JP2023055790A - マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム - Google Patents

マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2023055790A
JP2023055790A JP2023010117A JP2023010117A JP2023055790A JP 2023055790 A JP2023055790 A JP 2023055790A JP 2023010117 A JP2023010117 A JP 2023010117A JP 2023010117 A JP2023010117 A JP 2023010117A JP 2023055790 A JP2023055790 A JP 2023055790A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
partially adjustable
controller
power
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023010117A
Other languages
English (en)
Inventor
ビジャイ ディー パルキー
D Parkhe Vijay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2023055790A publication Critical patent/JP2023055790A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

【課題】静電チャックと加熱アセンブリの間の熱伝導の横方向及び方位方向両方の調整を可能にする基板支持アセンブリ用のヒータアセンブリを提供する。【解決手段】処理チャンバ１００において、基板支持アセンブリ１２６用のヒータアセンブリ１７０は、本体１５２と、本体内１５２に配置された１以上の主抵抗加熱要素１５４と、本体内に配置された複数の追加の加熱要素１４０と、本体内に配置された複数の温度センサと、を備える。複数の温度センサのうちの１以上が複数の追加の加熱要素１４０のうちの１に近接して配置される。【選択図】図１

Description

本明細書で説明される実施形態は、一般に、半導体製造に係り、より詳細には、温度制御された基板支持アセンブリ及びこれを使用する方法に関する。
背景
集積回路のデバイスパターンのフィーチャサイズが小さくなるにつれ、これらのフィーチャのクリティカルディメンション（ＣＤ）の仕様は、安定し且つ再現可能なデバイス性能のより重要な基準となる。処理チャンバ内で処理される基板に亘る許容可能なＣＤ変動は、チャンバの非対称性（例えば、チャンバ及び基板温度、フローコンダクタンス、ＲＦフィールド等）により達成することが困難である。
静電チャックを用いるプロセスでは、基板の表面全体に亘る温度制御の均一性は、基板の下のチャックの不均一な構造のために更に困難である。例えば、静電チャックの幾つかの領域はガス穴を有し、他の領域はガス穴から横方向にオフセットされたリフトピン穴を有する。更に、他の領域はチャック電極を有し、他の領域はチャック電極から横方向にオフセットされたヒータ電極を有する。静電チャックの構造は横方向及び方位方向の両方で変化する可能性があるので、チャックと基板の間の熱伝導の均一性は複雑であり、達成するのが非常に困難であり、チャック表面に亘って局部的な高温及び低温スポットが生じ、これにより基板の表面に沿って処理結果の不均一性という結果が生じる。
チャックと基板の間の熱伝導の横方向及び方位方向の均一性は、静電チャックが取り付けられる従来の基板支持体で一般的に用いられる熱伝導方式により更に複雑になる。例えば、従来の基板支持体は、典型的には、縁部から中心部の温度制御のみを有する。静電チャック内の局所的な高温及び低温スポットは、従来の基板支持体の熱伝導フィーチャを用いて補償することができない。
概要
本明細書に記載された実施形態は、静電チャックと加熱アセンブリの間の熱伝導の横方向及び方位方向両方の調整を可能にする基板支持アセンブリを提供する。
一実施形態では、基板支持アセンブリ用のヒータアセンブリは、本体と、本体内に配置された１以上の主抵抗加熱要素とを含む。更に、ヒータアセンブリは本体に配置された複数の追加の抵抗加熱要素を含み、追加の抵抗加熱要素の各々は、本明細書では、部分的に調整可能な加熱要素と呼ぶことができる。更に、ヒータアセンブリは、本体に配置された複数の温度センサを含み、複数の温度センサの各々は、複数の追加の抵抗加熱要素のうちの１に近接して配置される。
一実施形態では、基板支持アセンブリは、セラミック本体と、セラミック本体内に配置された電極と、セラミック本体内に配置された複数の加熱要素とを含む静電チャックを含む。更に、基板支持アセンブリは、１）セラミック本体内に、又は２）セラミック本体の底面上の少なくとも１に配置された複数の温度センサを含み、複数の温度センサの各々は、複数の加熱要素のうちの１の加熱要素に近接して配置され、加熱要素の操作性を検出するために用いられる。
一実施形態では、装置は、円盤形状を有する可撓性ポリマー本体と、可撓性ポリマー本体内に配置された複数の温度センサとを含む。 複数の温度センサの各々は、静電チャックの領域の温度を測定するためのものである。
本発明の上述した構成を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約したより具体的な説明は、実施形態を参照することにより行うことができ、そのいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は、本発明の幾つかの実施形態のみを示しており、その範囲を限定するものと解釈されるべきではないことに留意すべきである。
基板支持アセンブリの一実施形態を有する処理チャンバの断面概略側面図である。 基板支持アセンブリの部分を詳細に示す部分断面概略側面図である。 ～ 基板支持アセンブリ内の部分的に調整可能なヒータ及び主抵抗ヒータの様々な位置を示す部分概略側面図である。 図２の切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。 ～ 部分的に調整可能なヒータの代替的なレイアウトを示す、図２の切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。 部分的に調整可能なヒータ及び主抵抗ヒータの配線図を示す図である。 部分的に調整可能なヒータ及び主抵抗ヒータの代替的な配線図を示す図である。 図６に描かれた配線図のために構成された基板支持アセンブリの底面斜視図である。 図６に示す配線図のために構成された冷却ベースの底面斜視図である。 基板支持アセンブリを用いて基板を処理する方法の一実施形態のフロー図である。 静電チャックをコントローラに接続するためのメイティングコネクタの断面図である。
理解を容易にするために、図面に共通の同一の要素を示すために、可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態で開示された要素は、特定の記載なしに他の実施形態で有益に使用されることが考えられる。
詳細な説明
本明細書で説明する実施形態は、静電チャックの温度の横方向及び方位方向の調整を可能にする基板支持アセンブリを提供し、次に基板支持アセンブリ上で処理される基板の横方向の温度プロファイルの横方向及び方位方向の両方の調整を可能にする。更に、実施形態は、基板支持アセンブリ内の多くの異なる位置での温度のモニタリングを可能にする。基板支持アセンブリ上で処理される基板の横方向の温度プロファイルの調整方法も本明細書に記載されている。
実施形態では、基板支持アセンブリは複数の加熱ゾーンを含む。各々の加熱ゾーンは、その加熱ゾーンに配置された加熱要素により加熱することができる。基板支持アセンブリは、２つの加熱ゾーンから数百の加熱ゾーン（例えば、幾つかの実施形態では１５０の加熱ゾーン又は２００の加熱ゾーン）のいずれかを含むことができる。各々の加熱ゾーンは個別の温度センサを含み、この温度センサは抵抗温度検出器（ＲＴＤ）又は熱電対であってもよい。複数の加熱要素は１以上の共通接地を共有してもよく、温度センサは１以上の追加の共通接地を共有してもよい。したがって、複数の加熱要素に電力を供給するために用いられるワイヤの数は、加熱要素の数よりも１多い場合があり、温度センサに電力を供給するために用いられるワイヤの数は加熱要素の数よりも１多い場合がある。各々の加熱要素に対して別個の温度センサを有することにより、温度コントローラは、いずれかの加熱要素が故障したときを判定することができる。更に、温度センサが較正される場合、加熱要素の各々は特定の加熱ゾーンで温度を決定することができ、その加熱ゾーンに関連する加熱要素のフィードバック制御に用いることができる。
