CN115885371A - 用于对基板的温度控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制基板支撑组件的温度的方法。向嵌入在该基板支撑组件的分区中的加热元件供应第一直流(DC)功率，该基板支撑组件被包括在处理腔室中。测量跨该加热元件的电压。类似地，测量流过该加热元件的电流。基于跨该加热元件的该电压和流过该加热元件的该电流来确定该基板支撑组件的该分区的温度。确定该分区的所确定的温度与该分区的目标温度之间的温度差异。至少部分地基于该温度差异来确定向该加热元件递送以实现该目标温度的第二DC功率。向该加热元件供应该第二DC功率以使得该分区的该温度被修改为该目标温度。

Description

用于对基板的温度控制的方法和系统
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及电子装置制造，尤其涉及用于对基板的温度控制的系统和用于使用该系统的方法。
背景技术
由于基板和/或围绕基板的环境的温度控制不良，所以可能在处理基板期间发生缺陷。例如，在蚀刻工艺期间，整个基板的表面上的温度的差异可能导致整个基板的表面上蚀刻掉不均匀的材料量。在另一个示例中，在沉积工艺期间，整个基板的表面上的温度的差异可能导致整个基板的表面上的材料沉积不均匀。温度测量的准确度促进了精确地控制基板的温度的能力。目前的技术依赖嵌入在处理期间支撑基板的基板支撑组件内的温度传感器(例如热电偶)来确定基板的温度。然而，来自所嵌入的温度传感器的反馈信息的传输延迟和其他缺陷妨碍了对基板的温度的准确、实时的测量。另外，典型的基板支撑组件包括比基板支撑组件的各分区(zone)更少的所嵌入的温度传感器。例如，基板支撑组件可以包括五个或更多个分区以及少到两个的所嵌入的温度传感器。结果是，依赖一个所嵌入的温度传感器来测量基板支撑组件的两个或更多个分区的温度，这妨碍了对基板支撑组件的每个分区的准确、实时的温度测量。
发明内容
所述的实施方式中的一些实施方式涵盖了一种方法，该方法包括以下步骤：向嵌入在基板支撑组件的分区中的加热元件供应第一直流(DC)功率，该基板支撑组件被包括在处理腔室中。该方法进一步包括以下步骤：测量跨该加热元件的电压和流过该加热元件的电流。该方法进一步包括以下步骤：基于跨该加热元件的该电压和流过该加热元件的该电流，确定该基板支撑组件的该分区的温度。该方法进一步包括以下步骤：确定向该加热元件递送以实现目标温度的第二DC功率。该方法进一步包括以下步骤：向该加热元件供应该第二DC功率以使得该分区的该温度被修改为该目标温度。
在一些实施方式中，一种设备包括：DC电源，可操作地耦接到嵌入在基板支撑组件的分区中的加热元件，该基板支撑组件被包括在处理腔室中。该设备进一步包括：控制器，可操作地耦接到该加热元件和该DC电源。该控制器被构造成用以使得该DC电源向该加热元件供应第一DC功率。该控制器被进一步构造成用以：测量跨该加热元件的电压和流过该加热元件的电流。该控制器被进一步构造成用以：基于跨该加热元件的该电压和流过该加热元件的该电流，确定该基板支撑组件的该分区的温度。该控制器被进一步构造成用以：基于该分区的所确定的温度，确定该分区的目标温度。该控制器被进一步构造成用以：确定向该加热元件递送以实现该目标温度的第二DC功率。该控制器被进一步构造成用以：使得该DC电源向该加热元件供应该第二功率以使得该分区的该温度被修改为该目标温度。
在一些实施方式中，一种电子装置制造系统包括：处理腔室，包括基板支撑组件。该基板支撑组件包括一个或多个加热元件，每个所述加热元件都嵌入到该基板支撑组件的分区中。该电子装置制造系统进一步包括：DC电源，被构造成用以向每个加热元件供应DC功率。该电子装置制造系统进一步包括：控制器，可操作地耦接到每个加热元件、该DC电源和该系统控制器。该控制器被构造成用以：使得该DC电源向所述一个或多个加热元件中嵌入到该基板支撑组件的对应的分区中的加热元件供应第一DC功率。该控制器被进一步构造成用以：测量跨该加热元件的电压和流过该加热元件的电流。该控制器被进一步构造成用以：基于跨该加热元件的该电压和流过该加热元件的该电流，确定该基板支撑组件的该对应的分区的温度。该控制器被进一步构造成用以：基于该对应的分区的所确定的温度，确定该对应的分区的目标温度。该控制器被进一步构造成用以：确定向该加热元件递送以实现该目标温度的第二DC功率。该控制器被进一步构造成用以：使得该DC电源向该加热元件供应该第二功率以使得该对应的分区的该温度被修改为该目标温度。
附图说明
通过示例的方式而非限制的方式在附图的各图中绘示本公开内容，在所述附图中，类似的参考符号指示类似的元件。应注意，在此公开内容中对于“一种”或“一个”实施方式的不同指称不一定指同一实施方式，并且此类指称意指至少一个。
图1是依据本公开内容的各方面具有基板支撑组件的一个实施方式的处理腔室的横截示意侧视图。
图2是依据本公开内容的各方面详述基板支撑组件的各部分的部分横截示意侧视图。
图3是依据本公开内容的各方面连接到温度控制器的基板支撑组件的部分横截示意侧视图。
图4是依据本公开内容的各方面用于控制基板支撑组件的分区的温度的方法的流程图。
图5是依据本公开内容的各方面用于确定基板支撑组件的分区的温度的方法的流程图。
图6是依据本公开内容的各方面用于确定向基板支撑组件的加热元件递送的DC功率的方法的流程图。
图7是依据本公开内容的各方面用于重新校准(re-calibrating)加热元件的所确定的电阻与包括该加热元件的分区的温度之间的关系方法的流程图。
图8是依据某些实施方式绘示计算机系统的方块图。
具体实施方式
本文中所述的实现方式提供了一种用于在处理腔室处的处理期间对基板进行温度控制的温度控制器。可以将温度控制器构造成用以向嵌入在在处理期间支撑基板的基板支撑组件内的一个或多个加热元件提供功率。可以将一个或多个加热元件嵌入在基板支撑组件的分区内。每个分区均可以与基板的一部分对应。温度控制器可以增加、减少或维持向所述一个或多个加热元件提供的功率量以将一个或多个分区加热到目标温度。
在一些实施方式中，温度控制器可以包括功率整流器(power rectifier)。温度控制器可以连接到一个或多个电源。在一些实施方式中，电源可以是交流(AC)电源。在此类实施方式中，温度控制器的功率整流器可以将从AC电源所接收的AC功率转换为直流(DC)功率，并且可以向一个或多个加热元件传送DC功率。在其他或类似的实施方式中，电源可以是DC电源。温度控制器190可以促使从DC电源向所述一个或多个加热元件传送DC功率。
在向加热元件传送功率时，功率控制模块可以测量跨加热元件的电压和/或流过加热元件的电流。可以使用所测得的电压值和电流值来确定加热元件的电阻值。基于加热元件的电阻值，温度控制器可以确定加热元件的温度。功率控制模块可以基于加热元件的所确定的温度来进一步确定包括该加热元件的基板支撑组件的分区的温度。该分区的所确定的温度可以对应于基板的一部分的温度。
系统控制器可以基于工艺配方(process recipe)来控制处理腔室处的工艺的一个或多个操作条件(operating condition)。对操作条件的修改可以导致基板的一部分的温度改变。在一些实施方式中，系统控制器可以向温度控制器提供对要由系统控制器从第一设定修改为第二设定的操作条件的指示。使用温度模型，温度控制器可以确定对操作条件的修改是否会导致基板的这部分的温度改变。响应于确定修改为第二设定会导致基板的这部分的温度改变，温度控制器可以修改向基板支撑组件的一个或多个加热元件提供的功率量，以便将基板的这部分的温度维持在目标温度。在一些实施方式中，温度控制器可以提供对所述一个或多个加热元件的反馈控制。例如，在对操作条件的修改之前，温度控制器可以修改向所述一个或多个加热元件提供的功率量。在其他或类似的实施方式中，温度控制器可以提供对所述一个或多个加热元件的前馈控制(feedforward control)。例如，温度控制器可以与对操作条件的修改并行地(concurrently)修改所提供的功率量。
