CN114554629A - 支撑单元、包括支撑单元的基板处理设备以及温度控制方法 - Google Patents

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CN114554629A CN202111396164.7A CN202111396164A CN114554629A CN 114554629 A CN114554629 A CN 114554629A CN 202111396164 A CN202111396164 A CN 202111396164A CN 114554629 A CN114554629 A CN 114554629A
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Abstract

一种支撑单元可以包括：多个加热器，所述多个加热器以矩阵形式设置在所述支撑单元中以加热基板；以及电源单元，所述电源单元用于向所述多个加热器供应电力，其中施加到所述多个加热器的电流由分别连接到所述矩阵的行和列的开关控制，并且连接到所述矩阵的所述行的所述开关包括能够控制施加到所述矩阵的所述行的电流的第一开关和与所述第一开关并联连接的第二开关。

Description

支撑单元、包括支撑单元的基板处理设备以及温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种支撑单元、一种包括所述支撑单元的基板处理设备以及一种温度控制方法。更特别地，本发明涉及包括在支撑单元中的加热器和使用连接到所述加热器的开关结构的温度控制方法。
背景技术
在使用常规微型加热器的温度控制方法的情况下，使用了感测待作为目标的加热器的电压和电流并且根据感测值计算每个加热器的电阻值以调整待施加到加热器的输出功率的方法。
在使用常规微型加热器的矩阵结构的情况下，使用不包括二极管的配置并且简单地提供电路结构。然而，存在的问题是，由于与目标加热器相邻的加热器的电流，难以准确测量目标加热器的电流，并且因此目标加热器的温度控制不准确。
发明内容
本发明致力于准确控制多个加热器之中的特定目标加热器区域中的温度。
本发明要解决的问题不限于上述问题。本领域技术人员通过本说明书和附图将清楚地理解未提及的问题。
本发明的一个示例性实施例提供了一种支撑单元。
所述支撑单元可以包括：多个加热器，所述多个加热器以矩阵形式设置在支撑单元中以加热基板；以及电源单元，所述电源单元用于向多个加热器供应电力，其中施加到多个加热器的电流由分别连接到矩阵的行和列的开关控制，并且连接到矩阵的行的开关包括能够控制施加到矩阵的行的电流的第一开关和与第一开关并联连接的第二开关。
在示例性实施例中，第二开关的一端可以与第一开关的一端并联连接，并且第二开关的另一端可以接地。
在示例性实施例中，第一开关和第二开关可以分别连接到矩阵的每一行。
在示例性实施例中，支撑单元还可以包括第三开关，所述第三开关分别连接到矩阵的列。
在示例性实施例中，支撑单元还可以包括控制单元，所述控制单元用于控制第一开关、第二开关和第三开关的接通/断开。
在示例性实施例中，控制单元可以连接与目标加热器连接的行的第一开关和与目标加热器连接的列的第三开关，以测量包括在矩阵中的目标加热器的电流。
在示例性实施例中，控制单元可以控制不与目标加热器连接的其他行的第二开关被连接。
在示例性实施例中，控制单元可以控制连接到包括在矩阵中的多个行中的每一行的第一开关和第二开关中的任一者被连接。
在示例性实施例中，控制单元可以控制对应于多个行的数量的第一开关中的仅一个被连接，并且控制其余行中的第二开关被连接。
本发明的另一个示例性实施例提供了一种基板处理设备。
所述基板处理设备可以包括：处理腔室，所述处理腔室具有处理空间；支撑单元，所述支撑单元将基板支撑在处理空间中；气体供应单元，所述气体供应单元将处理气体供应到处理空间；以及等离子体源，所述等离子体源由处理气体产生等离子体，其中支撑单元可以包括多个加热器，所述多个加热器以矩阵形式设置在支撑单元中以加热基板；电源单元，所述电源单元用于向多个加热器供应电力，其中施加到多个加热器的电流由分别连接到矩阵的行和列的开关控制，并且连接到矩阵的行的开关包括能够控制施加到矩阵的行的电流的第一开关和与第一开关并联连接的第二开关。
本发明的又一个示例性实施例提供了一种使用支撑单元对基板执行温度控制的方法。
所述方法可以包括以下步骤：选择待作为目标而被控制的加热器的区域作为目标加热器；控制开关以使得电流仅在所选择的加热器的区域中流动；测量在所选择的加热器的区域中流动的电流值以检查所选择的加热器的区域的温度；以及控制所选择的加热器的区域的温度。