基板支持アセンブリは、エッチング処理チャンバ内で以下に説明されるが、基板支持アセンブリは、他のタイプの処理チャンバ（とりわけ、物理気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、イオン注入チャンバ等）及び横方向の温度プロファイルの方位方向の調整が望ましい場合がある他のシステムで用いることができる。更に、部分的に調整可能なヒータは、他の表面（半導体処理に用いられないものを含む）の温度制御に用いることができるとも考えられる。
１以上の実施形態では、基板支持アセンブリは、基板温度の調整に基づいて、真空プロセス（例えば、エッチング、堆積、注入等）の間に基板のエッジでのクリティカルディメンション（ＣＤ）の変動を修正することを可能にし、これにより、チャンバの不均一性（例えば、温度、フローコンダクタンス、電場、プラズマ密度等）を補償する。更に、幾つかの実施形態は、基板全体に亘る温度均一性を約±０．３℃未満に制御することができる基板支持アセンブリを提供する。
図１は、基板支持アセンブリ１２６を有する例示的なエッチング処理チャンバ１００の断面概略図である。上述したように、基板支持アセンブリ１２６は、他の処理チャンバ（例えば、プラズマ処理チャンバ、アニールチャンバ、物理気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、イオン注入チャンバ等）で用いることもできる。更に、基板支持アセンブリ１２６は、表面又はワークピース（例えば、基板等）の温度プロファイルを制御する能力が望まれる他のシステムにも用いることができる。表面に亘る多くの離散領域に亘る温度の独立した局所的制御は、有利なことに、温度プロファイルの方位方向調整、温度プロファイルの中心から端部までの調整、及び高温及び低温スポット等の局所温度不均一性の低減を可能にする。
一実施形態では、処理チャンバ１００は接地されたチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２は、内部容積１２４を囲む壁１０４、底部１０６及び蓋１０８を含む。基板支持アセンブリ１２６は内部容積１２４に配置され、処理中に基板１３４を支持する。
処理チャンバ１００の壁１０４は、基板１３４を内部容積１２４の内外へロボットで搬送することを可能にする開口部（図示せず）を含むことができる。ポンピングポート１１０がチャンバ本体の壁１０４又は底部１０６の内の１に形成され、ポンピングシステム（図示せず）に流体的に接続される。ポンピングシステムは処理チャンバ１００の内部容積１２４内で真空環境を維持することができ、処理副産物を処理チャンバから除去することができる。
ガスパネル１１２は、チャンバ本体１０２の蓋１０８、及び／又は、壁１０４に形成された１以上の入口ポート１１４を介して、処理ガス、及び／又は、他のガスを、処理チャンバ１００の内部容積１２４に提供することができる。ガスパネル１１２により提供された処理ガスは内部容積１２４内で励起され、基板支持アセンブリ１２６上に配置された基板１３４を処理するために用いられるプラズマ１２２を形成する。処理ガスは、チャンバ本体１０２の外側に配置されたプラズマアプリケータ１２０から処理ガスに誘導結合されたＲＦ電力により励起される。図１に示される実施形態では、プラズマアプリケータ１２０は、整合回路１１８を介してＲＦ電源１１６に結合された一対の同軸コイルである。
コントローラ１４８は処理チャンバ１００に結合され、処理チャンバ１００の動作及び基板１３４の処理を制御する。コントローラ１４８は、様々なサブプロセッサ及びサブコントローラを制御するための産業設定で使用できる汎用データ処理システムであってもよい。一般に、コントローラ１４８は、他の共通コンポーネントの中でも、メモリ１７４及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路１７６と連絡された中央処理装置（ＣＰＵ）１７２を含む。コントローラ１４８のＣＰＵにより実行されるソフトウェアコマンドは、処理チャンバに、例えば、エッチャントガス混合物（即ち、処理ガス）を内部容積１２４に導入、プラズマアプリケータ１２０からＲＦ電力の印加により処理ガスからプラズマ１２２を形成、及び、基板１３４上の材料の層のエッチングを行わせる。
基板支持アセンブリ１２６は、一般に、少なくとも１の基板支持体１３２を含む。基板支持体１３２は、真空チャック、静電チャック、サセプタ、又は他のワークピース支持体表面であってもよい。図１の実施形態では、基板支持体１３２は静電チャックであり、静電チャック１３２として以下に説明する。基板支持体アセンブリ１２６は更にヒータアセンブリ１７０を含むことができ、ヒータアセンブリ１７０は主抵抗加熱要素１５４（主抵抗ヒータとも呼ばれる）と、部分的調整可能加熱要素と呼ばれる複数の追加の抵抗加熱要素（部分的に調整可能なヒータとも呼ばれる）とを含む。
また、基板支持アセンブリ１２６は冷却ベース１３０を含むことができる。冷却ベース１３０は、選択的に、基板支持アセンブリ１２６から離れていてもよい。基板支持アセンブリ１２６は、支持台１２５に取り外し可能に結合することができる。支持台１２５はペデスタルベース１２８及びファシリティプレート１８０を含むことができ、チャンバ本体１０２に取り付けられる。基板支持アセンブリ１２６は支持台１２５から定期的に取り外すことができ、これにより、基板支持アセンブリ１２６の１以上のコンポーネントの改修が可能になる。
ファシリティプレート１８０は、複数のリフトピンを上昇及び下降させるように構成された１以上の駆動機構を収容するように構成される。更に、ファシリティプレート１８０は、静電チャック１３２及び冷却ベース１３０からの流体接続を収容するように構成される。また、ファシリティプレート１８０は、静電チャック１３２及びヒータアセンブリ１７０からの電気接続を収容するように構成される。無数の接続は、基板支持アセンブリ１２６の外部又は内部で実行することができ、ファシリティプレート１８０は、それぞれの末端への接続のためのインターフェイスを提供することができる。
静電チャック１３２は、載置面１３１と、載置面１３１に対向するワークピース表面１３３とを有する。静電チャック１３２は、一般に、誘電体１５０に埋設されたチャッキング電極１３６を含む。チャッキング電極１３６は、単極又は双極電極、又は、他の適切なアレンジメントとして構成することができる。チャッキング電極１３６は、高周波（ＲＦ）フィルタ１８２を介してチャッキング電源１３８に結合することができ、チャッキング電源１３８はＲＦ又は直流（ＤＣ）電力を供給し、基板１３４を誘電体１５０の上面に静電的に固定する。ＲＦフィルタ１８２は、処理チャンバ１００内でプラズマ１２２を形成するために用いられるＲＦ電力が電気機器を損傷させること、又は、チャンバの外部に電気的危険をもたらすことを防止する。誘電体１５０はセラミック材料（例えば、ＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３等）から製造することができる。代替的に、誘電体１５０はポリマー（例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン等）から製造することができる。
静電チャック１３２のワークピース表面１３３は、基板１３４と静電チャック１３２のワークピース表面１３３の間に画定された間隙に裏面熱伝導ガスを供給するためのガス通路（図示せず）を含むことができる。また、静電チャック１３２は、基板１３４を静電チャック１３２のワークピース表面１３３の上に持ち上げるためのリフトピン（両方とも図示せず）を収容するリフトピン穴を含み、これにより、処理チャンバ１００の内外へのロボットによる搬送が容易になる。
温度制御された冷却ベース１３０は、熱伝導流体源１４４に結合される。熱伝導流体源１４４は熱伝導流体（例えば、液体、気体又はこれらの組み合わせ等）を提供し、熱伝導流体は冷却ベース１３０内に配置された１以上のコンジット１６０を通って循環される。隣接するコンジット１６０を通って流れる流体は分離され、静電チャック１３２と基板１３４と冷却ベース１３０の異なる領域の間の熱伝導の局所的な制御を可能にし、基板１３４の横方向の温度プロファイルの制御に役立つ。
流体分配器（図示せず）が、熱伝導流体源１４４の出口と温度制御された冷却ベース１３０の間に流体的に結合されてもよい。流体分配器は、コンジット１６０に供給される熱伝導流体の量を制御するように動作する。流体分配器は、処理チャンバ１００の外側、基板支持アセンブリ１２６の内部、ペデスタルベース１２８の内部、又は、他の適切な位置に配置することができる。
ヒータアセンブリ１７０は、本体１５２に埋設された１以上の主抵抗ヒータ１５４、及び／又は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を含むことができる。更に、本体１５２は複数の温度センサを含むことができる。複数の温度センサの各々は、ヒータアセンブリの領域、及び／又は、ヒータアセンブリの領域に関連する静電チャックの領域の温度を測定するために用いることができる。一実施形態では、本体１５２は可撓性ポリイミド又は他の可撓性ポリマーである。他の実施形態では、本体はＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３等のセラミックである。一実施形態では、本体はディスク形状を有する。一実施形態では、ヒータアセンブリ１７０は静電チャック１３２に含まれる。
