CN113410117A - 基板温度控制装置、基板处理装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式包括一种基板温度控制装置、一种包括基板温度控制装置的基板处理装置以及一种控制所述装置的方法，其可以按每个区域控制基板的温度，并且不增加装置的体积。所述基板温度控制装置包括：支撑板，用于支撑基板；多个加热单元，放置在基板的不同区域中，并且按每个区域控制基板的温度；电源单元，用于提供功率以控制基板的温度；开关单元，连接在所述多个加热单元与所述电源单元之间，并且包括一个或多个晶体管器件；以及控制器，用于通过控制开关单元来控制提供给每个加热单元的功率。

Description

基板温度控制装置、基板处理装置以及控制方法
本申请是申请号为201710291951.2、申请日为2017年04月28日、发明名称为“基板温度控制装置、基板处理装置以及控制方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种用于控制基板的温度的装置、一种包括所述基板温度控制装置的基板处理装置以及一种控制所述装置的方法。
背景技术
为了在制造半导体时控制基板的温度，需要一种用于控制基板的温度的装置。现有基板温度控制装置已经通过相应的多个控制器控制各个加热单元。加热单元根据基板的各个区域控制基板的温度。
然而，在出现包括多个区带的基板需要多于数百个加热单元的情况下，并且当获得对应于加热单元的控制器时，需要至少为现有装置的三十倍大的装置。这有悖于减少装置的体积的当前趋势。
因此，需要一种用于控制具有多个区带的基板的温度并且不增加装置的体积的技术。
发明内容
实施方式包括一种基板温度控制装置、一种包括基板温度控制装置的基板处理装置以及一种控制所述装置的方法，其可以按每个区域控制所述基板的温度，并且不增加所述装置的体积。
本发明构思的目的不限于以上描述。本领域技术人员从以下描述将可理解本发明的其它目的。
本发明构思的示例实施方式可以提供一种基板温度控制装置，包括：支撑板，用于支撑基板；多个加热单元，放置在所述基板的不同区域中，并且按每个区域控制所述基板的温度；电源单元，用于提供功率以控制所述基板的温度；开关单元，连接在所述多个加热单元与所述电源单元之间，并且包括一个或多个晶体管器件；以及控制器，用于通过控制所述开关单元来控制提供给每个加热单元的功率。
在示例实施方式中，所述晶体管器件可以包括MOSFET器件。
在示例实施方式中，所述开关单元可以包括分别对应于所述多个加热单元的多个MOSFET通道。
在示例实施方式中，所述控制器可以选择性地打开所述多个MOSFET通道。
在示例实施方式中，所述基板温度控制装置可以还包括传感器单元，用于检测所述基板的温度分布信息。
在示例实施方式中，所述控制器可以根据所述温度分布信息而确定打开哪个MOSFET通道。
在示例实施方式中，所述基板温度控制装置可以还包括：第一滤波器，连接在所述电源单元与所述开关单元之间，并且阻挡流入所述电源单元中的高频功率信号；以及第二滤波器，设置于所述开关单元与所述控制器之间，并且阻挡流入所述控制器的高频功率信号。
在示例实施方式中，所述第二滤波器可以包括铁氧体磁芯。
在示例实施方式中，所述电源单元可以提供交流功率。
在示例实施方式中，所述电源单元可以提供低于预定频率的交流功率。所述第一滤波器和所述第二滤波器可以阻挡高于预定频率的高频功率信号，并且可以使得低于预定频率的交流功率信号通过。
本发明构思的示例实施方式可以提供一种基板处理装置，包括：腔室，用于在其中提供基板处理空间；基板支撑组件，用于支撑所述基板并且放置于所述腔室内；气体供应单元，用于在所述腔室内供应气体；等离子体生成单元，用于使得所述气体成为等离子体状态，并且包括用于提供高频功率的高频电源；以及基板温度控制单元，用于控制所述基板的温度，其中，所述基板温度控制单元可以包括：多个加热单元，放置在所述基板的不同区域中，并且按每个区域控制所述基板的温度；电源单元，用于提供功率以控制所述基板的温度；开关单元，连接在所述多个加热单元与所述电源单元之间，并且包括一个或多个晶体管器件；以及控制器，用于通过控制所述开关单元来控制提供给每个加热单元的功率。
在示例实施方式中，所述晶体管器件可以包括MOSFET器件。
在示例实施方式中，所述开关单元可以包括分别对应于所述多个加热单元的多个MOSFET通道。所述控制器可以选择性地打开所述多个MOSFET通道。
在示例实施方式中，所述基板温度控制单元可以还包括传感器单元，用于检测所述基板的温度分布信息。所述控制器可以根据所述温度分布信息而确定打开哪个通道。