在示例性实施例中，控制开关以使得电流仅在所选择的加热器的区域中流动可以在于：控制与目标加热器连接的行的第一开关被连接并控制与目标加热器连接的列的第三开关被连接。
在示例性实施例中，控制开关以使得电流仅在所选择的加热器的区域中流动可以在于：控制不与目标加热器连接的其他行的第二开关被连接。
在示例性实施例中，测量在所选择的加热器的区域中流动的电流值以检查所选择的加热器的区域的温度可以在于：基于所测量的电流值计算电阻值以测量温度。
在示例性实施例中，控制所选择的加热器的区域的温度可以在于：控制加热器区域的输出功率被调整。
本发明的另一个示例性实施例提供了一种使用支撑单元对基板执行温度控制的方法。
所述方法可以包括以下步骤：设置要控制温度的加热器区域作为目标加热器并且设置目标加热器的目标功率；控制开关以使得电流仅在所选择的加热器的区域中流动；测量在所选择的加热器的区域中流动的电流值以检查所选择的加热器的区域的温度；以及检查是否使加热器区域的温度与目标功率相匹配。
在示例性实施例中，所述方法还可以包括：当加热器区域的温度不匹配时通过反馈控制来控制加热器区域的温度。
根据本发明，可以测量期望的目标加热器中的电流以计算温度并执行闭环控制以执行准确的温度控制。
本发明的效果不限于前述效果。根据本说明书和附图，本领域技术人员将清楚地理解未提及的效果。
附图说明
图1A和图1B是示出根据本发明的示例性实施例的腔室的示意性配置的图示。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的基板处理设备的配置的图示。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的支撑单元的分解透视图的图示。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的加热器矩阵的结构的图示。
图5是根据本发明的示例性实施例的用于描述通过控制加热器矩阵的开关来测量目标加热器的电流的图示。
图6示出根据本发明的示例性实施例的用于描述测量目标加热器的电流的等效电路。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的温度控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图在下文更全面地描述本发明的示例性实施例，在所述附图中示出本发明的示例性实施例。然而，本发明可以被不同地实施并且不限于以下示例性实施例。在本发明的以下描述中，省略了对并入本文的已知功能和配置的详细描述，以避免使本发明的主题不清楚。此外，对于具有类似功能和作用的部件，在整个附图中使用相同的附图标记。
除非明确地相反地描述，否则术语“包括”任何部件将被理解为暗示包括所陈述的元件，但不排除任何其他元件。应当了解，术语“包括”和“具有”旨在指定存在特性、数量、步骤、操作、组成元件以及说明书中所描述的部件或它们的组合，但是并不排除预先存在或添加一个或多个其他特性、数量、步骤、操作、组成元件以及部件或它们的组合的可能性。
本文所使用的单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。因此，为了更清楚地描述，附图中元件的形状、大小等可能被夸大。
诸如第一和第二的术语用于描述各种组成元件，但是所述组成元件不受术语的限制。术语仅仅是用于将一个组成元件与另一个组成元件进行区分。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一组成元件可以称为第二组成元件，并且类似地，第二组成元件可以称为第一组成元件。
本文所使用的“单元”可以指硬件部件诸如软件、FPGA或ASIC，作为用于处理至少一个功能或操作的单元。然而，“单元”的含义不限于软件或硬件。“单元”可以被配置为位于可寻址存储介质上并且可以被配置为回放一个或多个处理器。
作为一个示例，“单元”包括部件，诸如软件部件、面向对象的软件部件、类部件和任务部件、进程、函数、属性、规程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组以及变量。由部件和‘单元’提供的功能可以由多个部件和‘单元’单独执行，或者可以与其他附加部件集成。
在下文中，将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。可以以各种形式修改本发明的示例性实施例，并且不应将本发明的范围解释为限于下文描述的示例性实施例。将提供示例性实施例以向本领域技术人员更完整地描述本发明。因此，附图中的部件的形状等将被夸大以强调更清楚的描述。