主抵抗ヒータ１５４は、基板処理アセンブリ１２６の温度をチャンバプロセスを実施するための温度に上昇させるために設けることができる。部分的に調整可能なヒータ１４０は主抵抗ヒータ１５４と相補的であり、主抵抗ヒータ１５４により画定された横方向に分離された複数の加熱ゾーンのうちの１以上の内での複数の別個の位置で静電チャック１３２の局部温度を調整するように構成される。部分的に調整可能なヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６上に配置された基板１３４の温度プロファイルに局所的な調整を提供する。主抵抗ヒータ１５４はグローバル化されたマクロスケールで動作し、部分的に調整可能なヒータ１４０は局部的なマイクロスケールで動作する。
主抵抗ヒータ１５４は、ＲＦフィルタ１８４を介して主ヒータ電源１５６に結合することができる。主ヒータ電源１５６は、９００ワット以上の電力を主抵抗ヒータ１５４に供給することができる。コントローラ１４８は主ヒータ電源１５６を制御することができ、主ヒータ電源１５６は一般的には基板１３４をほぼ所定の温度に加熱するように設定される。一実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は横方向に分離された加熱ゾーンを含み、コントローラ１４８は主抵抗ヒータ１５４の１のゾーンを、１以上の他のゾーンに位置する主抵抗ヒータ１５４と比較して、優先的に加熱することができる。例えば、主抵抗ヒータ１５４は、複数の分離された加熱ゾーンに同心円状に配置されてもよい。
部分的に調整可能なヒータ１４０は、ＲＦフィルタ１８６を介して調節ヒータ電源１４２に結合することができる。調節ヒータ電源１４２は、部分的に調整可能なヒータ１４０に１０ワット以下の電力を供給することができる。一実施形態では、調節ヒータ電源１４２により供給される電力は、主抵抗ヒータの電源１５６により供給される電力よりも１桁小さい。更に、部分的に調整可能なヒータ１４０は、調節ヒータコントローラ２０２に結合されてもよい。調整ヒータコントローラ２０２は基板支持アセンブリ１２６の内部又は外部に配置されてもよい。調整ヒータコントローラ２０２は調整ヒータ電源１４２から個々の調整可能なヒータ１４０又は部分的に調整可能なヒータ１４０のグループに供給される電力を管理し、これにより、基板支持アセンブリ１２６に亘って分布する各々の部分的に調整可能なヒータ１４０で局所的に発生する熱を制御することができる。調整ヒータコントローラ２０２は、部分的に調整可能なヒータ１４０のうちの１の出力を、部分的に調整可能なヒータ１４０の他のものに対して個別的に制御するように構成される。光変換器１７８は、調整ヒータコントローラ２０２及びコントローラ１４８に結合され、処理チャンバ１００内のＲＦエネルギーの影響からコントローラ１４８を切り離すことができる。
一実施形態では、主抵抗ヒータ１５４、及び／又は、部分的に調整可能なヒータ１４０を静電チャック１３２内に形成することができる。このような実施形態では、基板支持アセンブリ１２６は、ヒータアセンブリ１７０なしで、冷却ベース１３０上に直接的に配置された静電チャック１３２に形成することができる。調整ヒータコントローラ２０２は冷却ベースに隣接して配置され、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０を選択的に制御することができる。
静電チャック１３２、及び／又は、ヒータアセンブリ１７０は、温度フィードバック情報を提供するための複数の温度センサ（図示せず）を含むことができる。温度フィードバック情報は、主抵抗ヒータ１５４の操作性を決定するため、主ヒータ電源１５６により主抵抗ヒータ１５４に印加される電力を制御するため、冷却ベース１３０の動作を制御するため、及び／又は、調整ヒータ電源１４２により部分的に調整可能なヒータ１４０に印加される電力を制御するために、コントローラ１４８に送ることができる。代替的又は追加的に、温度フィードバック情報は、部分的に調整可能なヒータ１４０の操作性を決定するため、及び／又は、部分的に調整可能なヒータ１４０に印加される電力を制御するために、ヒータコントローラ２０２に送ることができる。各々の温度センサは部分的に調整可能なヒータの１の近傍に配置されてもよく、近くの部分的に調整可能なヒータの操作性を決定するために用いることができる。一実施形態では、各々の温度センサは抵抗温度検出器（ＲＴＤ）である。複数の温度センサは、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０が形成された平面から約０．５～１．０ｍｍ離れた平面上に形成されてもよい。したがって、一実施形態では、各々の温度センサは、部分的に調整可能なヒータから約０．５～１．０ｍｍだけ分離される。本明細書で使用される場合に、近接という用語は、２ｍｍ未満離れていることを意味することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０を温度センサから分離する材料は、ポリイミド、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ又は他の誘電材料であってもよい。
処理チャンバ１００内の基板１３４の表面の温度は、ポンプによる処理ガスの排出、スリットバルブドア、プラズマ１２２、及び／又は、他の要因により影響を受ける可能性がある。冷却ベース１３０、１以上の主抵抗ヒータ１５４及び部分的に調整可能なヒータ１４０の全てが、基板１３４の表面温度の制御に役立つ。
主抵抗ヒータ１５４の２ゾーン構成では、主抵抗ヒータ１５４を使用して、１のゾーンと他のゾーンとの差異が約±１０℃のばらつきである処理に適した温度に基板を加熱することができる。主抵抗ヒータ１５４の４ゾーン構成では、主抵抗ヒータ１５４を使用して、特定のゾーン内で約±１．５℃の変動で処理に適した温度に基板１３４を加熱することができる。各々のゾーンは、プロセス条件及びパラメータに応じて、隣接ゾーンと約０℃～約２０℃のばらつきがある可能性がある。しかしながら、基板に亘るクリティカルディションにおいてばらつきを最小にする利点は、基板表面の決定された処理温度における許容可能なばらつきを低減させることである。基板１３４の表面温度の０．５℃の変化は、その中の構造の形成におけるナノメートルの差を生じさせる可能性がある。部分的に調整可能なヒータ１４０は、温度プロファイルのばらつきを約±０．３℃に低減することにより、主抵抗ヒータ１５４により形成される基板１３４の表面の温度プロファイルを改善する。温度プロファイルは、部分的に調整可能なヒータ１４０を使用することにより、基板１３４の領域に亘って均一に、又は所定の方法で正確に変化を持たせることができる。
図２は、基板支持アセンブリ１２６の部分を示す部分断面概略図である。図２は静電チャック１３２、冷却ベース１３０、ヒータアセンブリ１７０及びファシリティプレート１８０の部分を含む。
ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、ポリマー（例えば、ポリイミド等）から製造することができる。したがって、実施形態では、本体１５２は可撓性本体であってもよい。本体１５２は、一般に、円筒形であってもよいが、他の幾何学的形状で形成されてもよい。本体１５２は上面２７０及び下面２７２を有する。上面２７０は静電チャック１３２に面し、下面２７２は冷却ベース１３０に面する。
ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、２つ以上の誘電体層（図２では、４つの誘電体層２６０、２６１、２６２、２６４が示される）から形成され、層２６０、２６１、２６２、２６４を加圧下で加熱して単一本体１５２とすることにより形成することができる。例えば、本体１５２はポリイミド層２６０、２６１、２６２、２６４から形成することができ、これらは主抵抗ヒータ１５４と部分的に調整可能なヒータ１４０とを分離する。ポリイミド層２６０、２６１、２６２、２６４は加圧下で加熱されて、ヒータアセンブリ１７０の単一本体１５２を形成する。部分的に調整可能なヒータ１４０は、本体１５２を形成する前に、第１、第２、第３又は第４の層２６０、２６１、２６２、２６４の中、上又はその間に配置することができる。更に、主抵抗ヒータ１５４は、組み立て前に、第１、第２、第３又は第４の層２６０、２６１、２６２、２６４の中、上又は間に配置することができ、層２６０、２６１、２６２、２６４のうちの少なくとも１は主抵抗ヒータ１５４と部分的に調整可能なヒータ１４０とを分離し、電気的に絶縁する。更に、温度センサ１４１を、組み立て前に、第１、第２、第３又は第４層２６０、２６１、２６２、２６４の中、上又は間に配置してもよく、層２６０、２６１、２６２、２６４のうちの少なくとも１が温度センサ１４１及び部分的に調整可能なヒータ１４０を分離し、電気的に絶縁する。このようにして、部分的に調整可能なヒータ１４０、主抵抗ヒータ１５４及び温度センサ１４１がヒータアセンブリ１７０の一体となる部分となる。