在示例实施方式中，所述基板温度控制单元可以还包括：第一滤波器，连接在所述电源单元与所述开关单元之间，并且阻挡流入所述电源单元中的高频功率信号；以及第二滤波器，设置于所述开关单元与所述控制器之间，并且阻挡流入所述控制器中的高频功率信号。
在示例实施方式中，所述第二滤波器可以包括铁氧体磁芯。
在示例实施方式中，所述电源单元可以提供交流功率。
在示例实施方式中，所述电源单元可以提供低于预定频率的交流功率。所述第一滤波器和所述第二滤波器可以阻挡高于预定频率的高频功率信号，并且可以使得低于预定频率的交流功率信号通过。
本发明构思的示例实施方式可以提供一种用于控制基板处理装置的方法，包括：检测包括多个区域的所述基板的温度分布信息；以及基于所述温度分布信息而控制所述开关单元。
在示例实施方式中，基于所述温度分布信息而控制所述开关单元可以包括：基于所述温度分布信息而确定用于提供功率的区域；以及打开与所确定的所述基板的区域对应的MOSFET通道。
在示例实施方式中，基于所述温度分布信息而控制所述开关单元可以包括：基于所述温度分布信息而确定用于提供功率的区域；以及将不同信号施加到与所确定的所述基板的区域对应的MOSFET栅极以及与其余所确定的区域对应的其余MOSFET栅极。
本发明构思的实施方式可以提供一种基板温度控制装置，并且可以按每个区域控制所述基板的温度并且不增加所述装置的体积。
本发明构思的目的不限于以上描述。本领域技术人员从以下描述和附图将可理解本发明的其它效果。
附图说明
图1是示出根据实施方式的基板处理装置的示例性示图。
图2是用于解释根据现有技术的基板温度控制装置的问题的示图。
图3是示出根据实施方式的基板温度控制单元的示例性示图。
图4和图5是用于解释根据实施方式的用于控制具有多个区域的基板W的温度的方法的示图。
图6是用于解释根据实施方式的基板温度控制单元的操作的示图。
图7是示出根据实施方式的用于控制基板处理装置的方法的示例性流程图。
具体实施方式
将通过参考附图所描述的以下实施方式使本发明构思的优点和特征及其实现方法明显化。然而，本发明构思可以通过不同的形式得以实施，而不应理解为受限于本文所阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式，使得本公开将是透彻并且完整的，并且将本发明的范围完整地传达给本领域技术人员。此外，本发明构思仅由权利要求的范围限定。
除非另外定义，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本发明构思所属领域的技术人员所通常理解的具有相同意义。还应理解，例如在常用字典中所定义的那些术语应解释为具有与它们在现有技术和/或本说明书的背景中的意义一致的意义，而不应以理想化或过度正式的意义来解释，除非本文明确地如此定义。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并非意图限制本发明构思。如本文使用的那样，单数形式“一个”、“某个”以及“所述”意图同样包括复数形式，除非上下文另外清楚指明。还应理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时用于指定所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在性，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件或其群组的存在性或添加性。如本文使用的那样，术语“和/或”包括相关列出的项中的一个或多个的任何和所有组合。
图1是示出根据实施方式的基板处理装置的示例性示图。
参考图1，基板处理装置10使用等离子体处理基板W。例如，基板处理装置10可以执行关于基板W的蚀刻工艺。基板处理装置10可以包括腔室620、基板支撑组件200、喷头300、气体供应单元400、挡板单元500以及等离子体生成单元600。
腔室620可以提供用于在其中执行用于处理基板的工艺的空间。腔室620可以在其中具有处理空间，并且可以提供为密封的形式。可以通过金属材料装配腔室620。可以通过铝材料装配腔室620。腔室620可以接地。排气孔102可以形成在腔室620的底面上。排气孔102可以连接到排气线路151。可以通过排气线路151排放工艺步骤中所生成的反应副产物以及存在于腔室的内部空间中的气体。腔室620的内部空间可以通过排气工艺减压到预定压力。