图1A和图1B是示出根据本发明的示例性实施例的腔室的示意性配置的图示。
如图1A和图1B所示，等离子体腔室100可以包括电极110a和110b，RF信号被施加到所述电极。电极110a和110b可以将电能传输到腔室，使得要被引入腔室中的气体被电离并变成等离子体状态。图1A所示的电极110a和110b示出电容耦合等离子体(CCP)源的示例，所述CCP源被设置成使得腔室中的两个电极板彼此面对。CCP源可以使用电容电场将电能传输到引入腔室中的气体的电子。CCP源可以具有RF电源连接到两个电极板的形式，但是根据示例性实施例，RF电源也可以仅连接到两个电极板的上部电极板。图1B所示的电极110c示出电感耦合等离子体(ICP)源的示例，所述ICP源由缠绕在腔室100外部的电感线圈组成。由于等离子体产生装置单独耦合到腔室的上部部分，因此ICP源可以将引入腔室中的气体改变成等离子体状态，并以下游方法将等离子体提供到腔室。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的基板处理设备的配置的图示。
参考图2，基板处理设备10使用等离子体来处理基板S。例如，基板处理设备10可以对基板S执行蚀刻过程。基板处理设备10可以包括腔室100、基板支撑单元200、等离子体产生单元300、气体供应单元400以及挡板单元500。
腔室100可以提供在其中执行基板处理过程的处理空间。在腔室100中可以具有处理空间并且腔室100可以以封闭的形状提供。腔室100可以设置有金属材料。腔室100可以设置有铝材料。腔室100可以接地。排气孔102可以形成在腔室100的底表面中。排气孔102可以与排气管线151连接。在处理过程中产生的反应副产物以及留在腔室的内部空间中的气体可以经由排气管线151排放到外部。腔室100的内部可以通过排气过程以预先确定的压力减压。
根据一个示例，内衬130可以设置在腔室100中。内衬130可以具有带有开放的上表面和下表面的圆柱形形状。内衬130可以被设置成与腔室100的内表面接触。内衬130保护腔室100的内壁以防止腔室100的内壁被电弧放电损坏。此外，可以防止在基板处理过程期间产生的杂质沉积在腔室100的内侧壁上。
基板支撑单元200可以位于腔室100内部。基板支撑单元200可以支撑基板S。基板支撑单元200可以包括用于使用静电力吸附基板S的静电卡盘210。与此不同，基板支撑单元200可以以诸如机械夹紧的各种方法来支撑基板S。在下文中，将描述包括静电卡盘210的基板支撑单元200。
基板支撑单元200可以包括静电卡盘210、下盖250以及板270。基板支撑单元200在腔室100内部可以与腔室100的底表面间隔开。
静电卡盘210可以包括电介质板220、主体230以及聚焦环240。静电卡盘210可以支撑基板S。电介质板220可以位于静电卡盘210的上端处。电解质板220可以被提供为盘状电解质物质。基板S可以放置在电介质板220的上表面上。电介质板220的上表面可以具有比基板S更小的半径。因此，基板S的边缘区域可以位于电介质板220外部。
在电介质板220中可以包括第一电极223、加热器225以及第一供应流动通道221。第一供应流动通道221可以设置在从电解质板210的上表面到底表面上。多个第一供应流动通道221可以彼此间隔开，并且可以被提供为通过其将热传递介质供应到基板S的下表面的通路。
第一电极223可以电连接到第一电源223a。第一电源223a可以包括DC电源。开关223b可以设置在第一电极223与第一电源223a之间。第一电极223可以通过开关223b的接通/断开来电连接到第一电源223a。当开关223b接通时，直流可以被施加到第一电极223。通过施加到第一电极223的电流在第一电极223与基板S之间施加静电力，并且可以通过静电力将基板S吸附到电介质板220。加热器225可以位于第一电极223的下部部分中。加热器225可以电连接到第二电源225a。加热器225可以通过抵抗施加到第二电源225a的电流来产生热量。所产生的热量可以通过电介质板220传输到基板S。可以通过在加热器225中产生的热量将基板S维持在预先确定的温度下。加热器225可以包括螺旋线圈。
主体230可以位于电解质板220的下部部分处。电介质板220的下表面和主体230的上表面可以通过粘合剂236彼此粘附。主体230可以设置有铝材料。主体230的上表面可以是阶梯状的，使得中心区域高于边缘区域。主体230的上表面的中心区域具有对应于电介质板220的下表面的区域，并且可以粘附到电介质板220的下表面。在主体230中可以形成有第一循环流动通道231、第二循环流动通道232以及第二供应流动通道233。
