板支撑表面和下表面；一个或更多个主电阻加热器，设置在主体中；多个空间可调谐加热器，设置在主体中；以及调谐加热器控制器，耦接至多个空间可调谐加热器，所述调谐加热器控制器配置成用于独立地控制多个空间可调谐加热器中的一者相对于多个空间可调谐加热器中的另一者的输出。
在一个实施例中，基板支撑组件包含：基板冷却基座，具有穿过所述基板冷却基座而形成的槽缝；主体，具有基板支撑表面和下表面；一个或更多个主电阻加热器，设置在主体中；多个空间可调谐加热器，设置在主体中；以及可调谐加热器控制器，耦接至多个空间可调谐加热器，所述调谐加热器控制器配置成用于独立地控制多个空间可调谐加热器中的一者相对于多个空间可调谐加热器中的另一者的输出。
在又一实施例中，提供一种用于控制工件的温度的方法。所述方法包括以下步骤：将功率施加至形成在基板支撑件中的主电阻加热器；将功率提供至多个空间可调谐加热器，其中，由调谐加热器控制器单独地控制至每一个空间可调谐加热器的功率；处理基板支撑件上的工件；以及响应于工艺条件或工艺配方的变化来改变提供至单独的空间可调谐加热器的功率。
附图说明
因此，为了可详细地理解本发明的上述特征的方式，可通过参照实现方式进行对上文简要概述的本发明的更特定的描述，在所附附图中图示实现方式中的一些。然而，应当注意，所附附图仅图示本发明的典型实现方式，并且因此不视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他同等有效的实现方式。
图1是具有基板支撑组件的一个实施例的处理腔室的横截面示意性侧视图；
图2是详述基板支撑组件的多个部分的部分横截面示意性侧视图；
图3A至图3E是图示基板支撑组件内的空间可调谐加热器和主电阻加热器的各个位置的部分示意性侧视图；
图4A是沿图2的剖面线A-A截取的横截面视图；
图4B至图4D是图示空间可调谐加热器的替代布局的、沿图2的剖面线A-A截取的横截面视图；
图5是用于空间可调谐加热器和主电阻加热器的布线简图的图形描绘；
图6是用于空间可调谐加热器及主电阻加热器的替代布线简图的图形描绘；
图7是配置成用于图6中所描绘的布线简图的基板支撑组件的底部透视图；
图8是配置成用于图6中所描绘的布线简图的冷却基座的底部透视图；
图9是用于利用基板支撑组件来处理基板的方法的一个实施例的流程图；以及
图10是用于将静电夹盘连接至控制器的插接连接器的横截面视图。
为了促进理解，在可能的情况下，已使用完全相同的元件符号来指定诸图共有的完全相同的元件。构想了一个实现方式中公开的元件可有益地用于其他实现方式而无需特别陈述。
具体实施方式
本文所描述的实现方式提供一种基板支撑组件，所述基板支撑组件允许对包含所述基板支撑组件的静电夹盘的温度的横向调谐与方位角调谐两者，进而允许对在所述基板支撑组件上经处理的基板的横向温度轮廓的横向调谐与方位角调谐两者。此外，基板支撑组件还使得基板上的局部热点或冷点能够被基本上消除。本文还描述了用于对基板支撑组件上经处理基板的横向温度轮廓的调谐的方法。尽管下文中描述了蚀刻处理腔室中的基板支撑组件，但是可在其他类型的等离子体处理腔室中利用所述基板支撑组件，其他类型的等离子体处理腔室诸如，物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、离子植入腔室等、以及需要对横向温度轮廓进行方位角调谐的其他系统。还构想了空间可调谐加热器还可用于控制其他表面的温度，其他表面包括不用于半导体处理的那些表面。
在一个或更多个实施例中，基板支撑组件通过允许利用基板温度来补偿腔室非均匀性(诸如，温度、流导、电场、等离子体密度等)来允许在真空工艺(诸如，蚀刻、沉积、植入等)期间对基板边缘处的临界尺度(CD)变化的校正。此外，一些实施例已证明了将跨基板的温度均匀性控制到小于约±0.3摄氏度的能力。
图1是具有基板支撑组件126的示例性蚀刻处理腔室100的横截面示意图。如上文所讨论，基板支撑组件126可用于其他处理腔室中，例如，等离子体处理腔室、退火腔室、物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室和离子植入腔室等，以及需要用于控制表面或工件(诸如，基板)的温度轮廓的能力的其他系统。对跨表面的许多分立区域的温度的独立和局部的控制有益地实现了对温度轮廓的方位角调谐、对温度轮廓的中心至边缘调谐以及局部温度突点(诸如，热点和冷点)的减少。
处理腔室100包括接地的腔室主体102。腔室主体102包括封围内部容积124的壁104、底部106和盖108。基板支撑组件126设置在内部容积124中，并且在处理期间在所述基板支撑组件126上支撑基板134。
处理腔室100的壁104包括开口(未示出)，可穿过所述开口利用机器人将基板134移送进和移送出内部容积124。泵送端口110形成在腔室主体102的壁104或底部106中的一者中，并且流体地连接至泵送系统(未示出)。利用泵送系统来维持处理腔室100的内部容积124内的真空环境，同时移去处理副产物。
气体面板112经由穿过腔室主体102的盖108或壁104中的至少一者而形成的一个或更多个入口端口114而将工艺气体和/或其他气体提供至处理腔室100的内部容积124。在内部容积124内激励由气体面板112提供的工艺气体以形成等离子体122，所述等离子体122用于处理设置在基板支撑组件126上的基板134。可由RF功率来激励工艺气体，所述RF功率经电感耦合至来自定位在腔室主体102外部的等离子体施加器120的工艺气体。在图1中所描绘的实施例中，等离子体施加器120是一对同轴线圈，这对同轴线圈通过匹配电路118而耦接至RF电源116。
将控制器148耦接至处理腔室100以控制处理腔室100的操作和基板134的处理。控制器148可以是任何形式的通用数据处理系统中的一个，所述数据处理系统可用于工业设置中以控制各种子处理器和子控制器。一般而言，控制器148包括中央处理单元(CPU)172，所述CPU172与存储器174和输入/输出(I/O)电路系统176以及其他常见部件通信。由控制器148的CPU执行的软件命令使处理腔室例如将蚀刻剂气体混合物(即，处理气体)引入内部容积124中，通过施加来自等离子体施加器120的RF功率而由处理气体形成等离子体122，并且蚀刻基板134上的材料层。
基板支撑组件126一般包括至少基板支撑件132。基板支撑件132可以是真空夹盘、静电夹盘、基座或其他工件支撑表面。在图1的实施例中，基板支撑件132是静电夹盘，并且在下文中将基板支撑件132描述为静电夹盘132。基板支撑组件126可另外包括加热器组件170。基板支撑组件126还可包括冷却基座130。冷却基座可替代地与基板支撑组件126分离。可将基板支撑组件126可移除地耦接至支撑托架125。将支撑托架125装配至腔室主体102，所述支撑托架125可包括托架基座128和设施板180。可周期性地从支撑托架125处移除基板支撑组件126以允许对基板支撑组件126的一个或更多个部件的整修。
设施板180配置成用于容纳多个驱动机构，所述多个驱动机构配置成用于升高和降低多个升举销。此外，设施板180配置成用于容纳来自静电夹盘132和冷却基座130的多个流体连接。设施板180还配置成用于容纳来自静电夹盘132和加热器组件170的多个电连接。许多连接可在基板支撑组件126的外部或内部延伸，同时设施板180提供这些链接至对应的终点的接口。