在实施方式中，可以在腔室620中设置内衬130。内衬130可以具有圆柱形状，其中，顶端部和底端部是开放的。内衬130可以设置为与腔室620的内侧壁接触。内衬130可以保护腔室620的内侧壁，由此使得可以防止腔室620的内侧壁电弧放电。此外，内衬130可以防止在用于处理基板的工艺期间所产生的杂质沉积在腔室620的内侧壁上。可选择地，可以不设置内衬130。
基板支撑组件200可以位于腔室620中。基板支撑组件200可以支撑基板W。基板支撑组件200可以包括静电卡盘210，用于使用静电力保持基板W。另一方面，基板支撑组件200可以通过各种方法(例如机械夹持)来支撑基板W。包括静电卡盘210的基板支撑组件200可以描述如下。
基板支撑组件200可以包括静电卡盘210、底盖250和板270。基板支撑组件200可以安装为在腔室620中远离腔室620的底面。
静电卡盘210可以包括介电板220、主体230以及聚焦环240。静电卡盘210可以支撑基板W。介电板220可以位于静电卡盘210上。介电板220可以是具有圆形形状的介电物质。基板W可以放置在介电板220的上表面上。介电板220的上表面的半径可以比基板W的半径更小。由此，基板W的边界区域可以位于介电板220之外。
介电板220可以包括第一电极223、加热单元225和第一供应路径221。可以从介电板220的上侧设置第一供应路径221。第一供应路径221可以包括彼此间隔开的多个路径，并且用作将传热介质提供给基板W的底面所通过的路径。
第一电极223可以与第一电源223a电连接。第一电源223a可以包括直流电流。开关223b可以安装在第一电极223与第一电源223a之间。第一电极223可以响应于对开关223b的激活而电连接到第一电源223a。当开关223b打开时，直流电流可以施加到第一电极223。由施加到第一电极223的电流所生成的静电力可以在第一电极223与基板W之间作用。通过静电力可以将基板保持在介电板220上。
加热单元225可以位于第一电极223的底部处。加热单元225可以电连接到第二电源225a。加热单元225可以通过抵抗来自第二电源225a的电流而生成热。该热可以通过介电板220传递到基板W。基板W可以通过从加热单元225产生的热而保持预定温度。加热单元225可以包括螺旋线圈。
主体230可以位于介电板220下方。介电板220的底面和主体230的顶面可以通过粘接剂236得以粘接。主体230可以由铝材料制成。主体230的顶面的中心区域可以高于边界区域。主体230的顶面的中心区域可以对应于介电板220的底面，并且可以粘接到介电板220的底面。第一循环路径231、第二循环路径232和第二供应路径233可以形成在主体230中。
第一循环路径231可以用作传热介质得以循环的路径。第一循环路径231可以以螺旋形状形成在主体230中。或者，第一循环路径231可以包括具有不同半径的环形路径。路径可以被布置为使得：路径的中心具有相同高度。第一循环路径231可以彼此连接。第一循环路径231可以形成在相同高度处。
第二循环路径232可以用作冷却流体得以循环的路径。第二循环路径232可以以螺旋形状形成在主体230中。或者，第二循环路径232可以包括具有不同半径的环形路径。路径可以被布置为使得：路径的中心具有相同高度。第二循环路径232可以彼此连接。第二循环路径232可以具有大于第一循环路径231的横截面积。第二循环路径232可以形成在相同高度处。第二循环路径232可以位于第一循环路径231下方。
第二供应路径233可以从第一循环路径231向上延伸，并且可以设置在主体230上。第二供应路径233的数量可以对应于第一供应路径221的路径的数量。第二供应路径233可以将第一循环路径231与第一供应路径221连接。
第一循环路径231可以经由供应线路231b连接到传热介质储存单元231a。传热介质储存单元231a可以储存传热介质。传热介质可以包括惰性气体。在实施方式中，传热介质可以包括氦气。氦气可以经由供应线路231b提供给第一循环路径231。此外，氦气可以通过第二供应路径233和第一供应路径221供应到基板W的底面。氦气可以是从等离子体传递到基板W的热得以传递到静电卡盘210所通过的介质。
第二循环路径232可以经由冷却流体供应线路232c连接到冷却流体储存单元232a。冷却流体储存单元232a可以存储冷却流体。冷却流体储存单元232a可以包括冷却器232b。冷却器232b可以降低冷却流体的温度。另一方面，冷却器232b可以安装在冷却流体供应线路232c上。经由冷却流体供应线路232c提供给第二循环路径232的冷却流体可以沿着第二循环路径232循环，由此使得可以冷却主体230。随着受冷却，主体230可以冷却介电板220和基板W二者，以使得基板W保持在预定温度。