主抵抗ヒータ１５４、部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１の位置の代替的な構成では、主抵抗ヒータ１５４、部分的に調整可能なヒータ１４０及び／又は温度センサ１４１のうちの１以上を静電チャック１３２の中又は下に配置することができる。図３Ａ～図３Ｆは、部分的に調整可能なヒータ１４０、主抵抗ヒータ１５４及び温度センサ１４１の様々な位置を詳細に説明する基板支持アセンブリ１２６の部分概略図である。
図３Ａに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６は、分離されたヒータアセンブリ１７０を有していない。代わりに、ヒータアセンブリの部分的に調整可能なヒータ１４０、主抵抗ヒータ１５４及びヒータアセンブリの温度センサ１４１は静電チャック１３２内に配置される。例えば、主抵抗ヒータ１５４、温度センサ１４１及び部分的に調整可能なヒータ１４０を、チャッキング電極１３６の下に配置することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０が主抵抗ヒータ１５４の下に示され、温度センサ１４１が部分的に調整可能なヒータ１４０の下に示されているが、代替的な位置決めを用いることもできる。
一実施形態では、静電チャック１３２は、複数のＡｌ２Ｏ３又はＡｌＮシートを積層することにより形成される。上から下に向かって、第１のシートは、その底部にチャッキング電極を有することができる。第２のシートは要素を有しなくてもよい。第３のシートはその上に主抵抗ヒータ１５４を有することができる。第４のシートは要素を有しなくてもよい。第５のシートはその上に部分的に調整可能なヒータ１４０を有することができる。第６のシートは要素を有しなくてもよい。第６のシートに穴をあけ、金属で充填してビアを形成することができる。第６のシートは、部分的に調整可能なヒータ１５４のための共通接地として作用する金属層をその上に有することができる。金属層は、ビアにより部分的に調整可能なヒータ１５４に接続することができる。第７のシートは要素を有しなくてもよい。第８のシートはその上に温度センサを有することができる。第９のシートは要素を有しなくてもよい。第９のシートに穴をあけ、金属で充填してビアを形成することができる。第１０のシートは、複数の温度センサの共通接地として作用する第２の金属層を有することができる。第１１のシートは要素を有しなくてもよい。複数の層は加熱炉内で加熱、圧縮して、ＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３の単一モノリシック体を形成することができ、この単一モノリシック体は電極、主抵抗ヒータ１５４、部分的に調整可能なヒータ１４０、温度センサ１４１及び金属層を含む。その後、静電チャックは、例えば、シリコーンボンドを用いて冷却プレートに接合されてもよい。
図３Ｂに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６用のヒータアセンブリ１７０は部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１を含み、主抵抗ヒータ１５４は静電チャック１３２内（例えば、チャッキング電極の下）に配置される。代替的に、部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１が静電チャック１３２内に配置され、主抵抗ヒータ１５４がヒータアセンブリ１７０内に配置されてもよい。
図３Ｃに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６用のヒータアセンブリ１７０は、内部に配置された主抵抗ヒータ１５４を有する。部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１は静電チャック内（例えば、チャック電極１３６の下）に配置される。
図３Ｄに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６用のヒータアセンブリ１７０は、その内部に部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１を有し、主抵抗ヒータ１５４は、ヒータアセンブリ１７０の表面上に堆積される。ヒータアセンブリ１７０は、部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１を冷却ベース１３０から隔離する。代替的に、主抵抗ヒータ１５４及び部分的に調整可能なヒータ１４０をヒータアセンブリ１７０内に配置してもよく、温度センサ１４１はヒータアセンブリ１７０の表面上に堆積される。
図３Ｅに示される実施形態では、基板支持アセンブリ１２６のヒータアセンブリ１７０は、内部に、主抵抗ヒータ１５４と部分的に調整可能なヒータ１４０とを有する。温度センサ１４１は、ヒータアセンブリ１７０の本体内又は上（例えば、静電チャック１３２の下）に配置される。
図３Ｆに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６は別個のヒータアセンブリ（１７０）を有さず、部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４が静電チャック１３２内に配置される。温度センサ１４１は静電チャック１３２の底面上に配置される。
他の実施形態（図示せず）では、基板支持アセンブリ１２６は別個のヒータアセンブリ（１７０）を有さず、部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４が静電チャック１３２内に配置される。温度センサ１４１は、ディスク形状又は他の形状を有する可塑性ポリマー体を含む温度センサアセンブリ内に配置される。可撓性ポリマー体は、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン等であってもよい。温度センサアセンブリは、基板支持アセンブリ１２６の底部に配置することができ、温度センサアセンブリ内の各々の温度センサは、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、主抵抗ヒータ１５４に整列することができる。温度センサアセンブリは、複数の伝導線を有するリボンコネクタを含むことができ、各々の伝導線は温度センサに接続する。
一実施形態では、静電チャック１３２は、Ａｌ２Ｏ３又はＡｌＮの複数のシートを積層することにより形成される。上から下に向かって、第１のシートは、その底部にチャッキング電極を有することができる。第２のシートは要素を有しなくてもよい。第３のシートは、その上に主抵抗ヒータ１５４を有することができる。第４のシートは要素を有しなくてもよい。第５のシートは、その上に部分的に調整可能なヒータ１４０を有することができる。第６のシートは要素を有しなくてもよい。第６のシートに穴をあけることができ、金属を充填しメサを形成することができる。第６のシートは、部分的に調整可能なヒータ１５４のための共通接地として作用する金属層をその上に有することができる。金属層は、ビアにより部分的に調整可能なヒータ１５４に接続することができる。第７のシートには要素を有しなくてもよい。第８のシートは、複数の温度センサの共通接地として作用する第２の金属層を有することができる。第９のシートには要素を有しなくてもよい。第９のシートに穴をあけることができ、金属を充填しメサを形成することができる。複数の層は、加熱炉内で加熱、圧縮され、ＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３の単一モノリシック体を形成することができ、単一モノリシック体は電極、主抵抗ヒータ１５４、部分的に調整可能なヒータ１４０及び金属層を含む。次いで、温度センサを静電チャックの底部に堆積することができる。温度センサは、ビアにより第２の金属層に接続することができる。その後、静電チャックは、例えば、シリコーンボンドを用いて冷却プレートに接合することができる。