通过提供可以获得对嵌入在基板支撑组件中的任何加热元件的准确、实时的温度测量的温度控制器，本公开内容的实现方式解决了当前技术的上述缺陷。与传统的温度传感器的温度测量相比，可以更快速地且以更少的滞后获得温度测量。例如，传统的温度传感器与要测量的加热元件间隔开。将热从加热元件传播到此类系统中的温度传感器需要花费时间。相比之下，本文中所述的实施方式提供了一种系统，在这种系统中，使用加热元件本身的性质来检测加热元件的温度。这提供了加热元件的温度的几乎瞬时的反馈。
通过提供可以更快速地且以更少的滞后获得温度测量的系统，可以更快速地识别并改正基板支撑组件的导致缺陷的加热元件和/或分区。例如，基板支撑组件的分区可能将基板的一部分加热到低于目标温度，这可能妨碍在整个基板的表面上进行均匀的蚀刻工艺。温度控制器可以更快速地确定基板支撑组件的那个分区正在将基板加热到低于目标温度，并且可以更快速地使得该分区内的一个或多个加热元件的温度将基板的温度增加到目标温度。通过更快速地识别要修改的加热元件和/或分区以便校正缺陷，可以在整个工艺内更准确地维持工艺配方的目标温度，因此减少整体基板缺陷的数量。另外，在一些实施方式中，可以省去分开的温度传感器，从而减少加热器和/或静电卡盘的复杂度和/或成本。此外，本文中所述的温度模块还可以用来为加热元件提供诊断。例如，可以单独地使用温度模块或者与附加的温度传感器一起使用温度模块来识别加热元件的电阻的漂移和/或识别发生故障的加热元件。
而且，通过向加热元件传送DC功率而不是AC功率，与使用AC功率可以获得的测量相比，可以获得对与加热元件相关联的电压和电流的更准确的测量。通过获得对电压和电流的更准确的测量，可以获得对加热元件和/或包括该加热元件的分区的更准确的温度测量。如上面所论述，通过获得对加热元件和/或包括该加热元件的分区的更准确的温度测量，可以更快速地修改加热元件和/或分区以将该分区加热到目标温度，从而减少基板缺陷的数量。通过减少基板缺陷的数量，减少了系统内的整体错误量，并且改善了整体系统延迟(latency)。
图1是依据本公开内容的各方面的处理腔室100的横截示意侧视图。处理腔室100可以是例如等离子体处理腔室、蚀刻处理腔室、退火腔室、物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、离子注入腔室或另一个类型的处理腔室。处理腔室100包括可以接地的腔室主体102。腔室主体102包括包围内部空间124的壁104、底部106和盖体108。基板支撑组件126设置在内部空间124中并且在处理期间支撑基板134。
处理腔室100的壁104可以包括开口(未示出)，通过该开口，可以用机器人将基板134传输到内部空间124中和从该内部空间传输出来。泵送端口(pumping port)110形成于腔室主体102的底部106或者壁104之一中，并且流体连接到泵送系统(pumping system)(未示出)。泵送系统可以维持处理腔室100的内部空间124内的真空环境，并且可以从处理腔室移除处理副产物。
气体板(gas panel)112可以通过一个或多个入口端口114向处理腔室100的内部空间124提供工艺气体和/或其他气体，所述一个或多个入口端口114穿过腔室主体102的壁104或者盖体108至少之一形成。可以在内部空间124内对由气体板112所提供的工艺气体进行激励以形成用来处理设置在基板支撑组件126上的基板134的等离子体122。可以通过从定位在腔室主体102外部的等离子体施加器120感应耦合到工艺气体的RF功率对工艺气体进行激励。替代地或附加地，可以在处理腔室100的内部空间124中形成等离子体。在图1中所描绘的实施方式中，等离子体施加器120是通过匹配电路118耦接到RF电源116的一对同轴线圈。
基板支撑组件126一般至少包括基板支撑件132。基板支撑件132可以是真空吸盘、静电卡盘、基座、或其他的工件支撑表面。在图1的实施方式中，基板支撑件132是静电卡盘，并且将在下文中描述为静电卡盘132。基板支撑组件126也可以包括冷却基部130。冷却基部130可以替代地与基板支撑组件126分离。可以将基板支撑组件126可移除地耦接到支撑底座125。可以包括底座基部128和设施板180的支撑底座125被安装到腔室主体102。可以从支撑底座125周期性地移除基板支撑组件126以允许翻新基板支撑组件126的一个或多个部件。
设施板180被构造成用以容纳构造成用以升起和降下多个升降杆的一个或多个驱动机构。此外，还将设施板180构造成用以容纳来自静电卡盘132和冷却基部130的流体连接。也将设施板180构造成用以容纳来自静电卡盘132和加热器组件170的电连接。无数的连接可以在基板支撑组件126的外部或内部安设(run)，并且设施板180可以提供用于与相应末端(terminus)的连接的接口。
静电卡盘132具有安装表面131和与安装表面131相对的工件表面133。静电卡盘132一般包括嵌入在介电主体150中的卡紧电极(chucking electrode)136。可以将卡紧电极136构造成为单极或双极电极，或者其他合适的布置。可以通过射频(RF)滤波器182将卡紧电极136耦接到卡紧电源138，该卡紧电源138提供RF或直流(DC)功率以将基板134静电地固定到介电主体150的上表面。RF滤波器182防止用来在处理腔室100内形成等离子体122的RF功率损伤电气装备或在腔室外部产生电气危险。介电主体150可以由陶瓷材料(例如AlN或Al2O3)制造。或者，介电主体150可以由聚合物(例如聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚酮和类似物)制造。在一些情况下，用抗等离子体的陶瓷涂层(例如氧化钇、Y3Al5O12(YAG)等等)涂覆介电主体。
静电卡盘132的工件表面133可以包括气体通路(未示出)以用于向界定在基板134与静电卡盘132的工件表面133之间的间隙空间(interstitial space)提供背侧传热气体。静电卡盘132也可以包括用于容纳升降杆(两者皆未示出)的升降杆孔以用于将基板134升高到静电卡盘132的工件表面133上方以便于用机器人传输到处理腔室100中和从该处理腔室传输出来。
温度受控的冷却基部130耦接到传热流体源144。传热流体源144提供传热流体(例如液体、气体或前述流体的组合)，该传热流体通过设置在冷却基部130中的一个或多个导管160循环。可以隔离流过相邻导管160的流体以使得能够局部控制冷却基部130的不同区域与静电卡盘132之间的热传递，这有助于控制基板134的横向温度分布(lateraltemperature profile)。
可以将流体分配器(未示出)流体耦接在传热流体源144的出口与温度受控的冷却基部130之间。流体分配器操作成控制向导管160提供的传热流体的量。可以将流体分配器设置在处理腔室100的外部、设置在基板支撑组件126内、设置在底座基部128内或设置在另一个合适的位置处。
加热器组件170可以包括嵌入在加热器组件170的主体152中或嵌入在静电卡盘132中的一个或多个主电阻式加热元件154和/或多个辅助加热元件140。在所绘示的示例中，主电阻式加热元件154设置在辅助加热元件140上方。然而，应理解，辅助加热元件140可以附加地或替代地位于与主电阻式加热元件154相同的平面上和/或主电阻式加热元件154上方。在一个实施方式中，主体152是柔性聚酰亚胺或其他柔性聚合物。在另一个实施方式中，该主体是诸如AlN或Al2O3之类的陶瓷。在一些实施方式中，主体152具有盘状形状。
可以提供主电阻式加热元件154以将基板支撑组件126和所支撑的基板134的温度升高到工艺配方中所指定的温度。辅助加热元件140可以提供对由主电阻式加热元件154所产生的基板支撑组件126的温度分布的局部调整。因此，主电阻式加热元件154在全局宏观尺度上操作，而辅助加热元件则在局部微观尺度上操作。
加热器组件170可以包括多个加热分区(在本文中称为分区)。每个分区均可以被嵌入在相应的分区中的至少一个主电阻式加热元件154和/或至少一个辅助加热元件140加热。在一些实施方式中，每个分区均可以包括一个主电阻式加热元件154和一个或多个辅助加热元件140。在其他或类似的实施方式中，每个分区均可以包括多个主电阻式加热元件154和多个辅助加热元件140。在一些实施方式中，多个分区可以与同一个主电阻式加热元件154相关联。加热器组件170可以在任何地方包括从两个加热分区到数百个加热分区(例如在一些实施方式中，150个加热分区或200个加热分区)。加热器170的每个分区可以与基板134的一部分对应。例如，第一分区可以将基板134的第一部分加热到第一温度，并且第二分区可以将基板134的第二部分加热到第二温度。