静电夹盘132具有装配表面131以及与所述装配表面131相对的工件表面133。静电夹盘132一般包括嵌入在电介质主体150中的夹持电极136。夹持电极136可配置为单极性或双极性电极、或其他合适的布置。夹持电极136通过RF过滤器而耦接至夹持电源138，所述夹持电源138提供RF或DC功率以将基板134静电地固定至电介质主体150的上表面。RF过滤器182防止用于在处理腔室100内形成等离子体122的RF功率损坏电气装备或在腔室外部存在电气危害。电介质主体150可由陶瓷材料(诸如，AlN或Al2O3)制成。或者，电介质主体150可由聚合物(诸如，聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳基醚酮等)制成。
静电夹盘132的工件表面133可包括气体通道(未示出)，所述气体通道用于将背侧热传递气体提供至基板134与静电夹盘132的工件表面133之间所限定的空隙空间。静电夹盘132还可包括升举销孔，所述等升举销孔用于容纳升举销(两者都未示出)，所述升举销用于升高静电夹盘132的工件表面133上方的基板134以便于利用机器人移送进和移送出处理腔室100。
温度受控的冷却基座130耦接至热传递流体源144。热传递流体源144提供热传递流体，诸如，液体、气体或液体和气体的组合，所述热传递流体循环穿过设置在冷却基座130中的一个或更多个导管160。可隔离流过相邻的导管160的流体以允许对静电夹盘132与冷却基座130的不同的区域之间的热传递的局部控制，从而辅助控制基板134的横向温度轮廓。
流体分配器可耦接在热传递流体源144的出口与温度受控的冷却基座130之间。流体分配器操作以控制提供至导管160的热传递流体的量。流体分配器可设置在处理腔室100的外部，在基板支撑组件126内，在托架基座128内，或其他合适的位置处。
加热器组件170可包括一个或更多个主电阻加热器154和/或嵌入在主体152中的多个空间可调谐加热器140。可提供主电阻加热器154以将基板支撑组件126的温度升高至用于执行腔室工艺的温度。空间可调谐加热器140与主电阻加热器154互补，并且配置成用于调节在由主电阻加热器154限定的多个横向分离的加热区域中的任何一个或更多个区域内的多个分立的位置中的静电夹盘132的局部化温度。空间可调谐加热器140提供对放置在基板支撑组件126上的基板的温度轮廓的局部化调节。因此，主电阻加热器154在全局化的宏观尺度上操作，而空间可调谐加热器140在局部化的微观尺度上操作。
主电阻加热器154通过RF过滤器184而耦接至主加热器电源156。电源156可将900瓦特或更高的功率提供至主电阻加热器154。控制器148可控制主加热器电源156的操作，所述主加热器电源156通常设置为用于将基板134加热至约预定义的温度。在一个实施例中，主电阻加热器154包括横向地分离加热区域，其中，控制器148使得的主电阻加热器154的一个区域相对于位于其他区域中的一个或更多个区域中的主电阻加热器154能够被优先加热。例如，可在多个分离的加热区域中同心地布置主电阻加热器154。
空间可调谐加热器140通过RF过滤器186耦接至调谐加热器电源142。调谐加热器电源142可将10瓦特或更低的功率提供至空间可调谐加热器140。在一个实施例中，由调谐加热器电源142供应的功率比由主电阻加热器的电源156供应的功率小一个数量级。可附加地将空间可调谐加热器140耦接至调谐加热器控制器202。调谐加热器控制器202可位于基板支撑组件126内部或外部。调谐加热器控制器202可管理从调谐加热器电源142提供至单个的或成组的空间可调谐加热器140的功率，从而控制在跨基板支撑组件126而横向地分布的每一空间可调谐加热器140处局部地生成的热。调谐加热器控制器202配置称用于相对于多个空间可调谐加热器140中的另一个的输出来独立地控制所述多个空间可调谐加热器140中的一个的输出。光学转换器178可将调谐加热器控制器202耦接至控制器148以将控制器148从RF能量对处理腔室100的影响中解耦。
在一个实施例中，一个或更多个主电阻加热器154和/或空间可调谐加热器140可形成在静电键盘132中。可在没有加热器组件170的情况下形成基板支撑组件126，并且静电键盘132直接设置在冷却基座130上。调谐加热器控制器202可邻近冷却基座而设置，并且所述调谐加热器控制器可选择性地控制单独的空间可调谐加热器140。
静电夹盘132可包括一个或更多个温度传感器(未示出)，所述温度传感器用于将温度反馈信息提供至控制器148以：控制由主加热器电源156施加至主电阻加热器154的功率，控制冷却基座130的操作，并且控制由调谐加热器电源142施加至空间可调谐加热器140的功率。
处理腔室100中的基板134的表面温度可受以下因素影响：由泵进行的对工艺气体的排空、狭缝阀门、等离子体122以及其他因素。冷却基座130、一个或更多个主电阻加热器154以及空间可调谐加热器140都有助于控制基板134的表面温度。
在主电阻加热器154的两区域式配置中，主电阻加热器154可用于将基板134加热至适合于处理的温度，并且从一个区域到另一区域的变化为约+/-10摄氏度。在主电阻加热器154的四区域式组件中，主电阻加热器154可用于将基板134加热至适合于处理的温度，并且在特定的区域内的变化为约+/-1.5摄氏度。取决于工艺条件和参数，每一个区域相对于邻接的区域可变化约0摄氏度至约20摄氏度。然而，使跨基板的临界尺度的变化最小化的要求已减小了基板表面的所确定的表面工艺温度的可接受变化。基板134的表面温度的半度的变化可能在所述基板134中的结构的形成中的导致多达一纳米的差异。空间可调谐加热器140通过将温度轮廓的变化减小至约+/-0.3摄氏度来改善由主电阻加热器154产生的基板134的表面的温度轮廓。通过使用空间可调谐加热器140可使温度轮廓均匀或使温度轮廓跨基板134的多个区域以预定的方式精确地变化，从而获得所需的结果。
图2是图示基板支撑组件126的多个部分的部分横截面示意图。在图2中包括的是静电夹盘132、冷却基座130、加热器组件170和设施板180的多个部分。
加热器组件170的主体152可由诸如聚酰亚胺之类的聚合物制成。主体152在计划形式上一般可以是圆柱形，但也可以其他的几何形状来形成。主体152具有上表面270和下表面272。上表面270面向静电夹盘132，而下表面272面向冷却基座130。
加热器组件170的主体152可由两个或更多个电介质层形成(在图2中示出为三个电介质层260、262、264)，并且可在压力下加热层260、262、264以形成单个的主体152。例如，主体152可由聚酰亚胺层260、262、264形成，这些聚酰亚胺层260、262、264将主加热器154与空间可调谐加热器140分离，在压力下加热所述聚酰亚胺层260、262、264以形成加热器组件170的单个的主体152。在形成主体152之前，空间可调谐加热器140可放置在第一层260、第二层262或第三层264之中、之上或之间。另外，在组装之前，主电阻加热器154可放置在第一层260、第二层262或第三层264之中、之上或之间，并且层260、262、264中的至少一者与加热器154、140分离且电气绝缘。以此方式，空间可调谐加热器140和主电阻加热器154称为加热器组件170的一体式部分。
针对主电阻加热器154和空间可调谐加热器140的位置的替代配置可将加热器154、140中的一者或两者放置在静电夹盘132中或下方。图3A至图3E详述空间可调谐加热器140和主电阻加热器154的各种位置的基板支撑组件126的部分示意图，但是不限于所有的实施例。