主体230可以包括金属板。在实施方式中，可以通过金属板装配主体230。
聚焦环240可以布置在静电卡盘210的边界区域中。聚焦环240可以具有环形，并且沿着介电板220的周边布置。聚焦环240的顶面可以安装为使得：外顶面240a高于内顶面240b。聚焦环240的内顶面240b可以位于与介电板220的顶面相同高度处。聚焦环240的内顶面240b可以支撑位于介电板220之外的基板W的边界区域。聚焦环240的外顶面240a可以环绕基板W的边界区域。聚焦环240可以控制电磁场，使得等离子体的密度可以遍布基板W均等地分散。据此，等离子体可以遍布基板W的整个区域均等地形成，由此均等地蚀刻基板W的每个区域。
底盖250可以位于基板支撑组件200下方。底盖250可以安装为与腔室620的底面间隔开。底盖250可以包括顶面为开放的空间255。底盖250的外径可以等于主体230的外径。用于移动基板W以从外部返回元件返回到静电卡盘210的左销钉模块(未示出)可以位于底盖250的内部空间255中。左销钉模块(未示出)可以放置成与底盖250间隔开。底盖250的底面可以由金属材料制成。可以对底盖250的内部空间255提供空气。由于空气具有比绝缘体更低的介电常数，因此其可以降低基板支撑组件200内的电磁场。
底盖250可以具有连接元件253。连接元件253可以将底盖250的外侧壁与腔室620的内侧壁连接。连接元件253可以包括从底盖250的外侧壁间隔开放置的多个连接元件。连接元件253可以支撑腔室620中的基板支撑组件220。此外，连接元件253可以连接到腔室620的内侧壁，由此使得底盖250可以电接地。连接到第一电源223a的第一电源线路223c、连接到第二电源225a的第二电源线路225c、连接到传热介质储存单元231a的传热介质供应线路231b以及连接到冷却流体储存单元232a的冷却流体供应线路232c可以通过连接元件253的内部空间255延伸到底盖250中。
板270可以位于静电卡盘210与底盖250之间。板270可以覆盖底盖250的上表面。板270的横截面积可以对应于主体230。板270可以包括绝缘体。在实施方式中，板270可以设置有一个或多个。板270可以增加主体230与底盖250之间的电气距离。
喷头300可以在腔室620中放置在基板支撑组件200的顶侧上。喷头300可以与基板支撑组件200相对。
喷头300可以包括气体分散板310和支撑部330。气体分散板310可以放置为与腔室620的上表面间隔开。在气体分散板310与腔室620的上表面之间可以形成规则的空间。可以通过具有恒定厚度的板形式来装配气体分散板310。气体分散板310的底面可以被极化，以防止由等离子体所产生的电弧放电。气体分散板310的横截面可以具有与基板支撑组件200相同的形式和横截面积。气体分散板310可以包括多个排气孔311。排气孔311可以垂直地穿透气体分散板310。气体分散板310可以包括金属材料。
支撑部330可以支撑气体分散板310的侧端。支撑部330的顶端可以连接到腔室620的上表面，支撑部330的底端可以连接到气体分散板310的侧端。支撑部330可以包括非金属材料。
气体供应单元400可以将工艺气体提供到腔室620内。气体供应单元400可以包括气体供应喷嘴410、气体供应线路420和气体储存单元430。气体供应喷嘴410可以安装在腔室620的中心区域中。注射喷嘴可以形成在气体供应喷嘴410的底面上。注射喷嘴可以将工艺气体供应到腔室620内。气体供应线路420可以将气体供应喷嘴410与气体储存单元430连接。气体供应线路420可以将气体储存单元430中所存储的工艺气体提供给气体供应喷嘴410。阀421可以安装在气体供应线路420上。阀421可以打开或关闭气体供应线路420，并且调整经由气体供应线路420所提供的工艺气体的量。
挡板单元500可以安装在腔室620的内侧壁与基板支撑组件200之间。挡板510可以是环形。在挡板510中可以形成多个穿透孔511。腔室620中所提供的工艺气体可以通过挡板510的穿透孔511排放到排气孔102。可以根据挡板510和穿透孔511的形状控制工艺气体的流量。
等离子体生成单元600可以使得腔室620中的工艺气体成为等离子体状态。在实施方式中，可以以ICP类型实施等离子体生成单元600。在此情况下，如图1所示，等离子体生成单元600可以包括：高频电源610，用于提供高频功率；以及电连接到高频电源并且接收高频信号的第一线圈621和第二线圈622。