在主电阻式加热元件154的双分区配置的一个实施方式中，主电阻式加热元件154可以被用来从一个分区到另一个分区以约+/-10摄氏度的变化将基板134加热到适于处理的温度。在主电阻式加热元件154的四分区配置的另一个实施方式中，主电阻式加热元件154可以被用来在特定分区内以约+/-1摄氏度的变化将基板134加热到适于处理的温度。根据工艺条件和参数，每个分区均可以相对于相邻的分区而变化从约0摄氏度到约20摄氏度。在一些情况下，基板134的表面温度的半度变化可以在该基板中形成结构时导致多达纳米的差异。辅助加热元件140可以被用来通过将温度分布的变化减少到约+/-0.3摄氏度，来改进基板的表面的由主电阻式加热元件154所产生的温度分布。可以通过使用辅助加热元件140在整个基板134的各区域以预定的方式使温度分布均匀或精确地变化，以获得期望的结果。
在一个实施方式中，将加热器组件170包括在静电卡盘132中。在其他或类似的实施方式中，在静电卡盘132中形成主电阻式加热元件154和/或辅助加热元件140。在这样一个实施方式中，可以将基板支撑组件126形成为不具有加热器组件170，其中将静电卡盘132直接设置在冷却基部130上。
可以通过RF滤波器184将主电阻式加热元件154耦接到温度控制器190。在一些实施方式中，可以通过RF滤波器186将辅助加热元件140耦接到温度控制器190。温度控制器190可以包括功率整流器192和功率控制模块194。可以将温度控制器190可操作地耦接到主电源156和辅助电源142。在实施方式中，主电源156可以向主电阻式加热元件154提供900瓦或更大的功率。在一些实施方式中，辅助电源142可以向辅助加热元件140提供10瓦或更小的功率。在其他或类似的实施方式中，辅助电源142也可以向辅助加热元件140提供900瓦或更大的功率。在一些实施方式中，由辅助电源142所供应的功率的数量级小于由主电阻式加热元件154的主电源156所供应的功率的数量级。虽然关于图1将主电源156和辅助电源142绘示为分开的部件，但在一些实施方式中，将主电源156和辅助电源142包括在单个部件中。在其他或类似的实施方式中，将主电源156和辅助电源142包括在温度控制器190中。
在一些实施方式中，辅助加热器电源142和/或主加热器电源156分别向辅助加热元件140和/或主电阻式加热元件154(在本文中统称为加热元件154、140)提供交流(AC)功率。在此类实施方式中，可以将功率整流器192构造成用以将由辅助电源142和/或主电源156所提供的AC功率转换成DC功率。在一些实施方式中，功率整流器192是单相整流器、三相整流器或另一种整流器。在其他或类似的实施方式中，辅助电源142和/或主电源156向加热元件154、140提供DC功率。在此类实施方式中，可以将功率整流器192构造成用以促进向加热元件154、140传输DC功率。
可以将功率控制模块194构造成用以增加或减少向加热元件154、140供应的功率量。功率控制模块194可以是例如比例-积分-微分(PID)控制器。在一些实施方式中，功率控制模块194可以测量跨一个或多个加热元件154、140的电压。功率控制模块194还可以测量流过一个或多个加热元件154、140的电流。在此类实施方式中，功率控制模块194可以基于所测得的电压和电流来确定包括加热元件154、140的分区的温度。尤其是，功率控制模块194或系统控制器148可以依据以下等式基于针对加热元件154、140所测得的电压和电流来计算该加热元件154、140的电阻：
R＝V/I
其中R是加热元件的电阻，V是跨该加热元件的电压，而I则是流过该加热元件的电流。可以校准每个加热元件以将电阻值与温度值相关联。因此，一旦计算出加热元件的电阻，就可以确定与所计算出的电阻相关联的该加热元件的温度(例如通过使用在校准期间产生的查找表或函数来确定)。系统控制器148可以经由有线或无线连接被连接到温度控制器190。例如，系统控制器148可以经由用于控制自动化的以太网(EtherCAT)连接来连接到温度控制器190。
响应于确定分区的温度，功率控制器194可以使得从电源(例如辅助电源142、主电源156)向加热元件传送的功率量增加或减少，以便将分区的温度修改为目标温度。更详细地关于图3提供了关于电压和电流的测量以及对向加热元件传送的功率的控制的进一步细节。
系统控制器148耦接到处理腔室100以控制处理腔室100的操作和基板134的处理。系统控制器148包括可以用在工业环境中以用于控制各种子处理器和子控制器的通用数据处理系统。一般而言，系统控制器148包括与存储器174和输入/输出(IO)电路系统176等其他常见部件通信的中央处理单元(CPU)172。在一些实施方式中，系统控制器148依据工艺配方来控制处理腔室100内的各种条件。工艺配方可以包括要在基板134的处理期间由CPU所执行的一系列软件命令。例如，由系统控制器148的CPU所执行的软件命令可以使得处理腔室将蚀刻剂气体混合物(即，处理气体)引入到内部空间124中，通过施加来自等离子体施加器120的RF功率由处理气体形成等离子体122，维持目标温度，和蚀刻基板134上的材料层。
处理腔室100中的基板134的表面的一个或多个部分的温度可以受到与工艺配方相关联的各种条件的影响。例如，基板134的温度可以受到以下因素的影响：将蚀刻剂气体混合物引入到内部空间124中、通过泵或狭缝阀排空工艺气体、通过施加RF功率由工艺气体形成等离子体122、处理腔室100的内部空间124内的压强、蚀刻基板134上的材料层和其他的因素。冷却基部130、所述一个或多个主电阻式加热元件154和辅助加热元件140全都有助于控制基板134的表面温度。
功率控制模块194可以调整向加热元件154、140供应的功率量，以便在处理期间将基板134的温度维持在目标温度。在系统控制模块148执行工艺配方的软件命令之前，功率控制器194可以修改向加热元件154、140供应的功率量，以便抵消可能响应于该软件命令的执行而发生的基板134的温度的预期改变。例如，激活静电卡盘132中的RF电极可以增大一个或多个分区中的温度。
系统控制器148可以依据工艺配方来通知功率控制模块194要由系统控制器148所执行的软件命令。功率控制模块194可以确定软件命令的执行对基板134的温度分布的影响。基板134的温度可以对应于基板134的一个或多个部分的温度或基板134的二个或更多个部分之间的温度差异。在一些实施方式中，系统控制器148也可以响应于软件命令的执行来确定对基板134的温度和/或温度分布的影响的指示和/或将该指示提供给功率控制模块194。在其他或类似的实施方式中，功率控制模块194可以识别对基板134的温度和/或温度分布的影响。例如，功率控制模块194可以使用在校准期间产生的查找表来查找与命令的执行相关联的预期温度增大或减小。在另一个示例中，功率模块可以将基板和/或基板支撑组件的分区的当前温度以及与软件命令相关联的操作条件的影响提供到温度模型中。基于该影响，功率控制模块194或系统控制器148可以确定是否增加、减少或维持向加热元件154、140中的一个或多个加热元件供应的功率量，以维持执行软件命令之后基板134的目标温度和/或温度分布。响应于接收增加或减少向加热元件154、140中的一个或多个加热元件供应的功率量的指令，或者响应于确定增加或减少向加热元件154、140中的一个或多个加热元件供应的功率量，功率控制模块194可以增加或减少向相应的加热元件154、140供应的功率量。在一些实施方式中，功率控制模块194可以在系统控制器148执行软件命令之前增加或减少向相应的加热元件154、140供应的功率量。在其他或类似的实施方式中，功率控制模块194可以在系统控制器148执行软件命令的同时增加或减少向相应的加热元件154、140供应的功率量。通过在系统控制器148执行软件命令之前或在系统控制器148执行软件命令的同时增加或减少向相应的加热元件154、140供应的功率量，随着依据工艺配方修改了处理腔室的条件，基板134的温度和/或温度分布可以被维持在目标温度。因此，在实施方式中，可以主动地调整供给加热元件154、140的功率，而不是等待温度改变并响应于该温度改变而调整。因此，与传统的温度控制技术相比，这些实施方式提供了整个处理过程中的增大的温度一致性。