在图3A中所描绘的实施例中，基板支撑组件126不具有加热器组件(170)，并且空间可调谐加热器140和主电阻加热器154设置在静电夹盘132中，例如，在夹持电极136下方。尽管空间可调谐加热器140示出为在主电阻加热器154下方，但是空间可调谐加热器140可替代地在主电阻加热器154上方。在图3B中所描绘的实施例中，基板支撑组件126的加热器组件170包括空间可调谐加热器140，而主电阻加热器154设置在静电夹盘132中，例如，在夹持电极136下方。或者，空间可调谐加热器140可设置在静电夹盘132中，而主电阻加热器154可设置在加热器组件170中。在图3C中所描绘的实施例中，基板支撑组件126的加热器组件170具有设置在其中的主电阻加热器154。空间可调谐加热器140设置在静电夹盘132中，例如，在夹持电极136下方。在图3D中所描绘的实施例中，基板支撑组件126的加热器组件170具有设置于其中的空间可调谐加热器140，而主电阻加热器154设置在加热器组件170或静电夹盘132中的一者上。加热器组件170使空间可调谐加热器140与冷却基座130隔离。在图3E中所描绘的实施例中，基板支撑组件126的加热器组件170具有设置在其中的主电阻加热器154。空间可调谐加热器140设置在加热器组件170之中或之上，例如，在静电夹盘132下方。构想了能以其他的取向来安排空间可调谐加热器140和主电阻加热器154。例如，基板支撑组件126可仅具有多个空间可调谐加热器140以用于加热基板134。在一个实施例中，在基板支撑组件126内，空间可调谐加热器140和主电阻加热器154直接设置在彼此下方。空间可调谐加热器140提供对由基板支撑组件126支撑的基板134的温度轮廓的精调控制。
返回参见图2，空间可调谐加热器140可形成在或设置在加热器组件170的主体152或静电夹盘132之上或之中。可通过电镀、喷墨印刷、丝网印刷、物理气相沉积、冲压、线网格、图案化聚酰亚胺柔性电路或通过其他合适的方式来形成空间可调谐加热器140。可在加热器组件170或静电夹盘132中形成通孔，以便提供从空间可调谐加热器140到加热器组件170或静电夹盘132的外表面的连接。例如，静电夹盘132的主体150在空间可调谐加热器140与主体150的装配表面131之间具有形成在所诉主体150中的通孔。或者，加热器组件170的主体152在空间可调谐加热器140与主体152邻接的冷却基座130的表面之间具有形成在所述主体152中的通孔。以此方式，简化了基板支撑组件126的制造。在一个实施例中，当形成加热器组件170时，在加热器组件170内设置空间可调谐加热器140。在另一实施例中，空间可调谐加热器140直接设置在静电夹盘132的装配表面131上。例如，空间可调谐加热器140可以是可粘合至静电夹盘132的装配表面131上的片材形式的，或者可通过其他手段来沉积空间可调谐加热器。例如，可通过物理气相沉积、化学气相沉积、丝网印刷或其他合适的方法在装配表面131上沉积空间可调谐加热器140。如上文所示，主电阻加热器154可以在静电夹盘132或加热器组件170中。
主电阻加热器154可形成在或设置在加热器组件170的主体152或静电夹盘132之上或之中。可通过电镀、喷墨印刷、丝网印刷、物理气相沉积、冲压、线网格或其他合适的方式来形成主电阻加热器154。以此方式，简化了基板支撑组件126的制造。在一个实施例中，当形成加热器组件170时，在加热器组件170内设置主电阻加热器154。在另一实施例中，主电阻加热器154直接设置在静电夹盘132的装配表面131上。例如，主电阻加热器154可以是可粘合至静电夹盘132的装配表面131上的片材形式的，或可通过其他手来段沉积主电阻加热器154。例如，可通过物理气相沉积、化学气相沉积、丝网印刷或其他合适方法在安装表面131上沉积主电阻加热器154。如上文所示，空间可调谐加热器140可以在静电夹盘132或加热器组件170中。
在一些实施例中，可类似于空间可调谐加热器140来制造主电阻加热器154，并且在此类实施例中，可以任选地利用所述主电阻加热器而不具有附加的空间可调谐加热器140的益处。换言之，基板支撑组件126的主电阻加热器154自身可以是空间可调谐的，也就是说，主电阻加热器154分段成多个分立的电阻加热元件。以小电阻加热器的形式将主电阻加热器154分段允许对基板134的表面上的热点和冷点的局部控制。取决于温度控制的所需水平，附加的空间可调谐加热器140的层是任选的。
可利用粘接剂244将加热器组件170耦接至静电夹盘132的装配表面131。粘接剂244可以是粘合剂，诸如，丙烯酸基粘合剂、环氧树脂、硅基粘合剂、氯丁橡胶基粘合剂或其他合适的粘合剂。在一个实施例中，粘接剂244是环氧树脂。粘接剂244可具有在从0.01到200W/mK范围内选择的热导系数，并且在一个示例性实施例中具有在从0.1到10W/mK范围内选择的导热系数。包含粘接剂244的粘合剂材料可另外包括至少一种导热陶瓷填充物，例如，氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)以及二硼化钛(TiB2)等。
在一个实施例中，利用粘接剂242将加热器组件170耦接至冷却基座130。粘接剂242可与粘接剂244类似，并且可以是粘合剂，诸如，丙烯酸基粘合剂、环氧树脂、氯丁橡胶基粘合剂或其他合适的粘合剂。在一个实施例中，粘接剂242是环氧树脂。粘接剂242可具有在从0.01到200W/mK范围内选择的导热系数，并且在一个示例性实施例中具有在从0.1到10W/mK范围内选择的导热系数。包含粘接剂242的粘合剂材料可另外包括至少一种导热陶瓷填充物，例如，氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)以及二硼化钛(TiB2)等。
当整修静电夹盘132、冷却基座130和加热器组件170中的一者或两者时，可去除粘接剂244、242。在其他实施例中，利用紧固件或夹持件(未示出)将加热器组件170可移除地耦接至静电夹盘132并可移除地耦接至冷却基座130。
加热器组件170包括多个空间可调谐加热器140，所述空间可调谐加热器140被说明性地图示为空间可调谐加热器140a、140b、140c。空间可调谐加热器140通常是在加热器组件170内的被封围的容积，在所述加热器组件170中，多个电阻加热器实施加热器组件170与静电夹盘132之间的热传递。可跨加热器组件170横向地布置每一个空间可调谐加热器140，并且因此每一个空间可调谐加热器140可被限定为加热器组件170内的单元200，所述单元200用于局部地将附加的热提供至对准那个单元200的加热器组件170的区域(以及主电阻加热器154的部分)。加热器组件170中形成的空间可调谐加热器140的数目可有所不同，并且构想了存在比主电阻加热器154的数目大至少一个数量级的空间可调谐加热器140(和单元200)。在加热器组件170具有四个主电阻加热器154的一个实施例中，可存在多于40个的空间可调谐加热器140。然而，构想了配置成用于300mm基板的基板支撑组件126的给定的实施例中，可存在约200个、约400个或甚至更多个空间可调谐加热器140。下文中参照图4A至图4D进一步描述空间可调谐加热器140的示例性分布。
可穿过包含加热器组件170的主体152的一个或更多个层260、262、264来形成单元200。在一个实施例中，单元对主体152的下表面272和上表面272是开放的。单元可包括侧壁214。侧壁214可由充当阻热器216的材料(或间隙)组成。在主体152的上表面270中形成阻热器216。阻热器216分离并减小邻接的单元200之间的传导。因此，通过单独地以及独立地控制提供至每一个空间可调谐加热器140的功率，并且因此控制通过单元200的热传递，可实现逐像素的温度控制方法，所述方法使得基板134的特定的点能够被加热或冷却，从而允许对基板134的表面的真实可定址的横向温度轮廓调谐和控制。