第一循环流动通道231可以被提供为用于循环热传递介质的通路。第一循环流动通道231可以以螺旋形状形成在主体230内部。替代地，第一循环流动通道231可以被设置成使得具有不同半径的环形流动通道具有相同的中心。相应的第一循环流动通道231可以彼此连通。第一循环流动通道231可以在相同高度处形成。
第二循环流动通道232可以被提供为用于循环冷却流体的通路。第二循环流动通道232可以以螺旋形状形成在主体230内部。替代地，第二循环流动通道232可以被设置成使得具有不同半径的环形流动通道具有相同的中心。相应的第二循环流动通道232可以彼此连通。第二循环流动通道232可以具有比第一循环流动通道231更大的横截面积。第二循环流动通道232可以在相同高度处形成。第二循环流动通道232可以位于第一循环流动通道231下方。
第二供应流动通道233从第一循环流动通道231向上延伸并且可以被提供为主体230的上表面。第二供应流动通道243以对应于第一供应流动通道221的数量提供，并且可以将第一循环流动通道231和第一供应流动通道221彼此连接。
第一循环流动通道231可以经由热传递介质供应管线231b连接到热传递介质储存单元231a。热传递介质可以储存在热传递介质储存单元231a中。热传递介质可以包括惰性气体。根据一个示例性实施例，热传递介质可以包括氦(He)气。氦气通过供应管线231b供应到第一循环流动通道231，并且可以通过第二供应流动通道233和第一供应流动通道221依次供应到基板S的下表面。氦气可以用作以等离子体形式将传输到基板S的热量传输到静电卡盘210的介质。
第二循环流动通道232可以经由冷却流体供应管线232c连接到冷却流体储存单元232a。冷却流体可以储存在冷却流体储存单元232a中。冷却器232b可以设置在冷却流体储存单元232a中。冷却器232b可以将冷却流体冷却至预先确定的温度。与此不同，冷却器232b可以设置在冷却流体供应管线232c上。通过冷却流体供应管线232c供应到第二循环流动通道232的冷却流体可以沿着第二循环流动通道232循环并且使主体230冷却。主体230在冷却时可以使电介质板220和基板S一起冷却，以将基板S维持到预先确定的温度。
主体230可以包括金属板。根据一个示例性实施例，整个主体230可以被提供为金属板。主体230可以电连接到第三电源235a。第三电源235a可以被提供为用于产生高频电力的高频电源。高频电源可以包括RF电源。主体230可以从第三电源235a接收高频电力。因此，主体230可以用作电极，即，下部电极。
环构件240可以设置在静电卡盘210的边缘区域中。环构件240具有圆环形状并且可以沿着电解质板220的圆周设置。特别地，环构件240可以由包括聚焦环的多个环组成。特别地，环构件240的上表面可以是阶梯状的，使得外部部分240a高于内部部分240b。环构件240的上表面的内部部分240b可以位于与电介质板220的上表面相同的高度处。环构件240的上表面的内部部分240b可以支撑位于电介质板220外部的基板S的边缘区域。环构件240的外部部分240a可以被设置成围绕基板S的边缘区域。环构件240可以控制电磁场，使得等离子体密度均匀地分布在基板S的整个区域中。因此，等离子体可以跨基板S的整个区域均匀地形成，使得可以均匀地蚀刻基板S的蚀刻区域。
下盖250可以位于基板支撑单元200的下端处。下盖250可以被定位成与腔室100的底表面向上间隔开。下盖250可以形成有空间255，在所述空间中具有开放的上表面。下盖250的外半径可以被设置成具有与主体230的外半径相同的长度。在下盖250的内部空间255中，可以定位提升销模块(未示出)等，所述提升销模块使待传递的基板S从外部传递构件移动到静电卡盘210。提升销模块(未示出)可以被定位成与下盖250间隔开预先确定的间隔。下盖250的下表面可以设置有金属材料。下盖250的内部空间255可以设置有空气。由于空气具有比绝缘体更低的介电常数，因此空气可以用于减小基板支撑单元200内部的电磁场。
下盖250可以具有连接构件253。连接构件253可以将下盖250的外表面和腔室100的内壁彼此连接。多个连接构件253可以以多个间隔设置在下盖250的外表面上。连接构件253在腔室100内部可以支撑基板支撑单元200。此外，连接构件253连接到腔室100的内壁，使得下盖250电接地。与第一电源223a连接的第一电源线223c、与第二电源225a连接的第二电源线225c、与第三电源235a连接的第三电源线235c、连接到热传递介质储存单元231a的热传递介质供应管线231b、以及与冷却流体储存单元232a连接的冷却流体供应管线232c等可以通过连接构件253的内部空间255延伸到下盖250的内部。