在一些实施方式中，主体152和/或静电卡盘132可以附加地包括一个或多个温度传感器(未示出)。每个温度传感器均可以用来测量加热器组件170的分区处的温度和/或与加热器组件170的区域相关联的静电卡盘132的区域的温度。在实施方式中，一个区域可以包含多个分区(例如，其中单个温度传感器用于多个分区)。在另一个实施方式中，每个分区均有一个温度传感器。温度传感器可以向温度控制器190和/或系统控制器148提供反馈信息。在一些实施方式中，依据先前所述的实施方式，可以使用从温度传感器提供的反馈信息来验证加热元件154、140的温度和/或基板的表面的温度。在其他或类似的实施方式中，如在本文中更详细描述的，可以用从温度传感器提供的反馈信息来校准或重新校准加热元件154、140的电阻与加热器的温度之间的关系。此外，还可以使用温度传感器来识别发生故障的加热元件。
图2是依据本公开内容的各方面详述基板支撑组件126的各部分的部分横截示意侧视图。包括在图2中的是静电卡盘132、冷却基部130、加热器组件170和设施板180的各部分。
加热器组件170的主体152可以由诸如聚酰亚胺之类的聚合物制造或由陶瓷(例如氧化铝或氮化铝)制造。因此，主体152可以在实施方式中是柔性主体，而可以在其他的实施方式中是刚性的。主体152总的来说可以是圆柱形的，但也可以用其他的几何形状形成。主体152具有上表面270和下表面272。上表面270面向静电卡盘132，而下表面272面向冷却基部130。
可以将加热元件154、140形成或设置在加热器组件170的主体152上或中。或者，可以将加热元件154、140形成或设置在静电卡盘132上或中。可以通过镀覆(plating)、喷墨印刷、丝网印刷、物理气相沉积、压印(stamping)、丝网(wire mesh)、图案聚酰亚胺柔性电路(pattern polyimide flex circuit)、化学和/或金属层叠或通过其他合适的方式来形成加热元件154、140。可以在加热器组件170或静电卡盘132中形成过孔(vias)以用于提供从加热元件154、140到加热器组件170或静电卡盘132的外表面的连接。替代地或附加地，可以在加热器组件170中或在静电卡盘132中形成金属层(未示出)。可以在加热器组件170或静电卡盘132中形成过孔以用于提供从加热元件154、140到金属层的连接。可以形成将金属层连接到加热器组件170或静电卡盘132的外表面的附加的过孔。
加热器组件170可以包括多个辅助加热元件140，图中说明性地示为辅助加热元件140A、140B、140C、140D等等。辅助加热元件140 140总的来说是加热器组件170内的一种包围的体积，其中一个或多个加热元件154、140实现加热器组件170与静电卡盘132之间的热传递。每个辅助加热元件140均可以跨加热器组件170横向地布置，并且界定加热器组件170内的单元(cell)200以用于向加热器组件170的与该单元200对准的一个或多个分区局部地提供附加的热。形成在加热器组件170中的辅助加热元件140的数量可以变化，并且可以预期的是，辅助加热元件140(和单元200)可以比主加热元件154的数量多至少一个数量级。在加热器组件170具有四个主加热元件154(界定加热器组件170的四个分区)的一个实施方式中，可以有大于40个的辅助加热元件140。然而，可以预期的是，在构造成用于与300mm基板一起使用的基板支撑组件126的给定实施方式中，可以有约200个、约400个或者甚至更多个辅助加热元件140。
与加热元件154、140类似，可以将一个或多个温度传感器141形成或设置在加热器组件170的主体152或静电卡盘132上或中。在一个实施方式中，温度传感器141是电阻温度检测器(RTD)。或者，温度传感器141可以是热电偶。可以通过镀覆、喷墨印刷、丝网印刷、物理气相沉积、压印、丝网、图案聚酰亚胺柔性电路、或通过其他合适的方式来形成温度传感器141。每个温度传感器141均可以测量加热器组件170的一个或多个分区的温度以确定该分区中的一个或多个加热元件154、140的可操作性。在一些实施方式中，可以使用单个温度传感器141来确定辅助加热元件140和主电阻式加热元件154两者的可操作性。
每个加热元件154、140均可以独立地耦接到温度控制器190。在一些实施方式中，每个温度传感器141均可以独立地耦接到温度控制器，例如图1的温度控制器190(未示出)。温度控制器190可以调节加热器组件170的每个加热元件154、140的温度。或者，温度控制器190可以调节加热器组件170中的一组加热元件154、140的温度。例如，温度控制器190可以调节加热器组件170的一个分区的每个加热元件154、140相对于另一个分区的每个加热元件154、140的温度的温度。温度控制器190可以控制向加热元件154、140递送的功率量以控制分区的温度。例如，温度控制器190可以提供一个或多个电阻式加热元件154十瓦的功率、提供其他的主电阻式加热元件154九瓦的功率并且提供一个或多个辅助加热元件140一瓦的功率，以将包括每个加热元件154、140的分区的温度控制在目标温度。
图3是依据本公开内容的各方面连接到温度控制器190的基板支撑组件126的部分横截示意侧视图。如上所述，温度控制器190可以包括功率整流器192和功率控制模块194中的至少之一。
温度控制器190可以可操作地连接到电源310。在一些实施方式中，如关于图1所描述的那样，电源310可以包括主电源156和辅助电源142。在其他或类似的实施方式中，主电源156和辅助电源142可以是单独的部件，并且可以各自分开地连接到温度控制器190，如图1中所绘示。在一些实施方式中，可以将功率整流器192包括作为电源310的部件而不是温度控制器190的部件。在其他或类似的实施方式中，可以将电源310包括作为温度控制器190的部件。
如关于图1所描述的那样，可以将主电源156和辅助电源142构造成用以分别向主电阻式加热元件154和辅助加热元件140(统称为加热元件154、140)提供AC功率。在此类实施方式中，可以将功率整流器192构造成用以将AC功率转换成DC功率。在其他或类似的实施方式中，依据先前所述的实施方式，可以将主电源156和辅助电源142构造成用以向加热元件154、140提供DC功率。
可以将功率控制模块194构造成用以增加或减少向一个或多个加热元件154、140供应的功率量。温度控制器190可以经由一个或多个连接器320连接到一个或多个加热元件154、140。例如，如关于图3所绘示的那样，温度控制器190可以经由连接器320a连接到第一主电阻式加热元件154a并且经由连接器320b连接到第二主电阻式加热元件154b。在另一个示例中，连接器320a可以连接到第一主电阻式加热元件154a，并且连接器320b可以连接(未示出)到第一辅助加热器140a。连接器320可以包括适于在加热元件154、140与温度控制器190之间进行通信的多个连接器。连接器320可以各自是电缆、单独的导线、诸如条带(ribbon)之类的扁平柔性电缆、对接连接器(mating connector)或用于在主电阻式加热元件154、140与温度控制器190之间传送信号的其他合适的技术。
虽然图3绘示温度控制器190连接到第一主电阻式加热元件154a和第二主电阻式加热元件154b，但温度控制器190也可以经由任何数量的连接器320连接到任何数量的加热元件154、140。例如，温度控制器190可以经由一个或多个连接器320连接到单个加热元件154、140。在这样的示例中，嵌入在加热器组件170的主体152内的每个加热元件154、140均可以连接到单独的温度控制器190。在另一个示例中，温度控制器190可以连接到嵌入在加热器组件170的主体152的一个分区内的每个加热元件154、140(即，温度控制器190控制向该分区的每个加热元件154、140传送的功率)。在这样的示例中，嵌入在该分区内的每个加热元件154、140均可以连接到单个连接器320或多个连接器320。