第一线圈621和第二线圈622可以关于基板W对称。例如，第一线圈621和第二线圈622可以安装在腔室620的顶侧中。第一线圈621具有比第二线圈622的直径更小的直径，由此其可以放置在腔室620的顶侧内侧，并且第二线圈622可以放置在腔室620的顶侧外侧。第一线圈621和第二线圈622可以从高频电源610接收高频信号，并且将时变磁场感生到腔室，由此可以使得在腔室620中所提供的工艺气体进入等离子体状态。
用于使用所描述的基板处理装置处理基板的工艺可以描述如下。
当基板W放置在基板支撑组件200上时，可以从第一电源223a将直流电流施加到第一电极223。通过直流电流对第一电极223生成的静电力可以在第一电极223与基板W之间作用。静电力可以将基板保持在静电卡盘210上。
当将基板W保持在静电卡盘210上时，可以通过气体供应喷嘴410在腔室620中提供工艺气体。工艺气体可以通过喷头300的排气孔311均匀地分散到腔室620的内部区域。高频电源上所生成的高频功率可以施加到等离子体源，并且由此可以在腔室100中生成电磁力。电磁力可以使得基板支撑组件200与喷头300之间的工艺气体成为等离子体状态。等离子体可以被提供给基板W，并且处理基板W。等离子体可以执行蚀刻工艺。
图2是用于解释根据现有技术的基板温度控制装置的问题的示图。如图2中所描述，当需要对应于每个基板区域的加热单元和控制器时，装置的体积已经增加。此外，阻挡加热单元中的高频功率所需的滤波器是昂贵的，由此其是低效的。
图3是示出根据实施方式的基板温度控制单元700的示意图。
参考图3，基板温度控制单元700包括支撑板200、加热单元225、电源单元225a、开关单元710和控制器720。
支撑板200支撑基板W。多个加热单元225放置在支撑板200的不同区域中，并且控制基板W的温度。
电源单元225a提供功率以控制基板的温度。在实施方式中，电源单元225a可以提供AC功率。
开关单元710连接在电源单元225a与加热单元225之间。在实施方式中，开关单元710可以包括一个或多个晶体管器件。晶体管器件可以是MOSFET或BJT(双极结晶体管)。下文中解释由MOSFET构成的开关单元710。
控制器720控制开关单元710，由此控制多个基板区域的各个区域。开关单元710可以包括分别对应于多个加热单元的多个MOSFET通道。控制器720可以选择性地打开多个MOSFET通道。
在实施方式中，基板温度控制单元700可以还包括传感器单元(未描述)，用于检测基板的温度分布信息。控制器710可以根据温度分布信息而加热或冷却每个区域。控制器710可以打开与将被加热的基板区域对应的MOSFET通道。控制器710可以关闭与将被冷却的基板区域对应的MOSFET通道。
比较图2和图3，现有装置在各个区域中需要控制器和滤波器，但根据本构思的实施方式，可以使用开关单元710降低电源单元225a、控制器720和滤波器730的数量。
再次参考图3，基板温度控制单元700可以包括第一滤波器730和第二滤波器740。
第一滤波器730可以连接在电源单元225a与开关单元710之间。为了防止由于在等离子体工艺期间所需的高频功率流入电源单元225a中而产生的耦合，第一滤波器730可以阻挡流入电源单元225a中的高频功率信号。
在实施方式中，第一滤波器730可以是带通滤波器或带阻滤波器。例如，第一滤波器730可以包括可调整的电容器或可调整的电感器。
可以在开关单元710与控制器720之间设置有第二滤波器740。第二滤波器740也可以阻挡高频功率信号并且防止高频功率流入控制器720中。
在实施方式中，第二滤波器740可以包括铁氧体磁芯。铁氧体磁芯可以安装在连接开关单元710和控制器720的导线周围，由此其可以阻挡高频功率信号。
第一滤波器730和第二滤波器740阻挡高频功率信号，但可以使得从电源单元225a提供的交流功率信号通过。根据实施方式，第一滤波器730和第二滤波器740可以阻挡超过预定频率的高频功率信号，并且使得低于预定频率的交流功率信号通过。
图4和图5是用于解释根据实施方式的用于控制具有多个区域的基板W的温度的方法的示图。
参考图4，基板W可以包括第一区域A1、第二区域A2、第三区域A3以及第四区域A4。当每个区域与每个预定目标温度之间的误差取决于基板的温度分布为A1>A2>A3，并且A3的误差为0时，控制器720可以打开与第一区域和第二区域对应的MOSFET通道，并且接收功率。此外，控制器720可以在具有较大误差的第一区域中延长打开MOSFET通道的时间。
参考图5，基板W可以包括沿着基板W的圆周划分的多个区域B1、B2、B3、B4、B5。当控制多个区域时，各个表面越远离中心变得越大(B1<B2<B3<B4<B4<B5)，因此，控制器720可以延长打开对应于每个区域的MOSFET通道的时间。