可在径向最外部单元200与主体152的横向最外部侧壁280之间形成附加的阻热器216。位于单元200与主体152的横向最外部侧壁280之间的此最外部阻热器216使邻接横向最外部侧壁280的单元200与处理腔室100的内部容积124之间的热传递最小化。从而允许对更接近基板支撑组件126的边缘处的更精确的温度控制，且因此允许对基板134的外径边缘的较佳的温度控制。
每一个空间可调谐加热器140独立地耦接至调谐加热器控制器202。调谐加热器控制器202可设置在基板支撑组件126中。调谐加热器控制器202可在每一个单元200处，相对于其他单元200来调节加热器组件170中的空间可调谐加热器140的温度，或替代地，可跨一组单元200，相对于另一组单元200来调节加热器组件170中的一组空间可调谐加热器140的温度。调谐加热器控制器202可针对单独的空间可调谐加热器140来切换接通/关闭状态或控制占空比。或者，调谐加热器控制器202可控制输送至单独的空间可调谐加热器140的功率量。例如，调谐加热器控制器202可将十瓦的功率提供给一个或更多个空间可调谐加热器140，将九瓦的功率提供给另一些空间可调谐加热器，并且将一瓦的功率提供给又一些空间可调谐加热器140。
在一个实施例中，可例如使用阻热器216来将每一个单元200与相邻的单元200热隔离，从而允许更精确的温度控制。在另一实施例中，每一个单元200可热接合至邻接的单元，从而沿加热器组件170的上表面270产生类似的(即，平滑或混合的)温度轮廓。例如，金属层(诸如，铝箔)可用作主电阻加热器154与空间可调谐加热器140之间的热散布器。
使用独立地可控的空间可调谐加热器140来平滑化或校正由主电阻加热器154生成的温度轮廓使得将跨基板的局部温度均匀性控制到非常小的容限，从而允许在处理基板134时的精确的工艺和CD控制。此外，空间可调谐加热器140相对于主电阻加热器154的小尺寸和高密集度允许在基板支撑组件126上的特定位置处的温度控制，并且基本上不影响相邻的区域的温度，从而允许补偿局部热点和冷点且不引入偏移或其他温度不对称性。具有多个空间可调谐加热器140的基板支撑组件126已证明了将在所述基板支撑组件126上处理的基板134的温度均匀性控制至小于约±0.3摄氏度的能力。
基板支撑组件126的一些实施例的另一益处是防止RF功率行进穿过控制电路系统的能力。例如，调谐加热器控制器202可包括电功率电路210和光学控制器220。电功率电路210耦接至空间可调谐加热器140。每一个空间可调谐加热器140具有连接至电功率电路210的一对电力引线(连接器250)。在具有五十个空间可调谐加热器140的示例性加热器组件170中，需要60个热引线个1个共用的电力引线(连接器250)以控制空间可调谐加热器140。供应至处理腔室100中以形成等离子体的RF能量耦接至电力引线。使用过滤器(诸如，图1中所示的RF过滤器182、184、186)以保护电气装备(诸如，主加热器电源156)免受RF能量。通过在电功率电路210处端接电力引线(连接器250)，并且对每一个空间可调谐加热器140利用光学控制器220，在电功率电路210与电源156之间仅需要单个的RF过滤器184。与每一个加热器具有专用的RF过滤器相反，空间可调谐加热器能够使用一个RF过滤器，这显著地减少了所需的RF过滤器的数目。用于专用的RF过滤器的空间非常受限，并且在基板支撑组件内所利用的加热器的数目也受限。因此，主加热器区域的数目不受限，并且实现空间可调谐加热器成为可能。因此，结合光学控制器220来使用电功率电路210允许更多的加热器，且因此允许优异的横向温度控制。
电功率电路210可切换或循环至多个连接器250的功率。电功率电路210将功率提供至连接器250中的每一个以启动一个或更多个空间可调谐加热器140。尽管电功率源最终将功率供应至多个空间可调谐加热器140，但是电功率电路210具有单个的电源(即，调谐加热器电源142)，并且因此仅需要仅单个的过滤器184。有利的是，减少了附加的过滤器的空间和费用，同时允许使用许多加热器和加热器区域。
可由光纤接口226(诸如，光纤电缆)将光学控制器220耦接至电功率电路210以控制供应给连接器250的功率，并且因此控制空间可调谐加热器140。可通过光波导228将光学控制器220耦接至光学转换器178。光学转换器178耦接至控制器148以提供控制空间可调谐加热器140的功能的信号。光纤接口226和光波导228不经受电磁干扰或射频(RF)能量。因此，用于保护控制器148免受来自调谐加热器控制器202的RF能量传递的RF过滤器是不必要的，从而允许基板支撑组件126中有更多空间用于引导其他公用设施。
光学控制器220可将命令或指令发送至电功率电路210以调节每一个空间可调谐加热器140或空间可调谐加热器140的组/区域。可使用附连至电功率电路210的正极引线与负极引线的组合(即，连接器250)来启动每一空间可调谐加热器140。功率可从电功率电路210通过正极引线线流动至空间可调谐加热器140，并且可通过负极引线返回至电功率电路210。在一个实施例中，在空间可调谐加热器140之间共享负极引线。因此，空间可调谐加热器140将各自都具有单独的专用正极引线，同时共享共用的负极引线。按此布置，从电功率电路210到多个空间可调谐加热器140的连接器250的数目比空间可调谐加热器140的数目多一个。例如，如果基板支撑组件126具有一百(100)个空间可调谐加热器140，则在空间可调谐加热器140与电功率电路210之间将具有100个正极引线和1个负极引线以达导总共101个连接器250。在另一实施例中，每一个空间可调谐加热器140具有将空间可调谐加热器140连接至电功率电路210的单独的负极引线。按此布置，从电功率电路210到空间可调谐加热器140的连接器250的数目是空间可调谐加热器140的数目的两倍。例如，如果基板支撑组件126具有一百(100)个空间可调谐加热器140，则在空间可调谐加热器140与电功率电路210之间将具有100个正极引线和100个负极引线以达到总共200个连接器250。可通过测量每一空间可调谐加热器140处的温度来对光学控制器220编程并校准所述光学控制器220。光学控制器220可通过调节单独的空间可调谐加热器140的功率参数来控制温度。在一个实施例中，可利用至空间可调谐加热器140的递增的功率增量来调节温度。例如，可利用供应给空间可调谐加热器140的功率的百分比增量(例如，9％的增量)来获得温升。在另一实施例中，可通过循环开启和关毕空间可调谐加热器140来调节温度。在又一实施例中，可通过循环与递增地调节至每一个空间可调谐加热器140的功率的组合来调节温度。可使用此方法来获得温度映射。此映射可使CD或温度与每一个空间可调谐加热器140的功率分布曲线关联。因此，空间可调谐加热器140可用于基于调节单独的空间可调谐加热器140的功率设置的程序以在基板上生成温度轮廓。逻辑可直接放置在光学控制器220中或放置在外部连接的控制器(诸如，控制器148)中。
现在将参照图4A至图4D来讨论空间可调些加热器140的布置。图4A是根据一个实施例的、沿剖面线A--A的图2的横截面视图。图4B至图3D是根据替代实施例的、沿图2的相同的剖面线A--A的横截面视图。