连接器320可以包括多条用于耦接到连接器320的每个加热元件154、140的电源引线(power lead)。例如，连接器320a可以包括用于主电阻式加热元件154a的单独的正电源引线或负电源引线中的二条或更多条。在一些实施方式中，每条电源引线均具有由功率控制模块194所管理的开关。每个开关均可以位于温度控制器190、基板支撑组件126或另一个合适的位置中。开关可以是场效应晶体管或其他合适的电子开关。开关可以为加热元件154、140提供通电(活动)状态与断电(不活动)状态之间的简单循环。连接器320可以提供由功率控制模块194所产生的信号以控制开关的状态。
功率控制模块194可以相对于另一个加热元件并且同时地控制向一个或多个加热元件154、140施加的功率的占空比、电压、电流或持续时间中的至少之一或多种。例如，功率控制模块194可以沿着连接器320a提供信号以指示开关允许90％的功率通过该开关传递到主电阻式加热元件154a。依据先前所述的实施方式，功率信号控制器194可以响应于包括加热元件154、140的分区的所确定的温度和/或要由系统控制器148所执行的软件命令的指示，增大或减小向一个或多个加热元件154、140施加的功率的占空比、电压、电流或持续时间。
如先前所述，温度控制器190可以测量跨加热元件154、140的电压和流过加热元件154、140的电流。可以使用所测得的电压和电流来确定电阻和包括加热元件的分区的温度。在一些实施方式中，温度控制器190包括一个或多个传感器(未示出)。每个传感器均可以提供与加热元件154、140相关联的数据。每个传感器均可以包括一种电气装置，这种电气装置执行对经由连接器320连接到加热元件154、140的馈电导体的电气测量。这种电气装置可以感测馈电导体的性质(例如馈电导体中的磁波动、电流、电压等等)并且将所述性质转换成传感器数据。这种电气装置可以测量包括电流、AC的幅度、相位、波形(例如AC波形、脉冲波形)、DC、非正弦AC波形、电压或类似性质中的一种或多种的值的传感器数据。在替代的实施方式中，传感器位于温度控制器190的外部，并且连接到连接器320a、320b。
在一些实施方式中，这种电气装置可以包括夹具(clamp)，该夹具(例如经由钳口(jaw))夹在馈电导体周围。这种电气装置可以使用夹具在不与馈电导体物理接触的情况下执行对馈电导体的电气测量。在一些实施方式中，这种电气装置可以是电流钳、电流探针、CT夹具、铁叶片夹具、霍尔效应夹、罗戈夫斯基(Rogowski)线圈电流传感器或类似物中的一个或多个。在一些实施方式中，这种电气装置包括用来夹在(例如输入功率的)第一服务干线(service main)周围的第一电流钳和用来夹在(例如输出功率的)第二服务干线周围的第二电流钳。
依据先前所述的实施方式，通过测量向加热元件154、140传送的DC功率的电压和电流，温度控制器190可以获得加热元件154、140中的每一加热元件的电压值和/或电流值。在一些实施方式中，温度控制器190可以在不测量电压和电流的情况下获得加热元件154、140的电压值和/或电流值。例如，温度控制器190可以从处理系统的另一个部件(例如系统控制器148)接收加热元件154、140的电压值和/或电流值。在此类实施方式中，依据本文中所述的实施方式，温度控制器190可以确定加热元件154、140的电阻值和包括加热元件154、140的分区的温度。
功率控制器194可以包括温度确定部件312和功率确定部件314。可以将温度确定部件312构造成用以基于与每个加热元件154、140相关联的电压和电流测量，来确定包括更多加热元件154、140中的一个加热元件的分区的温度。如先前所论述的那样，温度确定部件312可以接收与加热元件154、140相关联的一个或多个电压测量值和/或电流测量值。基于所接收到的电压测量和/或电流测量，温度确定部件312可以确定与加热元件154、140相关联的电阻值。温度确定部件312可以基于该电阻值与包括加热元件154、140的分区的温度之间的已知关系，来确定该分区的温度。
可以在包括基板支撑组件126的处理腔室的操作之前或期间确定加热元件154、140的电阻值与基板支撑组件126的分区的温度之间的已知关系。在一些实施方式中，可以通过功率控制模块194来确定该已知关系。在其他或类似的实施方式中，可以通过温度控制器190内的另一个部件或系统控制器148内的部件来确定该已知关系。出于关于图3说明的目的，将把该已知关系描述为通过温度确定部件312来确定。
可以执行校准程序以确定分区的温度与嵌入在该分区内的加热元件154、140的电阻之间的关系。可以在处理腔室的操作起动之前或之后执行校准程序。在校准程序期间，温度确定部件312调整向加热元件154、140提供的功率量以产生每个加热元件154、140的一系列变化的电压测量和电流测量。可以依据先前所述的实施方式产生每个电压测量和电流测量(即，向加热元件154、140提供功率，和从传感器330接收对加热元件154、140的电压测量和电流测量的值)。温度确定部件312可以基于每个电压测量和电流测量来确定加热元件154、140的每个电阻值。
随着产生每个电压测量和电流测量，温度确定部件312可以进一步产生包括该一个或多个加热元件154、140的分区的温度测量。在一些实施方式中，在校准程序起动之前，可以将校准物体(例如，校准晶片)放置在基板支撑组件126的表面上。校准晶片可以包括一个或多个温度传感器，其中每个温度传感器均被移置(displace)在校准晶片的一个不同部分中。在一些实施方式中，校准晶片的每个温度传感器均可以具有大约99％或最高达约99.999％的准确度。在实施方式中，每个温度传感器均与基板134的一个或多个部分相关联。在其他或类似的实施方式中，每个温度传感器均对应于基板支撑组件136的一个分区。
随着为嵌入在分区内的加热元件154、140产生了电压测量和电流测量，从与该分区对应的校准晶片的温度传感器产生温度测量。响应于确定加热元件154、140的电阻值，温度确定部件312可以将所确定的电阻值与分区的所测得的温度值相关联。
温度确定部件312可以定义校准程序期间产生的多个所确定的电阻值与所测得的温度值之间的关系。在一些实施方式中，可以将多个所确定的电阻值与所测得的温度值之间的该关系储存在数据结构(例如查找表)中。在其他或类似的实施方式中，可以将多个所确定的电阻值与温度测量值之间的该关系定义为一个函数。在实施方式中，每个加热元件均与唯一的电阻对温度(resistance to temperature)的数据集相关联。在其他的实施方式中，多个加热元件与一个共享的电阻对温度的数据集相关联。例如，分区中的每个加热元件均可以与同一温度数据集相关联。
在处理腔室的操作期间，温度确定部件312可以基于嵌入在分区内的加热元件154、140的所确定的电阻值以及该电阻值与该分区的温度之间的已知关系来确定该分区的温度。例如，温度确定部件312可以在包括该已知关系的数据结构中识别包括加热元件154、140的分区的一个先前所测得的温度，该先前所测得的温度对应于加热元件154、140的所确定的电阻值。在另一个示例中，温度确定部件312可以向由该已知关系所定义的函数提供该所确定的电阻值作为输入值，并且获得该分区的温度作为输出值。该分区的所确定的温度可以对应于在基板134的对应部分处实现的温度。
在处理腔室的操作期间，一个或多个加热元件154、140可能劣化，导致包括加热元件154、140的分区的温度与嵌入在该分区内的加热元件154、140的所确定的电阻之间的关系改变。如先前所述，可以将一个或多个温度传感器(未示出)嵌入在加热器组件170的主体152内。在一些实施方式中，可以使用该一个或多个温度传感器来产生基板支撑组件126的分区的温度测量。可以将该分区的所确定的温度(是基于一个或多个加热元件154、140的所计算的电阻来确定的温度)与由该一个或多个温度传感器所产生的该分区的所测得的温度进行比较。温度控制器190可以基于该比较来确定该所测得的温度与该所确定的温度之间的差异。温度控制器190可以确定该差异是否偏离了预期的差异。响应于确定该所确定的温度与该所测得的温度之间的差异超过了阈值差异，温度控制器190和/或系统控制器148可以修改该分区的温度与加热元件154、140的电阻之间的关系(例如，提供加热元件154、140的所确定的电阻值与第一温度测量而非第二温度测量对应的指示)。在一些实施方式中，响应于确定该差异超过了阈值差异，温度控制器190和/或系统控制器148可以针对基板支撑组件126起动重新校准程序。该重新校准程序可以与先前所述的校准程序相同或类似。