部分的に調整可能なヒータ１４０、主抵抗ヒータ１５４、及び温度センサ１４１は、他の位置付けで配置してもよいと考えられる。例えば、基板支持アセンブリ１２６は、基板１３４を加熱するための複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を有してもよく、主抵抗ヒータ１５４を欠いていてもよく、部分的に調整可能なヒータ１４０をモニタするための温度センサ１４１を含んでいてもよい。代替的に、支持アセンブリ１２６は、主抵抗ヒータ１５４及び温度センサ１４１を有してもよいが、部分的に調整可能なヒータ１４０を欠いていてもよい。このような実施形態では、温度センサ１４１は、主抵抗ヒータ１５４を含む平面に近接した平面に配置されてもよい。一実施形態では、部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４は、基板支持アセンブリ１２６内で直接互いの下に配置される。部分的に調整可能なヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６により支持される基板１３４の温度プロファイルの微調整制御を提供することができ、温度センサ１４１は、部分的に調整可能なヒータ１４０の動作に関する詳細な情報を提供することができる。
図３Ａ～図３Ｆに示す各々の例では、１以上の伝導面が静電チャック１３２、及び／又は、ヒータアセンブリ１７０に形成され、複数の温度センサ１４１、及び／又は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４１の共通接地として用いることができる。一実施形態では、第１の伝導面は部分的に調整可能なヒータの共通接地として使用され、ビアにより部分的に調整可能なヒータに接続することができる。一実施形態では、第２の伝導面が温度センサの共通接地として使用され、ビアにより温度センサに接続することができる。伝導性平面の各々は、静電チャック内に配置された金属層であってもよく、又は、ヒータアセンブリ１７０内に配置された伝導性平面であってもよい。
図２に戻ると、部分的に調整可能なヒータ１４０は、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２の上又は中に形成又は配置することができる。代替的に、部分的に調整可能なヒータ１４０を静電チャック１３２の上又は内部に形成又は配置することができる。部分的に調整可能ヒータ１４０は、メッキ、インクジェット印刷、スクリーン印刷、物理気相堆積、スタンピング、ワイヤメッシュ、パターンポリイミドフレックス回路、又は、他の適切な方法により形成することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０からヒータアセンブリ１７０、又は、静電チャック１３２の外表面への接続を提供するために、ビアをヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内に形成することができる。代替的又は追加的に、金属層（図示せず）をヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内に形成してもよい。部分的に調整可能なヒータ１４０から金属層への接続を提供するため、ビアをヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２に形成してもよい。金属層をヒータアセンブリ１７０の又は静電チャック１３２の外表面に接続する追加のビアを形成してもよい。
一例では、静電チャック１３２の本体１５０は、部分的に調整可能なヒータ１４０と本体１５０の搭載面１３１の間に形成されたビアを有することができる。他の例では、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、部分的に調整可能なヒータ１４０と冷却ベースの隣接した本体１５２の表面の間に形成されたビアを有することができる。他の例では、静電チャック１３２の本体１５０は、部分的に調整可能なヒータ１４０と金属層の間、及び、金属層と本体１４０の搭載面１３１の間に形成されたビアを有することができる。この方法で、基板支持アセンブリ１２６の製造が単純化される。
部分的に調整可能なヒータ１４０と同様に、温度センサ１４１はヒータアセンブリ１７０の本体１５２の上又は中に形成又は配置されてもよい。代替的に、温度センサ１４１は静電チャック１３２の上又は内部に形成又は配置されてもよい。一実施形態では、温度センサ１４１はＲＴＤである。ＲＴＤは、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル－クロム（ＮｉＣｒ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、又は他の適切な材料から形成することができる。ＲＴＤは、１ミクロン未満から数ミクロン未満の厚さを有することができる。ＲＴＤの抵抗係数は温度の関数であってもよい。従って、ＲＴＤの抵抗は温度の変化に基づいて変化する場合がある。各々のＲＴＤでの抵抗を測定して、特定の部分的に調整可能なヒータ１４０が動作しているかどうか、及び／又は、部分的に調整可能なヒータ１４０の温度を決定することができる。代替的に、温度センサ１４１は熱電対であってもよい。温度センサ１４１は、メッキ、インクジェット印刷、スクリーン印刷、物理気相堆積、スタンピング、ワイヤメッシュ、パターンポリイミドフレックス回路、又は他の適切な方法により形成することができる。一実施形態では、温度センサは、金属層（例えば、プラチナ）を堆積し、金属層上にフォトレジストを堆積し、フォトリソグラフィツールを用いてフォトレジストをパターニングし、パターンを金属層にエッチングし、フォトレジストを除去することにより形成される。
ビア、及び／又は、他の接続配線は、ヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内に形成され、温度センサ１４１からヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２の外部表面への接続を提供することができる。代替的に、又は、追加的に、追加の金属層（図示せず）をヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内に形成することができる。ビアをヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内に形成し、温度センサから追加の金属層までの接続を提供することができる。追加のビアを形成し、追加の金属層をヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２の外表面に接続することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０に接続された金属層は、温度センサ１４１に接続された追加の金属層と異なる平面上にあってもよい。一実施形態では、ビア、他の接続配線、及び／又は、金属層は、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）又はアルミニウム（Ａｌ）である。
一例では、静電チャック１３２の本体１５０は、温度センサ１４１と本体１５０の搭載面１３１の間に形成されたビアを有することができる。他の例では、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、温度センサ１４１と冷却ベース１３０に隣接した本体１５２の間に形成されたビアを有することができる。他の例では、静電チャック１３２の本体１５０は、温度センサ１４１と追加の金属層の間、及び、追加の金属層と本体１４０の搭載面の間に形成されたビアを有することができる。このようにして、基板支持アセンブリ１２６の製造が単純化される。
一実施形態では、部分的に調整可能なヒータ１４０及び温度センサ１４１は、ヒータアセンブリ１７０を形成する間に、ヒータアセンブリ１７０内に配置される。他の実施形態では、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、温度センサ１４１は、静電チャック１３２の搭載面１３１上に直接配置される。例えば、部分的に調整可能なヒータ１４０及び／又は温度センサ１４１は、静電チャック１３２の載置面１３１に接着可能なシート形状であってもよく、又は、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、温度センサ１４１は他の方法により堆積してもよい。例えば、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、温度センサ１４１は、物理気相堆積、化学気相堆積、スクリーン印刷、又は他の適切な方法により載置面１３１上に堆積することができる。主抵抗ヒータ１５４は、上に示したように、静電チャック１３２又はヒータアセンブリ１７０内にあってもよい。