现在参见图4A，穿过加热器组件170的主体152，沿剖面线A--A的平面设置多个空间可调谐加热器140。阻热器216设置在每一相邻的单元200之间，每一个单元200与空间可调谐加热器140中的至少一者相关联。此外，阻热器216沿基板支撑组件126的外表面426而设置。所示的单元200的数目仅用于图示目的，并且任何数量的实施例可具有实质上更多(或更少)的单元200。空间可调谐加热器140的数目可比主电阻加热器154的数目大至少一个数量级。跨基板支撑组件126而定位的空间可调谐加热器140的数目可轻易地超过数百个。
每一个空间可调谐加热器140具有在端子406、408处终止的电阻器404。当电流进入一个端子(诸如，标记为406的端子)并存在另一端子(诸如，标记为408的端子)时，电流跨电阻器404的导线行进并生成热。空间可调谐加热器140可具有设计功率密度以提供沿基板支撑组件126的外表面426的合适的温升。由电阻器404释放的热量与通过电阻器404的电流的平方成比例。功率设计密度可在约1瓦特/单元至约100瓦特/单元之间，诸如，10瓦特/单元。
电阻器404可由镍铬合金、铼、钨、铂、钽或其他合适的材料的膜形成。电阻器404可具有电阻率(ρ)。低ρ指示易于允许电荷跨电阻器404的移动的材料。电阻(R)取决于ρ乘以长度(l)除以导线的横截面积(A)，或简写为R＝ρ·l/A。铂具在20℃下具有约1.06×10-7(Ω·m)的ρ。钨具在20℃下具有约6.60×10-8(Ω·m)的ρ。镍铬在20℃下约1.1×10-8至约1.5×10-8(Ω·m)的ρ。在三种上述材料中，由镍铬制成的电阻器404允许电荷更容易地移动，并且因此生成更多热。然而，钨的电特性可在某些温度范围内区分作为电阻加热器的材料。
电阻器404可具有膜厚度(未示出)以及导线厚度472，这些厚度配置成当沿电阻器404传递电流时高效地提供热。电阻器404的导线厚度472的增加可导致电阻器404的电阻R的减小。对于钨导线，导线厚度472的范围可从约0.05mm至约0.5mm，而对于镍铬导线，导线厚度的范围可自从约0.5mm至约1mm。
回看公式R＝ρ·l/A，可以看出，可针对电阻器404选择材料、导线长度和导线厚度以控制成本、功耗以及由每一个空间可调谐加热器140生成的热。在一个实施例中，电阻器404由钨制成，所述钨具有约0.08mm的导线厚度472以及在10瓦特功率下的约90欧姆的电阻。
能以图案490来配置空间可调谐加热器140，以便沿基板支撑组件126的表面高效地生成热轮廓。图案490可关于中点492对称，同时在孔422中以及周围提供间隙用于升举销或其他机械、流体或电连接。可通过调谐加热器控制器202来控制每一个空间可调谐加热器140。调谐加热器控制器202可开启限定了加热器440的单个空间可调谐加热器140；或可开启成组而限定了内楔形462、外围群组464、饼形区域460或其他需要的几何配置(包括非连续的配置)的多个空间可调谐加热器140。以此方式，可在沿基板支撑组件126的表面的独立的位置处精确地控制温度，此类独立的位置不限于诸如本领域中已知的同心环。尽管所示的图案由较小的单元组成，但是图案可替代地具有更大和/或更小单元，可延伸至边缘，或可具有其他形式。
图4B是根据另一实施例的、穿过主体152、沿剖面线AA的平面而设置的多个空间可调谐加热器140的俯视图。阻热器216可以是可任选地存在的。空间可调谐加热器140以栅格形式来布置，因此，对温度控制单元200的阵列的限定也以山歌图案来布置。尽管空间可调谐加热器140的栅格图案示出为由行与列组成的X/Y栅格，但是空间可调谐加热器140的栅格图案可替代地具有某种其他均匀地填充的形式，诸如，六边形闭合填充。应当了解，如前文所讨论，可按群组或单独地启动空间可调谐加热器140。
图4C是根据另一实施例的、穿过主体152、沿剖面线AA的平面而设置的多个空间可调谐加热器140的俯视图。图4C图示在主体152中以极性(polar)阵列来布置的多个空间可调谐加热器140。任选地，阻热器216中的一个或更多个可设置在空间可调谐加分器140之间。空间可调谐加热器140的极性阵列图案限定了相邻的单元200，因此这些相邻的单元也按极性阵列来布置。任选地，可利用阻热器216将邻接的单元200与相邻的单元200隔离。
图4D是根据另一实施例的、穿过主体152、沿剖面线A--A的平面而设置的多个空间可调谐加热器140的俯视图。图4D图示在主体152中按同心通道中来布置的多个空间可调谐加热器140。空间可调谐加热器140的同心通道图案可以可任选地由阻热器216分离。构想了能以其他取向来布置空间可调谐加热器140和单元200。
空间可调谐加热器140的数目和密集度有助于将跨基板的温度均匀性控制到非常小的容限的能力，这允许在处理基板134时的精确的工艺和CD控制。此外，相对于另一空间可调谐加热器140、对一个空间可调谐加热器140的单独的控制允许在基本上不影响相邻区域的温度的情况下在基板支撑组件126中的多个特定位置处的温度控制，从而允许在布引入偏移或其他温度不对称性的情况下补偿热点和冷点。空间可调谐加热器140可具有约0.0摄氏度与约10.0摄氏度之间的各自的温度范围，并具有以约0.1摄氏度的增量来控制温升的能力。在一个实施例中，基板支撑组件126中的多个空间可调谐加热器140结合主电阻加热器154已证明了将基板支撑组件126上经处理的基板134的温度均匀性控制到小于±0.3摄氏度的能力。因此，空间可调谐加热器140允许对基板支撑组件126上经处理的基板134的横向温度轮廓的横向调谐和方位角调谐两者。
转至图5，提供了主电阻加热器154和空间可调谐加热器140的布线简图的图形描绘。布线简图提供了对空间可调谐加热器140的单独的控制(与多工控制相对)。单独控制提供任一个空间可调谐加热器140或空间可调谐加热器140的选集，所述任何一个空间可调谐加热器140或所述空间可调谐加热器140的选集可与任何其他空间可调谐加热器140或空间可调谐加热器140的选集同时变成是活动的。布线简图允许对相对于多个空间可调谐加热器中的另一个的、至所述多个空间可调谐加热器中的一个的输出的独立控制。因此，空间可调谐加热器140并不具有在接通状态与关断状态之间循环的功率来允许功率传至其他空间可调谐加热器140或空间可调谐加热器140的选集。不需要循环空间可调谐加热器处的功率的此布置有利地允许在空间可调谐加热器140处的快速的响应时间，从而实现所需的温度轮廓。
主电阻加热器154和空间可调谐加热器140可附连至控制板502。控制板502通过单个的RF过滤器510而附连至电源578。由于每一个加热器154、140共享单个的RF过滤器510并且不具有其自身的RF过滤器，因此节省了基板支撑组件126中的空间，并且有利地减少与附加的过滤器相关联的附加成本。控制板502与图1和图2中所示的控制器202类似，并且具有与电控制器210和光学控制器220类似的版本。控制板502可以在基板支撑组件126的内部或外部。在一个实施例中，控制板502形成在设施板180与冷却基座130之间。
以图形方式示出空间可调谐加热器140(1-n)，并且应当理解，空间可调谐加热器1401可表示共用区域内的一大组空间可调谐加热器，或替代地跨基板支撑组件126而设置的所有的空间可调谐加热器140。具有比主加热器154多一个数量级的空间可调谐加热器140，并且因此具有多一个数量级的至电控制器210和光学控制器220的连接。