板270可以位于静电卡盘210与下盖250之间。板270可以覆盖下盖250的上表面。板270可以以对应于主体230的横截面积提供。板270可以包括绝缘体。根据一个示例性实施例，可以提供一个或多个板270。板270可以用于增大主体230与下盖250之间的电气距离。
等离子体产生单元300可以将腔室100中的处理气体激发成等离子体状态。等离子体产生单元300可以使用电容耦合等离子体类型等离子体源。当使用CCP类型等离子体源时，上部电极330和下部电极230(即，主体)可以包括在腔室100中。上部电极330和下部电极230可以彼此上下平行地设置，处理空间插入在它们之间。上部电极330以及下部电极230也可以通过接收RF电源310的RF信号来接收用于产生等离子体的能量，并且施加到每个电极的RF信号的数量不限于如图所示的数量。在两个电极之间的空间中形成电场，并且供应到所述空间的处理气体可以被激发成等离子体状态。使用该等离子体执行基板处理过程。已经描述了本文所描述的CCP类型，但不限于此，并且等离子体产生单元300可以被配置为电感耦合等离子体(ICP)类型。
等离子体产生单元300可以设置有气体分散板。尽管图中未示出，但是气体分散板可以设置成与腔室100的上表面间隔开预先确定的距离。气体分散板可以通过形成在腔室100的上表面的边缘上的支撑单元固定。气体分散板可以设置为具有恒定厚度的板形状。气体分散板的下表面可以被极化以防止由等离子体产生的电弧。气体分散板的横截面积可以被设置成与基板支撑单元200的横截面积相同。气体分散板包括多个注入孔。注入孔可以在垂直方向上穿透气体分散板的上表面和下表面。气体分散板310可以包含金属材料。金属材料的气体分散板310可以执行作为上部电极的功能。
气体供应单元400可以将处理气体供应到腔室100中。气体供应单元400可以包括气体供应喷嘴410、气体供应管线420以及气体储存单元430。气体供应单元410可以设置在腔室100的上表面的中心处。注入端口可以形成在气体供应喷嘴410的下表面上。注入端口可以将处理气体供应到腔室100中。气体供应管线420可以将气体供应喷嘴410和气体储存单元430彼此连接。气体供应管线420可以将储存在气体储存单元430中的处理气体供应到气体供应喷嘴410。气体供应管线420可以设置有阀421。阀421可以打开或关闭气体供应管线420，并且调整通过气体供应管线420供应的处理气体的流率。
挡板单元500可以位于腔室100的内壁与基板支撑单元200之间。挡板510可以设置为圆环形状。多个通孔511可以形成在挡板510中。腔室100中所提供的处理气体可以通过挡板510的通孔511排出到排气孔102。可以根据挡板510的形状和通孔511的形状来控制处理气体的流动。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的支撑单元200的分解透视图的图示。
在根据图3的支撑单元200中，将省略在上述图2的支撑单元200中描述的部件的描述。根据图3，根据本发明的支撑单元200还可以包括控制板290、连接板280以及连接电极单元227。
根据本发明的控制板290可以控制包括在根据本发明的支撑单元200中的以矩阵结构连接到加热器230的第一开关231、第二开关232以及第三开关233。在示例性实施例中，根据本发明的控制板290可以包括将在下文描述的控制单元。控制板290可以产生用于控制包括在根据本发明的支撑单元200中的以矩阵结构连接到加热器230的第一开关231、第二开关232以及第三开关233的控制信号，并且施加所述控制信号。控制信号可以是数字信号，例如接通/断开信号。控制板290可以使用硬件、软件或它们的组合来实施为计算机或与其类似的装置。
在硬件中，控制板290可以被实施为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、微控制器、微处理器或用于执行与其类似的控制功能的电子装置。
在软件中，控制板290可以根据一种或多种编程语言实施为软件代码或软件应用程序。软件可以由以硬件实施的控制器执行。此外，也可以从诸如服务器等的外部装置传输并提供软件作为上述硬件配置。