响应于温度确定部件312确定分区和/或基板134的对应部分的温度(在本文中称为基板温度)，功率确定部件314可以确定是否增加或减少向嵌入在该分区内的一个或多个加热元件154、140供应的功率量。如先前所述，系统控制器148可以依据工艺配方来控制在处理腔室内执行的工艺。该工艺配方可以包括将基板温度维持或修改到目标温度的一个或多个命令。依据该工艺配方，功率确定部件314可以确定基板温度是否对应于目标温度。在一些实施方式中，功率确定部件314可以响应于确定基板温度与目标温度之间的差异满足(即，达到(meet)或低于)阈值温度差，确定该基板温度对应于该目标温度。在类似的实施方式中，温度确定部件312可以响应于确定基板温度与目标温度之间的差异不满足(即，超过)阈值温度差，确定基板温度不对应于工艺配方的目标温度。响应于确定基板温度不对应于工艺配方的目标温度，功率确定部件314可以使功率控制模块194增加或减少向一个或多个加热元件154、140供应的功率量以将基板温度加热到目标温度。
如先前所述，基板134的一个或多个部分的温度可以受到与工艺配方相关联的各种条件的影响。随着与工艺配方相关联的一个或多个条件被修改，温度控制器190可以增加或减少向加热元件154、140传送的功率量以维持加热元件154、140的目标温度。在一些实施方式中，功率控制模块194可以使用温度模型316来确定是否增加或减少向加热元件154、140传送的功率量。温度模型316可以是用来响应于与工艺配方相关联的一个或多个各种工艺条件的修改而识别加热器组件170的分区的目标温度的模型。例如，温度模型316可以接收加热器组件170的分区的当前温度以及工艺配方的当前工艺设定或未来工艺设定中的至少之一作为输入。温度模型316可以提供加热器组件170的分区的目标温度作为输出。在一些实施方式中，如由温度模型316所提供的，响应于分区的一个或多个加热元件154、140被维持在分区的目标温度或加热到该目标温度，可以依据工艺配方在目标温度下加热基板134的一个或多个部分。
在说明性示例中，ESC可以包括用来促使在处理腔室中的工艺期间产生等离子体的射频(RF)电极。嵌入在加热器组件170内的加热元件154、140可以为RF电极提供到地的路径。在一些情况下，RF电极的功率设定可能导致包括嵌入的加热元件154、140的分区的温度改变，由此改变基板134的这部分的温度。系统控制器148可以向温度控制器190提供对当前操作条件的指示，和/或操作条件将要从第一设定改变为第二设定的指示。例如，系统控制器148可以向温度控制器提供RF电极的当前功率设定的指示，和/或RF电极的功率设定将要从第一设定改变为第二设定的指示。温度确定部件312可以测量加热元件154、140的当前温度，并且提供加热器组件170的分区的当前温度和RF电极的功率设定的改变作为给温度模型316的输入。温度模型316可以输出要响应于RF电极的功率设定从第一设定改变为第二设定而实现的加热器组件170的分区的目标温度。基于该目标温度，功率确定部件314可以确定要增加或减少向加热元件154、140提供以实现加热器组件170的分区内目标温度的功率的量。在一些实施方式中，在用来修改RF电极的功率设定的软件命令的执行之前或与该执行相应的情况下，功率控制模块194可以使得向加热元件154、140提供的功率量增加或减少。
图4-7是用于控制基板支撑组件的分区的温度的方法400-700的各种实施方式的流程图。这些方法是通过处理逻辑来执行的，该处理逻辑可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等等)、软件(例如运行于通用计算机系统或专用机上)、固件或上述项目的某种组合。一些方法400-700可以由计算装置(例如图1的系统控制器148或温度控制器190)执行。
为了易于解释，将这些方法描绘和描述为一系列动作。然而，依据本公开内容的动作可以用各种顺序发生和/或并行地发生，并且可与本文中未呈现和描述的其他动作一起用各种顺序发生和/或并行地发生。此外，并非所有示出的动作都被执行才能实施依据所公开的主题的方法。此外，本领域中的技术人员还将了解和理解的是，可以替代地将这些方法经由状态图或事件来表示为一系列相互关联的状态。
图4是依据本公开内容的各方面用于控制基板支撑组件的分区的温度的方法400的流程图。在一些实施方式中，由温度控制器190执行方法400的一个或多个步骤。在方块410，温度控制器向嵌入在基板支撑组件的分区中的加热元件供应第一直流(DC)功率。在方块420，温度控制器测量跨该加热元件的电压和流过该加热元件的电流。
在方块430，温度控制器基于跨该加热元件的电压和流过该加热元件的电流来确定基板支撑组件的该分区的温度。例如，温度控制器可以计算该加热元件的电阻(该加热元件是电路的负载)。然后，温度控制器可以将该电阻与跟该加热元件相关联的温度电阻函数、表格或曲线进行比较。
在方块440，温度控制器确定该分区的目标温度。温度控制器附加地将所确定的温度与该目标温度进行比较以确定在它们之间是否存在任何差异或差量(delta)。若存在差异，则这可能意味着正在向加热元件递送的当前功率不足以实现目标温度。
在方块450，温度控制器可以确定向加热元件递送以实现目标温度的第二DC功率。可以至少部分地基于当前温度与目标温度之间的所确定的温度差异来确定第二DC功率。可以例如基于正在向加热元件递送的当前功率以及当前温度与目标温度之间的温度差异来确定第二DC功率。例如，温度控制器可以访问将当前温度、目标温度和当前功率的输入值与输出功率相关的模型。温度控制器可以将当前温度、目标温度和当前功率输入到模型中，并且该模型可以输出向加热元件递送的新的DC功率。该模型可以是前馈模型，该前馈模型也可以考虑当前等离子体功率、目标等离子体功率、当前压强、目标压强和/或其他的当前和/或目标工艺参数(即，将这样的参数作为输入来接收)。目标工艺参数可以与当前工艺参数相同，或可以不同(例如，基于对来自工艺配方的工艺参数的调整而不同)。
在方块460，温度控制器向加热元件供应第二DC功率以使得分区的温度被修改为目标温度。
图5是依据本公开内容的各方面用于确定基板支撑组件的分区的温度的方法500的流程图。在一些实施方式中，由温度控制器190或系统控制器148执行方法500的一个或多个步骤。在方块510，处理逻辑测量加热元件的电压和电流。在方块512，处理逻辑使用所测得的电流和电压来计算加热元件的电阻。在方块514，处理逻辑将电阻输入到将加热元件的电阻与温度值相关的函数或查找表中。在方块520，处理逻辑确定与该电阻对应的分区的温度。在一些实施方式中，该温度是基板的分区处的温度而不是直接在加热元件处的温度。在其他的实施方式中，该温度是加热元件处的温度。在此类实施方式中，处理逻辑可以将温度输入到将加热元件的温度与基板的特定分区的温度相关的另一个查找表或函数中以确定基板的该分区处的温度。
图6是依据本公开内容的各方面用于确定向基板支撑组件的加热元件递送的DC功率的方法600的流程图。在一些实施方式中，可以由温度控制器190或系统控制器148执行方法600的一个或多个步骤。在方块610，处理逻辑确定基板支撑组件的分区的温度。在方块620，处理逻辑接收要将处理腔室中执行的工艺的操作条件从第一工艺设定修改为第二工艺设定的指示。例如，可以将目标温度从200摄氏度增加到250摄氏度，可以增加等离子体功率，可以开始使先前未流动的工艺气体流动，等等。
在方块630，处理逻辑将分区的所确定的温度和至少第二工艺设定输入到将工艺设定和当前温度与目标温度相关的模型中。在实施方式中，处理逻辑将一个或多个当前工艺设定、一个或多个未来目标工艺设定、向加热元件递送的当前功率、与加热元件相关联的当前温度(例如，基板的分区处的温度或加热元件的温度)和/或目标温度输入到模型中。在方块640，处理逻辑接收模型的输出，该输出包括向该分区中的加热元件递送的第二DC功率。在方块640，处理逻辑可以向该加热元件供应第二DC功率以使得该分区的温度被修改为目标温度。