电控制器210从空间可调谐加热器140，通过穿过冷却基座130而形成的一个或更多个孔或槽缝520收纳多个连接器512。连接器512可含有适于空间可调谐加热器140与电控制器210之间的通信的众多连接。连接器512可以是电缆、单独的导线、扁平柔性电缆(诸如，带)、插接连接器或用于在空间可调谐加热器140与电控制器210之间传输信号的其他合适的方法/手段。在一个实施例中，连接器512是带状电缆。将使用术语电力带(powerribbon)512来讨论连接器512。
电力带512可在一端处连接至ESC132中的空间可调谐加热器140，并且在另一端处连接至电控制器210。电力带512可经由直接布线、插口或合适的插座连接至电控制器。在一个实施例中，电控制器210具有配置成用于高密集度连接的插口。电力带512可使用高密集度连接器来提供从空间可调谐加热器140到电控制器210的大量连接(诸如，50个或更多个连接)。电控制器210可具有高密集度互连(highdensityinterconnect；HDI)，所述HDI具有大于常规的印刷电路板的每单位面积的布线密集度。HDI可与电力带512的高密集度连接器对接。所述连接器有利地允许高密集度的连接以及基板支撑组件126的容易的组装与拆卸。例如，ESC132可能需要维护、重修表面或替换，并且连接器提供移除ESC132的快速且容易的手段以进行维护并迅速地将ESC132往回重新连接至基板支撑组件126。
电控制器210可附加地从主电阻加热器154，通过穿过冷却基座130而形成的槽缝520收纳多个电力带522。电力带512、522以图形方式描绘用于每一个空间可调谐加热器140和主电阻加热器154的众多电力引线。例如，电力带512包括用于每一个空间可调谐加热器140的多个分开的正极与负极电力引线。同样，电力带522包含用于每一个主电阻加热器154的分开的正极与负极电力引线。在一个实施例中，每一个电力引线都具有由光学控制器220管理的开关560。开关560可驻留在电控制器210中，在控制板502上或在其他合适的位置处。构想了可利用单个的带或甚至三个或更多个等间隔的带来引导用于空间可调谐加热器140和主电阻加热器154的电力引线。等间隔的带增强了场均匀性，并且因此增强了处理结果的均匀性。
光学控制器220连接至外部控制器(图1中的148)，并且配置成用于将指令提供至电控制器，以便向每一个空间可调谐加热器140供电。光学控制器220收纳用于管理空间可调谐加热器140的多个控制带540。在一个实施例中，控制带540嵌入在控制板502中，并且将光学控制器220连接至电控制器210。例如，控制带540可以是连接两个控制器210、220的电路系统。在另一实施例中，控制带可经由电缆或控制板502外部的其他合适的连接来将光学控制器220附连至电控制器210。在又一实施例中，控制带540可通过穿过冷却基座而形成的槽缝520，并且单独地管理每一个空间可调谐加热器140。
光学控制器220可以任选地用于管理主电阻加热器154的多个控制带550。或者，可由第二光学控制器或由外部控制器来管理主电阻加热器。与控制带540类似，控制带550可嵌入在控制板502中或附连至主电阻加热器154。或者，主电阻加热器可不具有控制带550，并且可在电源138外部管理功率的循环和强度。
带540、550以图形方式描绘用于每一个空间可调谐加热器140和主电阻加热器154的众多控制引线。例如，控制带540包含用于多个空间可调谐加热器140的分开的正极与负极控制引线。光学控制器220可从程序、温度测量装置、外部控制器、使用者或通过其他源获取输入，并且确定将管理空间可调谐加热器140和/或主电阻加热器154中的何者。当光学控制器220使用光学装置与其他装置(诸如，电控制器210)通信时，光学控制器不经受RF干扰，并且并不将RF信号传播到处理腔室外部的区域。构想了可利用单个的带或甚至三个或更多个带来引导控制引线。
控制带540提供由光学控制器220生成的信号以控制开关560的状态。开关560可以是场效晶体管或其他合适的电子开关。或者，开关560可嵌入在电控制器210中的光控电路板中。开关560可提供加热器154、140在激励(活动的)状态与去激励(不活动的)状态之间的简单的循环。
控制器202可控制相对于另一者的、且同时施加至一个或更多个所选择的空间可调谐加热器140的功率的占空比、电压、电流或持续时间中的至少一者或更多者。在一个实施例中，控制器202沿控制带5401提供信号以指示开关5601允许90％的功率从中通过。电控制器210沿电力带5121提供约10瓦特的功率。开关5601允许90％的供应的功率通过并到达空间可调谐加热器1401，所述主电阻加热器1401利用约9瓦特的功率加热。
在另一实施例中，控制器202沿控制带5502提供信号以指示开关5602允许100％的功率从中通过。电控制器210沿电力带5222提供约100瓦特的功率。开关5602允许100％的供应功率通过并到达主电阻加热器1542，所述主电阻加热器1542利用约100瓦特功率加热。类似地，主电阻加热器154(1-N)可全部都由控制器202操作。
在又一实施例中，调谐加热器控制器202沿控制带540提供信号以指示开关560处于允许功率从中通过的活动的状态或者防止功率从中通过的非活的动状态。电控制器210沿电力带512将约10瓦特的功率提供至耦接至处于活动的状态中的开关560的每一个单独的空间可调谐加热器140。调谐加热器控制器202独立地控制开关560保持在活动的状态中的持续时间以及开关560中的每一个相对于其他开关560的占空比中的至少一者，这最终控制基板支撑组件126以及定位所述基板支撑组件上的基板的温度均匀性。可类似地控制用以控制至主电阻加热器154的功率的开关560。
在另一实施例中，表示分开的区域的每一个主电阻加热器154(1-N)可具有分开的控制器202。在此实施例中，为具有一个主电阻加热器154(1-N)的区域所共用的空间可调谐加热器(1-N)可与共用的主电阻加热器154(1-N)共享控制器202。例如，如果存在四个区域，则将存在四个主电阻加热器154(1-4)以及四个等间隔的控制器202。
在其他实施例中，可利用分开的控制器202来分割由单个的控制器服务的空间可调谐加热器140的数目。例如，每一个控制带540可具有用于管理设置数目的空间可调谐加热谐140个体的分开的光学控制器220。分割对空间可调谐加热器140的控制允许通过穿过冷却基座而形成的槽缝520来引导带所需的较小的控制器和较少的空间。
转至图6，提供主电阻加热器154和空间可调谐加热器140的另一布线简图的图形描绘。图6中所描绘的布线简图提供了对空间可调谐加热器140的单独的控制。空间可调谐加热器140附连至调谐加热器控制器202。控制板502上的电控制器210通过过滤器184而附连至电源156。光学控制器220连接至外部控制器(图1中的148)，并且配置成用于将指令提供至电控制器，以便向每一个空间可调谐加热器140供电。光学控制器220通过光纤接口226与电控制器210通信以管理空间可调谐加热器140。与图5的布线简图类似，图6的布线简图提供相对于其他空间可调谐加热器的、对多个空间可调谐加热器中的一个的输出的独立的控制。
主电阻加热器154可以任选地附连至调谐加热器控制器202'、调谐加热器控制器202或基板支撑组件126外部的其他控制器。调谐加热器控制器202'可与调谐加热器控制器202基本上类似。应当了解，对主电阻加热器154的控制可与对于空间可调谐加热器140所描述的控制类似。或者，如图1中所示，可在外部管理主电阻加热器154。
以图形方式示出空间可调谐加热器140(1-n)，并且应当理解，空间可调谐加热器1401可表示共用的区域内的一大组空间可调谐加热器，或替代地跨基板支撑组件126而设置的所有的空间可调谐加热器140。每一个空间可调谐加热器140具有用于将功率从电控制器210提供至空间可调谐加热器140的连接器250。