图6是用于解释根据实施方式的基板温度控制单元的操作的示图。
参考图6，基板温度控制单元可以单独地控制多个基板区域H1、H2、H3、H4的温度。控制器720可以将信号提供给MOSFET器件的栅极，并且确定每个基板区域是将从电源单元225a接收功率还是将阻挡电源单元225a。因为MOSFET可以快速地打开/关闭，所以控制器720可以高效地控制多个基板区域的每个温度。
图7是示出根据实施方式的用于控制基板处理装置的方法800的示例性流程图。
参考图7，基板处理装置控制方法800包括：检测包括多个区域的基板的温度分布信息(S810)；基于温度分布信息而确定打开哪个MOSFET通道(S820)；以及基于控制器的确定而控制多个MOSFET(S830)。控制器可以选择性地将信号施加到MOSFET栅极，并且按每个区域控制多个基板区域的温度。
上述基板温度控制方法可以设置为计算机程序并且通过应用得以执行，并且存储在计算机可读记录介质中。
计算机可读记录介质可以是易失性存储器：SRAM(静态RAM)、DRAM(动态RAM)、SDRAM(同步DRAM)，或非易失性存储器：ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(电可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)、闪存、PRAM(相变RAM)、MRAM(磁RAM)、PRAM(阻性RAM)、FRAM(铁电RAM)，或软盘，或硬盘，或光学读取器(例如CD-ROM、DVD)，但不限于此。
前面的详细描述可以仅为实施方式的示例。此外，以上内容仅示出并且描述了优选实施方式，而其它实施方式可以包括各种组合、改变和环境。也就是说，本领域技术人员应理解，在不脱离在所附权利要求及其等同方案中所限定的范围原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行替代、修改和改变。此外，并非意图将该申请的范围限制为这些特定实施方式或其特定特征或益处。而是，意图使该申请的范围仅由所附权利要求及其等同方案限定。

Claims (5)

1.一种基板温度控制装置，所述基板温度控制装置用于基板处理装置，所述基板处理装置包括等离子体生成单元，所述等离子体生成单元用于使得所供应的气体成为等离子体状态，并且包括用于提供高频功率的高频电源和电连接到所述高频电源并且接收所述高频功率以感生时变磁场的多个线圈，所述基板温度控制装置包括：
支撑板，用于支撑基板；
多个加热单元，放置在所述基板的不同区域中，并且按每个区域控制所述基板的温度；
电源单元，用于提供功率以控制所述基板的温度；
开关单元，连接在所述多个加热单元与所述电源单元之间，并且包括一个或多个晶体管器件；以及
控制器，用于通过控制所述开关单元来控制提供给每个加热单元的功率，
其中，所述基板温度控制装置还包括：第一滤波器，连接在所述电源单元与所述开关单元之间，并且阻挡由所述时变磁场导致流入所述电源单元中的高频功率信号；和第二滤波器，其设置于所述开关单元与所述控制器之间，并且阻挡由所述时变磁场导致流入所述控制器中的高频功率信号，所述第二滤波器包括铁氧体磁芯，且
所述晶体管器件包括MOSFET器件，所述开关单元包括分别对应于所述多个加热单元的多个MOSFET通道，所述基板温度控制装置还包括传感器单元，用于检测所述基板的温度分布信息，其中，所述控制器根据所述温度分布信息而确定打开哪个MOSFET通道，
其中，所述电源单元提供低于预定频率的交流功率，并且所述第一滤波器和所述第二滤波器阻挡高于预定频率的高频功率信号并且使得低于预定频率的交流功率信号通过。
2.一种基板处理装置，包括：
腔室，用于在其中提供基板处理空间；
基板支撑组件，用于支撑所述基板并且放置于所述腔室内；
气体供应单元，用于在所述腔室内供应气体；
等离子体生成单元，用于使得所述气体成为等离子体状态，并且包括用于提供高频功率的高频电源和电连接到所述高频电源并且接收所述高频功率以感生时变磁场的多个线圈；以及
基板温度控制单元，用于控制所述基板的温度，
其中，所述基板温度控制单元包括：
多个加热单元，放置在所述基板的不同区域中，并且按每个区域控制所述基板的温度；电源单元，用于提供功率以控制所述基板的温度；开关单元，连接在所述多个加热单元与所述电源单元之间，并且包括一个或多个晶体管器件；和
控制器，用于通过控制所述开关单元来控制提供给每个加热单元的功率，