图7是依据本公开内容的各方面用于重新校准加热元件的所确定的电阻与包括该加热元件的分区的温度之间的关系方法700的流程图。在一些实施方式中，由温度控制器190或系统控制器148执行方法700的一个或多个步骤。
在方块710，处理逻辑基于向加热元件传送的功率的所测得的电压和电流来确定加热元件的电阻。在方块720，基于加热元件的所确定的电阻，处理逻辑确定包括该加热元件的基板支撑组件的分区的温度。可以基于该加热元件的电阻与该分区的先前所测得的温度之间的已知关系来确定该分区的温度。该已知关系将加热元件的先前所确定的电阻值与分区的所测得的温度值相关联。
在方块730，处理逻辑测量分区的温度。可以使用嵌入在基板支撑组件内的温度传感器来测量分区的温度。在方块740，处理逻辑将分区的所确定的温度与分区的所测得的温度进行比较。
在方块750，处理逻辑确定分区的所确定的温度与分区的所测得的温度之间的差异超过阈值差异。在一些实施方式中，响应于确定该差异超过阈值差异，处理逻辑可以更新加热元件的所确定的电阻与分区的温度之间的关联以反映分区的所测得的温度。在其他或类似的实施方式中，响应于确定该差异超过阈值差异，处理逻辑可以重新校准加热元件的电阻与包括该加热元件的分区的温度之间的关系。在此类实施方式中，处理逻辑可以使用校准物体(例如，校准晶片)处理腔室来起动校准工艺的执行。
可以在延长的时间段内执行方法700的操作多次。在每次执行期间，处理逻辑可以记录分区的所测得的温度与分区的所确定的温度之间的差异。在该延长的时间段内，处理逻辑可以识别所确定的温度与所测得的温度之间的差异的偏移(例如，漂移)。例如，处理逻辑可以确定：在该延长的时间段内，分区的所测得的温度与分区的所确定的温度之间的差异增加。基于所识别的偏移，处理逻辑可以使用处理腔室处的校准物体来起动校准工艺的执行。在其他或类似的实施方式中，基于所识别的偏移，处理逻辑可以起动处理系统内的一个或多个加热元件、温度控制器和/或基板支撑组件的更换。
图8绘示了呈计算装置800的示例形式的机器的图解表示，可以在该计算装置内执行一组指令，该组指令用于使该机器执行本文中所论述的方法学中的任一种或多种。在替代的实施方式中，该机器可以在局域网(LAN)、内联网、外部网或因特网中连接(例如联网)到其他机器。该机器可以用客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的身份操作，或者作为对等(peer-to-peer)(或分布式)网络环境中的对等机。该机器可以是个人计算机(PC)、平板计算机、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备、服务器、网络路由器、交换机或网桥、或者能够执行一组指令(依序地或用其他方式执行)的任何机器，所述指令指定要由该机器所采取的动作。另外，虽然仅绘示出单个机器，但也应将用语“机器”视为包括单独地或联合地执行一组(或多组)指令以执行本文中所述的方法学中的任何一种或多种的机器(例如计算机)的任何集合(collection)。在实施方式中，计算装置800可以对应于图1的温度控制器190或系统控制器148。
示例计算装置800包括经由总线808彼此通信的处理装置802、主存储器804(例如只读存储器(ROM)、闪存、诸如同步动态随机存取存储器(SDRAM)之类的动态随机存取存储器(DRAM)等等)、静态存储器806(例如闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等等)和辅助存储器(例如数据储存装置828)。
处理装置802可以代表诸如微处理器、中央处理单元或类似装置之类的一个或多个通用处理器。尤其是，处理装置802可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实施其他指令集的处理器或实施指令集的组合的处理器。处理装置802也可以是诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器或类似装置之类的一个或多个专用处理装置。处理装置802也可以是或包括系统级芯片(system on a chip；SoC)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他类型的处理装置。处理装置802被构造成用以执行用于执行本文中所论述的操作和步骤的处理逻辑(用于映射配方850的指令826)。
计算装置800可以进一步包括用于与网络864通信的网络接口装置822。计算装置800也可以包括视频显示单元810(例如液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置812(例如键盘)、光标控制装置814(例如鼠标)和信号发生装置820(例如扬声器)。
数据储存装置828可以包括机器可读存储介质(或更具体而言为非暂时性计算机可读存储介质)824，该机器可读存储介质上储存有实现本文中所述的方法学或功能中的任一种或多种的一组或多组指令826。其中非暂时性存储介质指的是载波以外的存储介质。指令826也可以在由计算机装置800执行所述指令的期间完全地或至少部分地驻留在主存储器804内和/或处理装置802内，主存储器804和处理装置802也构成计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质824也可以用来储存映射配方850。计算机可读存储介质824也可以储存包含调用映射配方850的方法的软件库。虽然在示例实施方式中将计算机可读存储介质824示为单个介质，但也应将用语“计算机可读存储介质”视为包括储存该一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或关联的高速缓存和服务器)。也应将用语“计算机可读存储介质”视为包括能够对用于由机器执行的一组指令进行储存或编码并且使得该机器执行本发明的方法学中的任一种或多种的任何介质。因此，应将用语“计算机可读存储介质”视为包括(但不限于)固态存储器以及光学和磁介质。
前面的描述阐述了许多具体细节(例如具体系统、部件、方法等等的示例)，以便提供对本公开内容的若干实施方式的良好理解。然而，对于本领域中的技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容的至少一些实施方式。在其他的情况下，不详细描述众所周知的部件或方法，或者将所述部件或方法以简单的方块图格式呈现，以便避免不必要地使本公开内容模糊。因此，所阐述的具体细节仅是示例性的。特定的实现方式可以相对于这些示例性的细节变化，并且仍然被认为是在本公开内容的范围之内。
此说明书整篇对于“一个实施方式”或“一种实施方式”的指称意味着，与该实施方式有关的所描述的特定特征、结构、或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，此说明书整篇的各种地方中的用语“一个实施方式中”或“实施方式中”的出现不一定都指同一实施方式。此外，用语“或”旨在意指包括性的“或”而不是排他性的“或”。在本文中使用用语“约”或“大约”时，这旨在意味着，所呈现的标称值(nominal value)精确在±10％内。
虽然本文中的方法的操作是用特定的顺序示出和描述的，但也可以变更每个方法的操作顺序，使得可以用相反的顺序执行某些操作，使得某些操作可以至少部分地与其他操作并行地执行。在另一个实施方式中，不同的操作(distinct operations)的指令或子操作可以用间歇和/或交替的方式进行。
应理解的是，以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。在阅读和理解了以上描述的情况下，许多其他的实施方式对于本领域中的技术人员而言将是显而易见的。因此，将参照随附的权利要求以及这些权利要求被赋予的等同物的整个范围来确定本公开内容的范围。