主抵抗ヒータ１５４はヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２の本体上又は内に形成され、又は、配置することができる。主抵抗ヒータ１５４は、メッキ、インクジェット印刷、スクリーン印刷、物理気相堆積、スタンピング、ワイヤメッシュ又は他の適切な方法で形成することができる。このようにして、基板支持アセンブリ１２６の製造が単純化される。一実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は、ヒータアセンブリ１７０を形成する間にヒータアセンブリ１７０内に配置される。他の実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は、静電チャック１３２の搭載面に直接的に配置される。例えば、主抵抗ヒータ１５４は静電チャック１３２の載置面１３１に接着可能なシート形状であってもよく、又は、主抵抗ヒータ１５４は他の方法により堆積されてもよい。例えば、主抵抗ヒータ１５４は、物理気相堆積、化学気相堆積、スクリーン印刷又は他の適切な方法により載置面１３１上に堆積することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０は、上に示したように、静電チャック１３２又はヒータアセンブリ１７０内にあってもよい。
幾つかの実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は、部分的に調整可能なヒータ１４０と同様に製造される。主抵抗ヒータ１５４が部分的に調整可能なヒータ１４０と同様に製造される実施形態では、主抵抗ヒータは、追加的な部分的に調整可能なヒータ１４０の利益なしで選択的に用いることができる。即ち、基板支持アセンブリ１２６の主抵抗ヒータ１５４は、自身が部分的に調整可能であり、即ち、複数の個々の抵抗加熱要素に分割されている。このような実施形態では、分離された温度センサ１４１を主抵抗ヒータ１５４のそれぞれに近接して配置することができる。主抵抗ヒータ１５４を小さな抵抗ヒータの形態にセグメント化することにより、基板１３４の表面上の高温スポット及び低温スポットの局所制御が可能になる。実施される温度制御のレベルに応じて、部分的に調整可能なヒータ１４０の追加の層を用いることができる。
ヒータアセンブリ１７０は、接着剤２４４を用いて、静電チャック１３２の搭載面１３１に結合することができる。接着剤２４４は、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ、シリコーン系接着剤、ネオプレン系の接着剤又は他の適切な接着材料であってもよい。一実施形態では、接着剤２４４はエポキシである。接着剤２４４は、０．０１～２００Ｗ／ｍＫ、一実施形態では０．１～１０Ｗ／ｍＫの範囲で選択される熱伝導係数を有することができる。更に、接着剤２４４を含む接着材料は、少なくとも１の熱伝導性セラミック充填剤（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）等）を含むことができる。
一実施形態では、ヒータアセンブリ１７０は、接着剤２４２を用いて冷却ベース１３０に結合される。接着剤２４２は、接着剤２４４と同様であってもよく、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ、ネオプレン系の接着剤、シリコーン接着剤、又は他の適切な接着剤であってもよい。一実施形態では、結合剤２４２はエポキシである。接着剤２４２は、０．０１～２００Ｗ／ｍＫ、一実施形態では０．１～１０Ｗ／ｍＫの範囲で選択される熱伝導係数を有することができる。更に、接着剤２４４を含む接着材料は、少なくとも１の熱伝導性セラミック充填剤（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）等）を含むことができる。
静電チャック１３２、冷却ベース１３０、及びヒータアセンブリ１７０の１以上を改修するときに、接着剤２４４、２４２は除去することができる。他の実施形態では、ヒータアセンブリ１７０は、静電チャック１３２及び冷却ベース１３０に、固定具又はクランプ（図示せず）を用いて取り外し可能に結合される。
ヒータアセンブリ１７０は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を含むことができ、部分的に調整可能なヒータ１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ等として例示的に示される。部分的に調整可能なヒータ１４０は、一般に、ヒータアセンブリ１７０内の密閉された容積であり、ここで複数の抵抗ヒータがヒータアセンブリ１７０と静電チャック１３２の間の熱伝導を達成する。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０はヒータアセンブリ１７０に亘って横方向に配列することができ、ヒータアセンブリ１７０内でセル２００を画定し、セル２００と整列したヒータアセンブリ１７０（及び主抵抗ヒータ１５４の一部）の領域に局所的に追加の熱を提供する。ヒータアセンブリ１７０内に形成された部分的に調整可能なヒータ１４０の数は変えてもよく、主抵抗ヒータ１５４の数よりも少なくとも１桁多い部分的に調整可能なヒータ１４０（及びセル２００）が存在すると考えられる。ヒータアセンブリ１７０が４の主抵抗ヒータ１５４を有する実施形態では、４０を超える部分的に調整可能なヒータ１４０が存在することができる。しかしながら、３００ｍｍの基板に用いるように構成された基板支持アセンブリ１２６の所与の実施形態では、約２００、約４００又はそれ以上の部分的に調整可能なヒータ１４０が存在することができると考えられる。部分的に調整可能なヒータ１４０の例示的な分布は、図４Ａ～図４Ｄを参照して以下に更に説明される。
更に、ヒータアセンブリ１７０は、複数の温度センサ（例えば、複数のＲＴＤ）１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄ等を含むことができる。温度センサ１４１は、ヒータアセンブリ１７０内の全体的に囲まれた空間であってもよい。各々の温度センサ１４１はヒータアセンブリ１７０に亘って横方向に配置することができ、これにより、各々の温度センサ１４１は、部分的に調整可能なヒータ１４０により画定されるヒータアセンブリ１７０内のセル２００内にある。一実施形成では、温度センサ１４１は部分的に調整可能なヒータ１４０より小さい。一実施形態では、各々の温度センサ１４１は、部分的に調整可能なヒータ１４０により画定されるセル２００の中央でほぼ横方向に配置される。
各々の温度センサ１４１は、自身が配置されるセル２００の温度を測定し、及び／又は、そのセル２００内の部分的に調整可能なヒータ１４０の操作性を決定することができる。更に、主抵抗ヒータにより画定されるゾーン内にある１以上の温度センサ１４１は、ゾーンの温度を測定し、及び／又は、主抵抗ヒータ１５４の操作性を決定するために用いることができる。単一の温度センサ１４１は部分的に調整可能なヒータ１４０と主抵抗ヒータ１５４の両方の操作性を決定するために用いることができる。
セル２００は、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２を含む１以上の層２６０、２６２、２６４を介して形成することができる。一実施形態では、セルは、本体１５２の下面及び上面２７０、２７２に対して開口している。セルは側壁２１４を含むことができる。側壁２１４は、熱チョーク２１６として作用する材料（又は、ギャップ）で構成することができる。熱チョーク２１６は、本体１５２の上面２７０に形成することができる。熱チョーク２１６は隣接するセル２００間で伝導を分離し、低減する。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０に供給される電力、ひいてはセル２００を介した熱伝導を個別にかつ独立して制御することにより、温度制御に対するピクセル毎のアプローチを実現することができ、基板１３４の特定の点を加熱又は冷却することが可能になり、真のアドレス指定可能な横方向温度プロファイル調整及び基板１３４の表面の制御が可能になる。
追加の熱チョーク２１６を半径方向で最も外側のセル２００と本体１５２の横方向で最も外側の側壁２８０の間に形成することができる。最も外側のセル２００と本体１５２の横方向に最も外側の側壁２８０の間に位置する最も外側の熱チョーク２１６は、横方向で最も外側の側壁２８０に隣接するセル２００と処理チャンバ１００の内部容積１２４の間の熱伝導を最小化する。最も外側のセル２００と内部容積１２４の間の熱伝導を最小化することにより、基板支持アセンブリ１２６の端部のより近くでより正確な温度制御を可能にし、結果として、基板１３４の外径端部に対するより良好な温度制御を可能にする。