其中，所述基板温度控制装置还包括：第一滤波器，连接在所述电源单元与所述开关单元之间，并且阻挡由所述时变磁场导致流入所述电源单元中的高频功率信号；和第二滤波器，其设置于所述开关单元与所述控制器之间，并且阻挡由所述时变磁场导致流入所述控制器中的高频功率信号，所述第二滤波器包括铁氧体磁芯，且
所述晶体管器件包括MOSFET器件，所述开关单元包括分别对应于所述多个加热单元的多个MOSFET通道，所述基板温度控制装置还包括传感器单元，用于检测所述基板的温度分布信息，其中，所述控制器根据所述温度分布信息而确定打开哪个MOSFET通道，
其中，所述电源单元提供低于预定频率的交流功率，并且所述第一滤波器和所述第二滤波器阻挡高于预定频率的高频功率信号并且使得低于预定频率的交流功率信号通过。
3.一种用于控制根据权利要求2所述的基板处理装置的方法，包括：
检测包括多个区域的所述基板的温度分布信息；以及
基于所述温度分布信息而控制所述开关单元。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述温度分布信息而控制所述开关单元包括：基于所述温度分布信息而确定用于提供功率的区域；以及
打开与所确定的所述基板的区域对应的MOSFET通道。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述温度分布信息而控制所述开关单元包括：基于所述温度分布信息而确定用于提供功率的区域；以及
将不同信号施加到与所确定的所述基板的区域对应的MOSFET栅极以及与其余所确定的区域对应的其余MOSFET栅极。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6698560B2 (ja) * 2017-02-01 2020-05-27 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源、マイクロ波プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法
KR102411114B1 (ko) * 2017-12-19 2022-06-20 주식회사 원익아이피에스 Rf 필터부를 포함하는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
KR102242816B1 (ko) * 2018-08-13 2021-04-21 세메스 주식회사 기판 온도 제어 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102073746B1 (ko) * 2018-08-13 2020-02-05 세메스 주식회사 기판 온도 제어 장치, 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN111211029B (zh) 2018-11-21 2023-09-01 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种多区控温等离子反应器
CN111326388B (zh) * 2018-12-17 2023-02-28 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种用于基片支撑的加热装置以及等离子体处理器
CN111385915B (zh) * 2018-12-27 2022-04-26 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子反应器及其加热装置
KR102278082B1 (ko) * 2019-05-22 2021-07-19 세메스 주식회사 필터 유닛과 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US11075205B2 (en) * 2019-07-31 2021-07-27 Micron Technology, Inc. Apparatuses including conductive structures and layouts thereof
KR102323082B1 (ko) * 2019-12-30 2021-11-09 세메스 주식회사 기판 온도 제어 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102440415B1 (ko) * 2020-05-07 2022-09-13 주식회사 유진테크 다구역 온도 제어를 위한 기판 지지 어셈블리 및 그 기판 지지 어셈블리를 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템