在示例性实施例中，连接板280可以设置在加热器225与控制板290之间。在示例性实施例中，连接电极单元227可以将加热器225、控制板290和连接板280彼此电连接。
根据本发明的支撑单元200可以包括以矩阵形式设置在支撑单元200中以加热基板的多个加热器225、将电力供应到多个加热器225的电源单元225a以及连接到加热器矩阵的行和列的开关231、232和233。根据本发明的支撑单元200还可以包括控制单元290，所述控制单元用于控制连接到加热器矩阵的行和列的开关231、232和233的接通/断开。
在下文中，将通过电路图详细地描述根据本发明的加热器225矩阵的连接结构和控制方法。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的加热器225矩阵的结构的图示。
参考图4，根据本发明的加热器225矩阵可以包括以矩阵结构布置的多个加热器225’、225”、225”’、225””……以及分别连接到多个加热器225的开关2251、2252和2253。在本发明的示例性实施例中，根据本发明的加热器矩阵可以设置成基于行和列布置。加热器矩阵具有多个行和多个列，并且加热器225’、225”、225”’、225””……可以连接到它们的交叉点。
在本发明的示例性实施例中，本发明的支撑单元200可以包括连接到矩阵的行的第一开关2251和第二开关2252以及连接到矩阵的列的第三开关2253。
参考图4，加热器225矩阵的每一行可以与能够控制施加到矩阵的行的电流的第一开关2251连接。加热器225矩阵的每一行可以与第二开关2252连接，所述第二开关与能够控制施加到矩阵的行的电流的第一开关2251并联连接。
第一开关2251和第二开关2252连接到加热器225矩阵的每一行。在示例性实施例中，当向加热器225矩阵提供四个行时，可以提供总共四个第一开关2251a、2251b、2251c和2251d以及四个第二开关2252a、2252b、2252c和2252d。在示例性实施例中，当向加热器225矩阵提供n个行时，可以提供总共n个第一开关2251a、……、2251n和n个第二开关2252a、……、2252n。也就是说，在本发明的示例性实施例中，第一开关2251和第二开关2252可以分别针对矩阵的每一行进行连接。
在示例性实施例中，第二开关2252的一端与第一开关2251的一端并联连接，并且第二开关2252的另一端可以接地。
本发明的支撑单元还可以包括连接到矩阵的每一列的第三开关2253。可以以与矩阵的列数相同的数量来提供第三开关2253。
尽管图4未示出，但是根据本发明的支撑单元200还可以包括用于控制第一开关2251、第二开关2252和第三开关2253的接通/断开的控制单元290。根据本发明的控制单元可以将连接到目标加热器225的行的第一开关2251和连接到目标加热器225的列的第三开关2253连接，以便测量包括在矩阵中的目标加热器225的电流。根据本发明的控制单元可以控制不与目标加热器225连接的其他行的第二开关2252被连接。因此，存在被配置为使得电流仅在目标加热器225中流动的效果，并且因此，存在使得能够在目标加热器225中进行准确电流测量的效果。
更详细地，下文将参考图5描述控制单元的控制方法。
可以在以矩阵形式布置的多个加热器225之中设置目标加热器225’。根据本发明的控制单元可以控制与目标加热器225’连接的行的第一开关2251a被接通。此外，根据本发明的控制单元可以控制连接到除与目标加热器225’连接的行之外的其余行的所有第二开关2252b、2252c和2252d被接通。
此外，根据本发明的控制单元可以控制与目标加热器225’连接的行的第三开关2253a被接通。
也就是说，根据本发明的控制单元可以控制与目标加热器225’连接的行的第一开关2251a被接通，控制连接到除与目标加热器225’连接的行之外的其余行的第二开关2252b、2252c和2252d被接通，并且控制与目标加热器225’连接的行的第三开关2253a被接通，从而控制电流仅流过多个加热器之中的目标加热器225’。也就是说，根据本发明的控制单元可以控制针对包括在加热器矩阵中的多个行中的每一个连接的第一开关2251a和第二开关2252a中的任一者被连接，并且控制单元可以控制对应于多个行的数量的第一开关2251a、2251b、2251c和2251d中的仅任一者被连接并控制其余行中的第二开关2252被连接。因此，控制单元可以控制电流仅流过多个加热器之中的目标加热器225’，并且测量不穿过多个加热器之中除目标加热器225’之外的其余加热器的电流值。