各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は調整ヒータコントローラ２０２に独立して接続されてもよい。追加的に、各々の温度センサ１４１は調整ヒータコントローラ２０２に独立して接続されてもよい。一実施形態では、調整ヒータコントローラ２０２は、基板支持アセンブリ１２６内に配置することができる。調整ヒータコントローラ２０２は、他のセル２００に対して各々のセル２００でヒータアセンブリ１７０内の部分的に調整可能なヒータ１４０の温度を調整することができる。代替的に、調整ヒータコントローラ２０２は、他のグループのセル２００に対して１のグループのセル２００に亘ってヒータアセンブリ１７０内の部分的に調整可能なヒータのグループの温度を調整する。調整ヒータコントローラ２０２は、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０のオン／オフ状態をトグルし、及び／又は、デューティサイクルを制御することができる。代替的に、調整ヒータコントローラ２０２は、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０に供給される電力量を制御することができる。例えば、調整ヒータコントローラ２０２は、１以上の部分的に調整可能なヒータ１４０に１０ワットの電力、他の部分的に調整可能なヒータ１４０に９ワットの電力、更に他の部分的に調整可能な他のヒータ１４０に１ワットの電力を提供することができる。
一実施形態では、ヒータコントローラ２０２は、複数の温度センサ１４１から温度測定値を受信する。一実施形態では、ヒータコントローラ２０２は、抵抗測定値として各々の温度測定値を受け取ることができる。次いで、ヒータコントローラ２０２は、抵抗測定値を抵抗温度変換モデルに基づいて温度測定値に変換することができる。各々の温度センサに個別の抵抗温度変換モデルを用いてもよい。代替的に、複数の温度センサについて、同一の抵抗温度変換モデルを用いることもできる。抵抗温度変換モデルは、温度センサの較正を実行することにより形成することができる。
ヒータコントローラ２０２は、各々の温度センサ１４１の受け取った温度測定値をその温度センサ１４１の予想温度測定値と比較することができる。温度センサ１４１の予想温度測定値は、部分的に調整可能なヒータ１４０の設定電流値、及び／又は、主抵抗ヒータ１５４の電流設定値に基づくことができ、これらは温度センサ１４１が配置されているゾーン又はセルに関連する。温度センサ１４１の予測温度測定値と受け取った温度測定値の間のデルタが閾値を超える場合、ヒータコントローラ２０２は、温度センサ１４１に関連する特定の部分的に調整可能なヒータ１４０のデューティサイクル、及び／又は、電力を調整することができる。代替的に又は追加的に、ヒータコントローラ２０２は、温度センサ１４１に関連する主抵抗ヒータのデューティサイクル、及び／又は、電力を調整することができる。温度センサ１４１は、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、主抵抗ヒータ１５４のフィードバック制御のために用いることができる。
一実施形態では、各々のセル２００を、例えば熱チョーク２１６を使用して、隣接セル２００から熱的に分離することができ、これにより、より正確な温度制御が可能になる。他の実施形態では、各々のセル２００を隣接するセルと熱的に結合することができ、これにより、ヒータアセンブリ１７０の上面２７０に沿ってアナログ（即ち、スムーズな又はブレンドされた）温度プロファイルを生成する。例えば、金属層（例えば、アルミニウムホイル等）を主抵抗ヒータ１５４と部分的に調整可能なヒータ１４０の間の熱スプレッダとして用いることができる。
主抵抗ヒータ１５４により生成された温度プロファイルを平滑化又は補正のために独立に制御可能な部分的に調整可能なヒータ１４０を用いることにより、基板に亘る局部的な温度均一性を非常に小さい公差に制御することができ、基板を処理する際の正確な処理及びＣＤ制御が可能になる。更に、主抵抗ヒータ１５４に対し部分的に調整可能なヒータ１４０のサイズが小さく且つ高密度であることにより、隣接する領域の温度に実質的に影響を及ぼすことなく、基板支持アセンブリ１２６上の特定の位置で温度制御が可能になる。これにより、歪み又は他の温度非対称性を導入することなく、局部的な高温スポット及び低温スポットを補償することが可能になる。複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を有する基板支持アセンブリ１２６は、その上に処理された基板１３４の温度均一性を±０．３℃未満に制御する能力を有する。
基板支持アセンブリ１２６の幾つかの実施形態の他の利点は、ＲＦ電力が制御回路を通過するのを防止する能力である。例えば、調整ヒータコントローラ２０２は、電力回路２１０及び光パワーコントローラ２２０を含むことができる。電力回路２１０は、部分的に調整可能なヒータ１４０に結合される。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、電力回路２１０に接続された１対の電力リード（コネクタ２５０）を有する。５０の部分的に調整可能なヒータ１４０を有する例示的なヒータアセンブリ１７０では、部分的に調整可能なヒータ１４０を制御するために、６０のホット及び１の共通の電力リード（コネクタ２５０）を用いることができる。プラズマを形成するために、ＲＦエネルギーを処理チャンバ１００に供給することができ、電力リードに結合することができる。フィルタ（例えば、図１に示されるＲＦフィルタ１８２、１８４、１８６等）を用いて、電気機器（例えば、主ヒータ電源１５６等）をＲＦエネルギーから保護する。電力回路２１０で電力リード（コネクタ２５０）を終端し、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０に光パワーコントローラ２２０を用いることにより、単一のＲＦフィルタ１８４を電力回路２１０と電源１５６の間で用いることができる。専用のＲＦフィルタを有する各々のヒータの代わりに、部分的に調整可能なヒータは使用されるＲＦフィルタの数を著しく減少させる１のＲＦフィルタを使用することができる。専用ＲＦフィルタのスペースは非常に限られており、基板支持アセンブリ内で用いられるヒータの数も限られている。主ヒータゾーンの数は限定されず、部分的に調整可能なヒータを実現することが可能になる。光パワーコントローラ２２０と共に電力回路２１０を使用することにより、より多くのヒータ、ひいては優れた横方向温度制御が可能になる。
電力回路２１０は、複数のコネクタ２５０に対し電力を切り替えるか、又は、サイクルすることができる。電力回路２１０は各々のコネクタ２５０に電力を供給し、１以上の部分的に調整可能なヒータ１４０を作動する。電力源は最終的に複数の部分的に調整可能なヒータ１４０に電力を供給するが、電力回路２１０は単一の電源、即ち調整ヒータ電源１４２を有し、単一のフィルタ１８４を使用する。有利には、追加のフィルタのスペース及び費用が軽減され、多くのヒータとヒータゾーンの使用が可能になる。
光パワーコントローラ２２０は光ファイバインターフェイス２２６（例えば、光ファイバケーブル等）により電力コントローラ２１０に結合され、これにより、コネクタ２５０及び部分的に調整可能なヒータ１４０に供給される電力を制御することができる。光パワーコントローラ２２０は、光導波路２２８を介して光変換器１７８に結合することができる。光変換器１７８はコントローラ１４８に結合され、部分的に調整可能なヒータ１４０の機能を制御する信号を提供する。光ファイバインターフェイス２２６及び光導波路２２８は、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響を受けない。調整ヒータコントローラ２０２からのＲＦエネルギー伝達からコントローラ１４８を保護するためのＲＦフィルタは不要であり、これにより、他のユーティリティをルーティングするための基板支持アセンブリ１２６のスペースをより大きくすることができる。
光コントローラ２２０はコマンド又は命令を電力回路２１０に送り、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０又は部分的に調整可能なヒータ１４０のグループ／領域を調整することができる。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、電力回路２１０に取り付けられた正のリード及び負のリード（即ち、コネクタ）の組み合わせを用いて起動することができる。電力は電力回路２１０から正のリードを介して部分的に調整可能なヒータ１４０に流れ、負のリードを介して電力回路２１０に戻ることができる。一実施形態では、負のリードは、部分的に調整可能なヒータ１４０の間で共有される。部分的に調整可能なヒータ１４０の各々は個々の専用の正のリードを有する一方、共通の負のリードを共有することができる。この構成では、電力回路２１０から複数の部分的に調整可能なヒータ１４０までのコネクタ２５０の数は、部分的に調整可能なヒータ１４０の数よりも１個多い。例えば、基板支持アセンブリ１２６が１００個の部分的に調整可能なヒータ１４０を有する場合、部分的に調整可能なヒータ１４０と電力回路２１０の間の合計１０１個のコネクタ２５０のために１００個の正のリードと１個の負のリードが存在する。他の実施形態では、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、部分的に調整可能なヒータ１４０を電力回路２１０に接続する別個の負のリードを有する。この構成では、電力回路２１０から部分的に調整可能なヒータ１４０までのコネクタ２５０の数は、部分的に調整可能なヒータ１４０の数の２倍である。例えば、基板支持アセンブリ１２６が１００個の部分的に調整可能なヒータ１４０を有する場合、部分的に調整可能なヒータと電力回路２１０の間の合計２００個のコネクタ２５０ために１００個の正のリードと１００個の負のリードが存在する。