电控制器210从空间可调谐加热器140，通过穿过冷却基座130而形成的一个或更多个孔或槽缝520收纳多个电力带612。带612以图形方式描绘了用于每一个空间可调谐加热器140的众多电力引线。电力带612为功率提供至空间可调谐加热器140的电路径。在一个实施例中，电力带612包含用于每一空间可调谐加热器140的分开的正极电力引线。电力带612可以任选地具有为附连至电力带612的所有空间可调谐加热器140共用的单个的负极电力阴险。或者，电力带612可不具有负极功率返回路径，并且可通过分开的电缆、共用的总线或其他合适的手段来提供电流的返回路径。在另一实施例中，电力带612包含用于每一个空间可调谐加热器140的分开的负极电力引线。电力带612可以任选地具有为附连至电力带612的所有的空间可调谐加热器140共用的单个的正极电力引线。或者，电力带612可不具有正极功率供应路径，并且可通过分开的电缆、共用的总线或其他合适的手段来提供电流的功率供应路径。
简短地转至图7，图7是配置成用于图6中所描绘的布线简图的静电夹盘132的底部794的透视图。静电夹盘132可具有多个电极742以便将夹持力供应至设置在静电夹盘132上的基板。电力带612可电气附连至静电夹盘132的底部794，所述静电夹盘132具有形成在其中的空间可调谐加热器140。电力带612可以是扁平的柔性电缆(FFC)或构型印刷电路(FPC)，诸如，聚酰亚胺扁平的柔性电缆，所述电力带612在一端处具有连接器712，并且在另一端处具有触点720。连接器712连接至电控制器210。连接器712可以是多个单独的导线、插口连接器、插塞、高密集度连接器(诸如，与扁平的柔性电缆或柔性印刷电路一起使用的那些高密集度连接器)或其他合适的连接器。触点720可附连至形成在静电夹盘132中的电连接(即，通孔)。可通过其他手段将触点720焊接、胶接或附连至静电夹盘132。或者，触点720可形成为直接连接至空间可调谐加热器140，诸如，接线的电力引线。触点720可具有与静电夹盘132接触的组合的区域，所述组合的区域约小于0.75英寸直径的圆。触点720与静电夹盘132所具有的此最小的区域减少了从静电夹盘132到冷却基座130的热传递。触点720可以是圆形、矩形、半圆形或任何其他形状。电力带612可具有多于一个的触点720，并且因此具有一百个或更多个引线。因此，取决于至电控制器210的布线连接配置(诸如，共享共用的负极引线)，单个的电力带612可能能够连接并单独地控制许多空间可调谐加热器140。在一个实施例中，静电夹盘132具有等距地间隔并焊接在所述静电夹盘132上的六个电力带612。电力带612可各自具有二十五个经焊接的触点720。
或者，可用引脚/插座连接器来替代电力带612。简短地转至图10，图10图示将ESC132连接至调谐加热器控制器202的插接连接器1010的横截面视图。插接连接器1010可经尺寸设定以通过冷却基座130中的槽缝520，从而提供调谐加热器控制器202与ESC132之间的连接。插接连接器1010可具有凸缘1008。凸缘1008可设置在冷却基座130与调谐加热器控制器202之间。间隙1050可形成在冷却基座130与调谐加热器控制器202之间。或者，调谐加热器控制器202可具允许插接连接器1010从中通过并大大地减小调谐加热器控制器202与冷却基座130之间的缝隙1050的切口、缺口、孔、空隙或其他开口。
插接连接器1010可具有第一端1002和第二端1004。第一端1002可与ESC132对接。第二端1004可与调谐加热器控制器202对接。多个接触引脚1012、1014与多个引脚插座1020、1022对接以提供ESC132与调谐加热器控制器202之间的电连接。引脚1012、1014可为约0.3mm或更小。插脚1012、1014具有对应多个引脚插座1020、1022，所述插脚插座1020、1022配置成用于收纳引脚1012、1014，并且提供电连续性。引脚1012、1014或插座1020、1014可形成在插接连接器1010的第一端1002和第二端1004中的一者或更多者上，并且在ESC132与调谐加热器控制器202之间对接。
插接连接器1010可提供调谐加热器控制器202与ESC132之间的直接的物理电连接。例如，插座可形成在调谐加热器控制器202上，所述插座收纳引脚1014。因此，冷却基板130可直接放置在ESC132上，插接连接器1010可穿过冷却基座130中的槽缝520而插入，并且调谐加热器控制器可放置在插接连接器1010上，从而形成ESC132与调谐加热器控制器202之间的连接。或者，插接连接器1010可利用电缆、带或扁平的连接器来完成调谐加热器控制器202与ESC132之间的连接。
有利的是，插接连接器1010可具有小横截面积，所述小横截面积对应地要求冷却基座130中的很小的开放空间，这使冷却基座130的热传导或干扰最小化，从而获得更佳的热均匀性。此外，插接连接器1010可保护连接免受处理环境，并且可延长电连接的寿命。
返回参见图6，电控制器210可具有形成在所述电控制器210中的多个开关660。每一个开关660可收纳来自电力带612中的一个的正极电力引线以控制单独的空间可调谐加热器140。光学控制器220经由至电控制器210的光纤接口226来管理开关660。电路系统640可嵌入在电控制器210或调谐加热器控制器202中以将光信号转换为电信号，用于将指令提供至开关660。
开关660可为场效晶体管或其他合适的电子开关。开关660可提供加热器154、140在激励(活动的)状态与去激励(非活动的)状态之间的简单的循环。或者，开关660可以是可控制供应至空间可调谐加热器140的功率量的另一合适的器件。
开关660可经形成在基板支撑组件126内部，诸如，在静电夹盘132、冷却基座130内、加热器组件170和设施板180内。或者，开关660可形成在基板支撑组件126外部，或甚至在处理腔室100外部，诸如，在控制器148中。
转至图8，图8图示配置成用于图6中所描绘的布线简图的冷却基座130的底部透视图。冷却基座130可具有底表面894、多个冷却通道(图8中未示出)以及通道842。冷却通道可配置成使冷却流体穿过其中而循环以调节静电夹盘132的温度。通道842经配置成用于允许将功率供应至静电夹盘132的电极742通过冷却基座130。可使通道842电气绝缘以保护免受激励冷却基座130的电极742。另外，冷却基座可具有一个或更多个槽缝520。槽缝520可配置成用于允许带612从静电夹盘132在内部穿过冷却基座130而去往底表面894。
电控制器210可设置在冷却基座130的底表面894上。电控制器210装配在RF环境中，并且因此可经由光纤来执行与电控制器210的通信，同时可通过RF过滤器来将功率供应至电控制器210。电控制器210可具有发送826和接收828光纤接口226。光纤接口226提供至光学控制器220的光学连接。光纤接口226免受RF和其他电干扰的影响，并且因此不需要过滤器来保护所连接装置/控制器(诸如，光学控制器220)。
调谐加热器控制器202可具有多个插口812。插口812可配置成与附连至带612的端的连接器712连接。插口可为每一个带612提供五十个或更多个单独的连接。电控制器210可由基板830组成，所述基板具有形成在其上的多个电路832、834。多个电路832、834可包括晶体管、电阻器、电容器以及用于形成开关并控制至插座812中的单独的连接的功率流的其他电特征。电控制器210可因此通过控制施加在附连至带612的插座812中的多个单独的连接的功率的占空比、电压、电流或持续时间中的至少一者或更多者来管理单独的空间可调谐加热器140。