Claims (20)

1.一种方法，包括以下步骤：
向嵌入在基板支撑组件的分区中的加热元件供应第一直流(DC)功率，所述基板支撑组件被包括在处理腔室中；
测量跨所述加热元件的电压和流过所述加热元件的电流；
基于跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流，确定所述基板支撑组件的所述分区的温度；
确定所述分区的所确定的温度与所述分区的目标温度之间的温度差异；
至少部分地基于所述温度差异来确定向所述加热元件递送以实现所述目标温度的第二DC功率；和
向所述加热元件供应所述第二DC功率以使得所述分区的所述温度被修改为所述目标温度。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
接收要将所述处理腔室中所执行的工艺的操作条件从第一工艺设定修改为第二工艺设定的指示，其中所述第二DC功率的所述确定是进一步至少部分地基于所述第二工艺设定来确定的。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述加热元件为射频(RF)电极提供到地的路径，其中所述RF电极的功率设定导致所述分区的温度的改变，并且其中所述操作条件包括向所述RF电极递送的RF功率。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
使用AC到DC整流器将交流(AC)功率转换成所述DC功率。
5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述分区的所述温度包括以下步骤：
使用跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流来计算所述加热元件的温度；和
确定与所述加热元件的所述温度对应的所述分区的温度。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：基于以下步骤来确定所述分区的所述温度：
使用跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流来计算所述加热元件的电阻；和
将所述电阻输入到将所述加热元件的电阻与温度值相关的函数或查找表中的至少一个中。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
确定工艺配方的一个或多个当前工艺设定或者所述工艺配方的一个或多个未来工艺设定中的至少之一；和
将所述一个或多个当前工艺设定或者所述一个或多个未来工艺设定中的至少之一以及所述分区的所述所确定的温度输入到将所述工艺设定和当前温度与功率设定相关的模型中，其中所述模型输出要向所述加热元件递送以实现所述目标温度的功率。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
使用温度传感器来测量所述分区的温度；
将所述分区的所述所确定的温度与所述分区的所测得的温度进行比较；
基于所述比较来确定所述所测得的温度与所述所确定的温度之间的差异；和
确定所述差异是否偏离预期差异。
9.一种设备，包括：
直流(DC)电源，可操作地耦接到嵌入在基板支撑组件的分区中的加热元件，所述基板支撑组件被包括在处理腔室中；和
控制器，可操作地耦接到所述加热元件和所述DC电源，其中所述控制器用来：
使得所述DC电源向所述加热元件供应第一DC功率；
测量跨所述加热元件的电压和流过所述加热元件的电流；
基于跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流，确定所述基板支撑组件的所述分区的温度；
确定所述分区的所确定的温度与所述分区的目标温度之间的温度差异；
至少部分地基于所述温度差异来确定向所述加热元件递送以实现所述目标温度的第二DC功率；和
使得所述DC电源向所述加热元件供应所述第二功率以使得所述分区的所述温度被修改为所述目标温度。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器进一步用来：
接收要将所述处理腔室处所执行的工艺的操作条件从第一工艺设定修改为第二工艺设定的指示，其中所述第二DC功率的所述确定是进一步至少部分地基于所述第二工艺设定来确定的。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述加热元件为射频(RF)电极提供到地的路径，其中所述RF电极的功率设定导致所述分区的温度的改变，并且其中所述操作条件包括向所述电极递送的RF功率。
12.如权利要求9所述的设备，其中为了确定所述分区的所述温度，所述控制器用来：
使用跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流来计算所述加热元件的温度；和
确定与所述加热元件的所述温度对应的所述分区的温度。
13.如权利要求9所述的设备，其中为了进一步确定所述分区的所述温度，所述控制器用来：
使用跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流来计算所述加热元件的电阻；和
将所述电阻输入到将所述加热元件的电阻与温度值相关的函数或查找表中的至少一个中。
14.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器进一步用来：
确定工艺配方的一个或多个当前工艺设定或者所述工艺配方的一个或多个未来工艺设定中的至少之一；和
将所述一个或多个当前工艺设定或者所述一个或多个未来工艺设定中的至少之一以及所述分区的所述所确定的温度输入到将所述工艺设定和当前温度与功率设定相关的模型中，其中所述模型输出要向所述加热元件递送以实现所述目标温度的功率。
15.如权利要求9所述的设备，其中所述DC电源包括连接到整流器的交流(AC)电源，其中所述整流器用来从所述AC电源接收AC功率和向所述加热元件输出所述第一DC功率和所述第二DC功率。
16.一种电子装置制造系统，包括：
处理腔室，包括基板支撑组件，所述基板支撑组件包括一个或多个加热元件，每个所述加热元件都嵌入到所述基板支撑组件的分区中；
直流(DC)电源，被构造成用以向每个加热元件供应DC功率；和
控制器，可操作地耦接到每个加热元件、所述DC电源和所述系统控制器，其中所述控制器用来：
使得所述DC电源向所述一个或多个加热元件中的加热元件供应第一DC功率，所述加热元件被嵌入到所述基板支撑组件的对应的分区中；
测量跨所述加热元件的电压和流过所述加热元件的电流；
确定所述分区的所确定的温度与所述基板支撑组件的所述对应的分区的温度之间的温度差异；
基于所述对应的分区的所确定的温度，确定所述对应的分区的目标温度；
至少部分地基于所述温度差异来确定向所述加热元件递送以实现所述目标温度的第二DC功率；和
使得所述DC电源向所述加热元件供应所述第二功率以使得所述对应的分区的所述温度被修改为所述目标温度。
17.如权利要求16所述的电子装置制造系统，其中所述温度控制器进一步用来：
接收要将所述处理腔室处所执行的工艺的操作条件从第一工艺设定修改为第二工艺设定的指示，其中所述第二DC功率的所述确定是进一步至少部分地基于所述第二工艺设定来确定的。
18.如权利要求17所述的电子装置制造系统，其中所述加热元件为射频(RF)电极提供到地的路径，其中所述RF电极的功率设定导致所述分区的温度的改变，并且其中所述操作条件包括向所述电极递送的RF功率。
19.如权利要求16所述的电子装置制造系统，其中所述DC电源包括交流(AC)到DC整流器，并且其中所述温度控制器进一步用来：
响应于所述DC电源从AC电源接收交流(AC)功率，使得使用所述AC到DC整流器来将所述AC功率转换成所述DC功率。
20.如权利要求16所述的电子装置制造系统，其中为了确定所述对应的分区的所述温度，所述控制器用来：
使用跨所述加热元件的所述电压和流过所述加热元件的所述电流来计算所述加热元件的温度；和
确定与所述加热元件的所述温度对应的所述分区的温度。
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