在图4和图5的示例性实施例中，在测量电流的过程中，连接到加热器225矩阵的每一行的成对的第一开关2251和第二开关2252可以由加热器225矩阵中的行数提供。在图4和图5的示例性实施例中，可以提供四对第一开关2251和第二开关2252，并且在包括在四对中的四个第一开关2251和四个第二开关2252之中，可以接通一个第一开关2251a并且可以接通三个第二开关2252b、2252c和2252d。
在本发明中，第二开关2252b、2252c和2252d连接到不与目标加热器225’连接的其余行中的加热器，使得可以控制在其余行中流动的电流被连接为接地。
在示例性实施例中，第一开关2251可以是电力供应开关。在示例性实施例中，第二开关2252可以是电力阻断开关。在示例性实施例中，第三开关2253可以是电力返回开关。
在使用根据本发明的加热器225的结构的情况下，由于除了目标加热器225’之外还有电流流动，但是流动到下部开关的电流对应于仅穿过目标加热器225’的电流，因此使用所述电流可以准确地计算期望的目标加热器225’的热值和温度。
图6示出根据本发明的示例性实施例的用于描述测量目标加热器225’的电流的等效电路。
图6以等效电路示出根据图5的矩阵加热器的电路结构。如图5所示，当设置一个目标加热器225’时，在最左侧所示的目标加热器225’中流动的电流仅供应到期望的目标加热器225’的单元，以通过测量电压和电流来计算通过目标加热器225’的电阻的温度。当每个加热器中的电阻被假设为R时，如下所示。
因此，通过进行不能在相关技术中应用的反馈回路的配置，存在使得能够实现精确温度控制的效果。
通过等效电路，电阻可以通过以下方程来计算。
Figure BDA0003370418930000141
Figure BDA0003370418930000142
Figure BDA0003370418930000143
Figure BDA0003370418930000144
图7是示出根据本发明的示例性实施例的温度控制方法的流程图。
根据本发明的温度控制方法，测量流过目标加热器225’的电流，并且因此，可以计算电阻值。此外，作为结果，可以计算目标加热器225’的区域中的温度并将所述温度彼此进行比较以调整目标加热器225’处的输出功率。
也就是说，在根据本发明的温度控制方法中，可以执行在目标加热器225’处的目标电流测量和电阻值计算。这表明，目标电流可以被控制成通过根据本发明的开关结构中的开关控制供应到仅目标加热器225’，从而计算温度并调整目标加热器225’的输出功率。
控制单元的开关控制可以被执行以连接与目标加热器225’连接的行的第一开关2251并连接与目标加热器225’连接的列的第三开关2253，并且被执行以断开连接到目标加热器225’的第二开关2252并接通连接到除目标加热器225’之外的其余行的第二开关2252。因此，可以控制电流在所选择的目标加热器225’的区域中流动。
根据本发明的第一示例性实施例的温度控制方法，待作为目标而被控制的加热器的区域被选择为目标加热器225’，控制开关以使得电流仅在所选择的加热器225’的区域中流动，并且然后测量在所选择的加热器225’的区域中流动的电流值，从而检查所选择的加热器225’的区域的温度，并且然后控制所选择的加热器225’的区域的温度。
根据本发明的第二示例性实施例的温度控制方法，要控制温度的加热器区域被设置为目标加热器225’，设置目标加热器225’的目标功率，并且然后控制开关以使得电流仅在所选择的加热器225’的区域中流动，并且测量在所选择的加热器225’的区域中流动的电流值，从而检查所选择的加热器225’的区域的温度，并且然后检查是否使加热器225’的区域的温度与目标功率相匹配。此时，当加热器225’的区域的温度不匹配时，温度控制方法可以包括控制加热器225’的区域的温度。
应当理解，示例性实施例被呈现以帮助理解本发明，并且本发明的范围不受限制，并且本发明的各种修改的示例性实施例包括在本发明的范围内。本发明所提供的图只是本发明的最佳示例性实施例的说明。本发明的技术保护范围应由所附权利要求的技术思想所决定，并且应当理解，本发明的技术保护范围不限于所附权利要求中的文字公开本身，但技术价值对本发明的等效范围有实质性影响。

Claims (20)

1.一种支撑单元，包括：
多个加热器，所述多个加热器以矩阵形式设置在所述支撑单元中以加热基板；以及
电源单元，所述电源单元用于向所述多个加热器供应电力，
其中施加到所述多个加热器的电流由分别连接到所述矩阵的行和列的开关控制，并且
连接到所述矩阵的所述行的所述开关包括能够控制施加到所述矩阵的所述行的电流的第一开关和与所述第一开关并联连接的第二开关。