在一个实施例中，开关形成在电控制器210上。具有连接器712的带612通过冷却基座130中的槽缝520来将静电夹盘132中的空间可调谐加热器140连接至电控制器210。连接器712将带612连接至电控制器210上的插口812。光学控制器220通过光纤接口226将光信号提供至电控制器210，以便控制至插口812中的多个单独的连接的功率。光学控制器220与电控制器210的组合允许单独的空间可调谐加热器140的任何选集被同时供电和/或被循环接通或关闭，从而在设置在静电夹盘132上的基板上创建所需的温度轮廓。高密集度互连件的使用允许大量的空间可调谐加热器140的独立的控制，并且因此允许对温度轮廓的增强的控制。有利的是，对空间可调谐加热器140的独立的控制允许针对每一个单独的空间可调谐加热器140的高占空比以及较大的动态温度范围。因此，对空间可调谐加热器140的单独的控制提供了每单位时间的更多功率以及快速的响应时间。
图9是用于使用诸如上文所描述的基板支撑组件等的基板支撑组件来处理基板的方法900的一个实施例的流程图。方法900从框902处开始，将功率施加至形成在基板支撑组件中的主电阻加热器。主电阻加热器可以是单个的加热器或被分段为多个区域。主电阻加热器区域可以是独立地受控的。
在框904处，将功率提供至围绕基板支撑组件而分布的多个单独的空间可调谐加热器。调谐加热器控制器单独地控制至每一个空间可调谐加热器的功率。空间可调谐加热器中的至少两者生成预定的不同热量。可通过控制相对于另一者的、施加至任何一个空间可调谐加热器的功率的占空比、电压、电流、持续时间中的至少一者或更多者来控制由一个空间可调谐加热器生成的相对于另一者的热差异。还可跨多个单独的空间可调谐加热器来顺序地扫描供应至空间可调谐加热器的功率。
可在静电夹盘132中同时执行对于每一个空间可调谐加热器的控制，从而允许空间可调谐加热器的任何选集能够迅速地生成特定的温度轮廓。可通过外部控制器来提供对提供至多个单独的空间可调谐加热器的功率的控制，所述外部控制器在至设置在基板支撑组件上的调谐加热器控制器的光学连接上对接。因此，通过至调谐加热器控制器的光学连接将外部控制器与RF隔离。
在框906处，可在基板支撑组件上处理工件(诸如，基板)。例如，可在真空腔室中处理基板，例如，使用等离子体工艺。可任选地在处理腔室内的等离子体存在的情况下执行的真空工艺可以是以下各项中的一者：蚀刻、化学气相沉积、物理气相沉积、离子植入、等离子体处理、退火、氧化物去除、减除或其他等离子体工艺。构想了可在其他环境中的温度受控的表面上处理工件，例如，在大气条件下，针对其他应用。
任选地，在框906处，响应于工艺条件或工艺配方的变化，可改变提供至基板支撑组件内横向地分布的多个单独的空间可调谐加热器的功率。例如，可利用来自调谐加热器控制器的命令来改变提供至空间可调谐加热器中的一者或更多者的功率。因此，调谐加热器控制器可在循环另一空间可调谐加热器并以不同的重叠时间间隔循环其他空间可调谐加热器时，同时地将功率提供至一个空间可调谐加热器。
尽管上述内容针对本发明的实现方式，但是可设计本发明的其他和进一步的实现方式而不背离本发明的基本范围，并且本发明的范围由所附权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种基板支撑组件，包含：
主体，所述主体具有基板支撑表面和下表面；
一个或更多个主电阻加热器，所述一个或更多个主电阻加热器设置在所述主体中；
多个空间可调谐加热器，所述多个空间可调谐加热器设置在所述主体中；以及
空间可调谐加热器控制器，所述空间可调谐加热器控制器耦接至所述多个空间可调谐加热器，所述空间可调谐加热器控制器配置成用于独立地控制所述多个空间可调谐加热器中的一者相对于所述多个空间可调谐加热器中的另一者的输出。
2.如权利要求1所述的基板支撑组件，其特征在于，所述主体在所述空间可调谐加热器与所述主体的装配表面之间具有形成在所述主体中的通孔。
3.如权利要求2所述的基板支撑组件，其特征在于，进一步包含：
多个高密集度连接器，所述多个高密集度连接器附连至所述通孔，并且设置在所述装配表面上。
4.如权利要求3所述的基板支撑组件，其特征在于，插接连接器在所述主体的所述装配表面处的所述高密集度连接器与所述空间可调谐加热器控制器之间提供电连接。
5.如权利要求1所述的基板支撑组件，其特征在于，所述空间可调谐加热器控制器包含：
电控制器，其中，所述电控制器配置成用于单独地将功率提供至每一个空间可调谐加热器；以及
光学控制器，所述光学控制器连接至外部控制器，并且配置成用于将指令传输至所述电控制器以便向每一个空间可调谐加热器供电。
6.如权利要求5所述的基板支撑组件，其特征在于，所述空间可调谐加热器控制器具有附连至所述空间可调谐控制器的单个的RF过滤器。
7.如权利要求5所述的基板支撑组件，其特征在于，所述空间可调谐加热器控制器设置在所述冷却基座的底表面下方。
8.一种基板支撑组件，包含：
冷却基座，所述冷却基座具有穿过所述冷却基座而形成的多个槽缝；
主体，所述主体具有基板支撑表面和下表面；
一个或更多个主电阻加热器，所述一个或多个主电阻加热器设置在所述主体中；
多个空间可调谐加热器，所述多个空间可调谐加热器设置在所述主体中；以及
多个高密集度导体，所述多个高密集度导体耦接至所述空间可调谐加热器，所述高密集度导体延伸穿过穿过所述冷却基座而形成的所述槽缝。
9.如权利要求1和8所述的基板支撑组件，其特征在于，所述主体是静电夹盘。
10.如权利要求9所述的基板支撑组件，其特征在于，所述主体由陶瓷材料形成。
11.如权利要求8所述的基板支撑组件，其特征在于，进一步包含：
空间可调谐加热器控制器，所述空间可调谐加热器组件通过所述多个高密集度导体而耦接至所述多个空间可调谐加热器，所述空间可调谐加热器控制器配置成用于独立地控制所述多个空间可调谐加热器中的一者相对于所述多个空间可调谐加热器中的另一者的输出。
12.如权利要求11所述的基板支撑组件，其特征在于，所述空间可调谐加热器控制器包含：
电控制器，其中，所述电控制器配置成用于单独地将功率提供至每一个空间可调谐加热器；以及
光学控制器，所述光学控制器连接至外部控制器，并且配置成用于将指令传输至所述电控制器以便向每一个空间可调谐加热器供电，其中，所述空间可调谐加热器控制器具有附连至所述空间可调谐加热器控制器的单个的RF过滤器。
13.一种用于控制工件的温度的方法，包含以下步骤：
将功率施加至形成在基板支撑件中的主电阻加热器；
将功率提供至多个空间可调谐加热器，其中，由调谐加热器控制器单独地控制至每一个空间可调谐加热器的功率；
处理所述基板支撑件上的所述工件；以及
响应于工艺条件或工艺配方的变化，改变提供至单独的空间可调谐加热器的功率。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含以下步骤：
利用外部控制器来控制所述调谐加热器控制器以将功率发送至每一个空间可调谐加热器，所述外部控制器通过至所述调谐加热器控制器的光学连接来与RF隔离。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述调谐加热器控制器同时以不同的重叠时间间隔将功率提供至空间可调谐加热器。
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