KR102593142B1 (ko) 2020-05-19 2023-10-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 그의 페라이트 코어 온도 제어 방법
KR102578703B1 (ko) * 2020-11-24 2023-09-18 세메스 주식회사 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 온도 제어 방법
CN114883166A (zh) * 2021-02-05 2022-08-09 东京毅力科创株式会社 基片支承体和基片处理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001185679A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体スイッチ装置
CN101527262A (zh) * 2008-03-05 2009-09-09 东京毅力科创株式会社 电极单元、基板处理装置及电极单元的温度控制方法
CN102810447A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 细美事有限公司 处理基板的设备
CN103854947A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 朗姆研究公司 用于带有热控元件阵列的esc的功率切换系统
CN105280475A (zh) * 2014-07-16 2016-01-27 细美事有限公司 用于处理基板的装置和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306917A (ja) 1999-04-21 2000-11-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 基板加熱装置
KR100376879B1 (ko) 2000-11-01 2003-03-19 주식회사 하이닉스반도체 스틱킹이 없는 정전척
KR20080107473A (ko) 2004-11-04 2008-12-10 가부시키가이샤 알박 정전 척 장치
KR20070111218A (ko) 2006-05-17 2007-11-21 삼성전자주식회사 웨이퍼 척 어셈블리
US9543171B2 (en) 2014-06-17 2017-01-10 Lam Research Corporation Auto-correction of malfunctioning thermal control element in a temperature control plate of a semiconductor substrate support assembly that includes deactivating the malfunctioning thermal control element and modifying a power level of at least one functioning thermal control element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001185679A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体スイッチ装置
CN101527262A (zh) * 2008-03-05 2009-09-09 东京毅力科创株式会社 电极单元、基板处理装置及电极单元的温度控制方法
CN102810447A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 细美事有限公司 处理基板的设备
CN103854947A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 朗姆研究公司 用于带有热控元件阵列的esc的功率切换系统
CN105280475A (zh) * 2014-07-16 2016-01-27 细美事有限公司 用于处理基板的装置和方法

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