2.根据权利要求1所述的支撑单元，其中，所述第二开关的一端与所述第一开关的一端并联连接，并且所述第二开关的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的支撑单元，其中，所述第一开关和所述第二开关分别连接到所述矩阵的每一行。
4.根据权利要求3所述的支撑单元，还包括：
第三开关，所述第三开关分别连接到所述矩阵的列。
5.根据权利要求4所述的支撑单元，还包括：
控制单元，所述控制单元用于控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的接通/断开。
6.根据权利要求5所述的支撑单元，其中，所述控制单元连接与目标加热器连接的所述行的所述第一开关和与所述目标加热器连接的所述列的所述第三开关，以测量包括在所述矩阵中的所述目标加热器的电流。
7.根据权利要求6所述的支撑单元，其中，所述控制单元控制不与所述目标加热器连接的其他行的所述第二开关被连接。
8.根据权利要求5所述的支撑单元，其中，所述控制单元控制连接到所述矩阵中包括的所述多个行中的每一行的所述第一开关和所述第二开关中的任一者被连接。
9.根据权利要求8所述的支撑单元，其中，所述控制单元控制与所述多个行的数量对应的所述第一开关中的仅一个被连接，并且控制其余行中的所述第二开关被连接。
10.一种基板处理设备，包括：
处理腔室，所述处理腔室具有处理空间；
支撑单元，所述支撑单元将基板支撑在所述处理空间中；
气体供应单元，所述气体供应单元将处理气体供应到所述处理空间；以及
等离子体源，所述等离子体源由所述处理气体产生等离子体，
其中所述支撑单元包括：
多个加热器，所述多个加热器以矩阵形式设置在所述支撑单元中以加热基板；
电源单元，所述电源单元用于向所述多个加热器供应电力；并且
其中施加到所述多个加热器的电流由分别连接到所述矩阵的行和列的开关控制，
连接到所述矩阵的所述行的所述开关包括能够控制施加到所述矩阵的所述行的电流的第一开关和与所述第一开关并联连接的第二开关。
11.根据权利要求10所述的基板处理设备，其中，所述第二开关的一端与所述第一开关的一端并联连接，并且所述第二开关的另一端接地。
12.根据权利要求11所述的基板处理设备，其中，所述第一开关和所述第二开关分别连接到所述矩阵的每一行。
13.根据权利要求12所述的基板处理设备，其中，所述支撑单元还包括第三开关，所述第三开关分别连接到所述矩阵的列。
14.根据权利要求13所述的基板处理设备，其中，所述支撑单元还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的接通/断开。
15.根据权利要求14所述的基板处理设备，其中，所述控制单元控制与目标加热器连接的所述行的所述第一开关被连接、控制与所述目标加热器连接的所述列的所述第三开关被连接并且控制不与所述目标加热器连接的其他行的所述第二开关被连接，以测量包括在所述矩阵中的所述目标加热器的电流。
16.一种使用根据权利要求5所述的支撑单元执行基板的温度控制的方法，所述方法包括以下步骤：
选择待作为目标而被控制的加热器的区域作为目标加热器；
控制开关以使得电流仅在所选择的加热器的所述区域中流动；
测量在所选择的加热器的所述区域中流动的电流值以检查所选择的加热器的所述区域的温度；以及
控制所选择的加热器的所述区域的温度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，控制所述开关以使得所述电流仅在所选择的加热器的所述区域中流动在于：控制与所述目标加热器连接的所述行的所述第一开关被连接并控制与所述目标加热器连接的所述列的所述第三开关被连接。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所述开关以使得所述电流仅在所选择的加热器的所述区域中流动在于：控制不与所述目标加热器连接的其他行的所述第二开关被连接。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，测量在所选择的加热器的所述区域中流动的所述电流值以检查所选择的加热器的所述区域的所述温度在于：基于所测量的电流值计算电阻值以测量所述温度。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，控制所选择的加热器的所述区域的所述温度在于：控制所述加热器区域的输出功率被调整。
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