光パワーコントローラ２２０は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０の温度を測定することによりプログラムされ、較正されることができる。光コントローラ２２０は、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０のパワーパラメータを調整することにより温度を制御することができる。一実施形態では、温度は部分的に調整可能なヒータ１４０への電力の増加により調整することができる。例えば、部分的に調整可能なヒータ１４０に供給される電力の増加率（例えば、９％の増加）で温度上昇を得ることができる。他の実施形態では、温度は、部分的に調整可能なヒータ１４０をオン・オフするようにサイクルさせることにより調整することができる。更に他の実施形態では、温度は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０のサイクルと、ヒータへの電力の増分調整との組み合わせにより調整することができる。温度マップは、この方法を用いて得ることができる。温度マップは、ＣＤ又は温度を各々の部分的に調整可能なヒータ１４０の電力分布曲線に相関させることができる。部分的に調整可能なヒータ１４０は、個々の部分的に調整可能なヒータの電力設定を制御するプログラムに基づいて、温度プロファイルを生成するために用いることができる。ロジックは、光コントローラ２２０内に直接的に配置してもよく、又は、外部接続されたコントローラ（例えば、コントローラ１４８等）内に直接的に配置してもよい。
ここで、部分的に調整可能なヒータ１４０及び関連する温度センサ１４１の配置について、図４Ａ～図４Ｄを参照して説明する。図４Ａは、一実施形態による、図２の断面線Ａ－Ａに沿った断面図である。図４Ｂ～図４Ｄは、代替的な実施形態による、図２の同一切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。
ここで図４Ａを参照すると、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０は、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２を通る断面線Ａ－Ａの面に沿って配置される。熱チョーク２１６は各々隣接するセル２００の間に配置され、各々のセル２００は部分的に調整可能なヒータ１４０の少なくとも１に関連付けられる。更に、熱チョーク２１６は、基板支持アセンブリ１２６の外面４２６に沿って配置される。図示されたセル２００の数は説明のためのみであり、いかなる数の実施形態も実質的により多い（又は少ない）セル２００を有することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０の数は、少なくとも主抵抗ヒータ１５４の数より一桁大きい。幾つかの実施形態では、基板支持アセンブリ１２６に亘って配置された部分的に調整可能なヒータ１４０の数は数百を超えることがある。
各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、端子４０６、４０８で終わる抵抗器４０４を有する。電流が一方の端子（例えば４０６とラベル付けされた端子）に入り、他方の端子（例えば４０８とラベル付けされた端子）から出るとき、電流は抵抗器４０４のワイヤを通り、熱を発生する。部分的に調整可能なヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６の外面４２６に沿って適切な温度上昇を提供する設計電力密度を有することができる。抵抗器４０４により放出される熱量は、それを通過する電流の２乗に比例する。電力設計密度は、約１ワット／セル～約１００ワット／セル（例えば１０ワット／セル）とすることができる。
抵抗器４０４は、ニクロム、レニウム、タングステン、白金、タンタル又は他の適切な材料の膜から形成することができる。抵抗器４０４は、電気抵抗率（ρ）を有することができる。低いρは、抵抗器４０４に亘る電荷の移動を容易に可能にする材料を示す。抵抗（Ｒ）は、ワイヤの断面積（Ａ）に亘る長さ（ｌ）のρ倍に依存するか、又は、単純にＲ＝ρ・ｌ／Ａである。白金は２０℃で約１．０６×１０－７（Ω・ｍ）のρを有する。タングステンは２０℃で約６．６０×１０－８（Ω・ｍ）のρを有する。ニクロムは２０℃で約１．１×１０－８～約１．５×１０－８（Ω・ｍ）のρを有する。上述した３つの材料のうち、ニクロムからなる抵抗器４０４は電荷の移動をより容易にし、より多くの熱を発生する。しかしながら、タングステンの電気的特性は、特定の温度範囲において抵抗ヒータとして材料を区別する可能性がある。
抵抗器４０４は、電流が抵抗器４０４に沿って通過するときに効率的に熱を提供するように構成された膜厚（図示せず）及びワイヤ厚さ４７２を有することができる。抵抗器４０４のワイヤ厚さ４７２を増加すると、抵抗器４０４の抵抗Ｒを低下させることができる。ワイヤ厚さ４７２は、タングステンワイヤについては約０．０５ｍｍ～約０．５ｍｍの範囲であり、ニクロムワイヤについては約０．５ｍｍ～約１ｍｍの範囲とすることができる。
式Ｒ＝ρ・ｌ／Ａを参照すると、抵抗器４０４の材料、ワイヤの長さ、及びワイヤの厚さを選択し、これにより、コスト、消費電力、及び、各々の部分的に調整可能なヒータにより生成される熱を制御することができる。一実施形態では、抵抗器４０４は、約０．０８ｍｍのワイヤ厚さ４７２及び１０ワットの電力で約９０オームの抵抗を有するタングステンからなる。
部分的に調整可能なヒータ１４０を所定のパターン４９０に構成し、基板支持アセンブリ１２６の表面に沿って効率的に熱プロファイルを生成することができる。パターン４９０は、リフトピンのための穴４２２又は他の機械的、流体的又は電気的接続の内部又は周りにクリアランスを提供するように、中心点の周りに対称的であってもよい。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、調整ヒータコントローラ２０２により制御することができる。調整ヒータコントローラ２０２は、ヒータ４４０を画定する単一の部分的に調整可能なヒータ１４０、又は、内側くさび４６２、周辺グループ４６４、パイ形状領域４６０、又は、他の幾何学的構成（非連続構成を含む）を画定するようにグループ化された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を起動することができる。このようにして、基板支持アセンブリ１２６の表面に沿った独立した位置で温度を正確に制御することができ、この独立した位置は当技術分野で知られているような同心リングに限定されない。示されたパターンはより小さい単位からなるが、代替的に、パターンはより大きな単位及び／又はより小さな単位を有してもよく、エッジまで延びてもよく、又は他の形態を有してもよい。
また、図４Ａは温度センサ１４１の一種であるＲＴＤ４０５を示す。ＲＴＤ４０５は、部分的に調整可能なヒータ１４０の上方又は下方に配置される。図示されるように、ＲＴＤ４０５は、ほとんどの場合、部分的に調整可能なヒータ１４０よりも小さい。ＲＴＤ４０５は、温度に基づいて抵抗を変化させる特定の種類の抵抗器であってもよい。一実施形態では、ＲＴＤ４０５は白金ワイヤである。代替的に、ＲＴＤ４０５は、本明細書で説明される他の材料のいずれかであってもよい。ＲＴＤ４０５は端子４０７、４０９で終わる。電流は端子を介してＲＴＤ４０５を通って送られ、ＲＴＤ４０５の抵抗が測定され、部分的に調整可能なヒータ１４０の温度を決定することができる。ＲＴＤ４０５の材料、ワイヤ長さ、ワイヤ厚さは、ＲＴＤ４０５が感度を有する温度範囲を制御するために選択することができる。
図４Ｂは、他の実施形態による、本体１５２を通る断面線Ａ－Ａの面に沿って配置された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の上面図である。熱チョーク２１６は、オプションとして存在してもよい。部分的に調整可能なヒータ１４０はグリッドの形状で配置され、グリッドパターンで配列された温度制御セル２００のアレイを画定する。部分的に調整可能なヒータ１４０のグリッドパターンは、行及び列からなるＸ／Ｙグリッドとして示されているが、代替的に、部分的に調整可能なヒータ１４０のグリッドパターンは、他の均一にパックされた形状（例えば、六角形の密集したパック等）を有してもよい。上述したように、部分的に調整可能なヒータ１４０は、グループで又は単独で作動されてもよいと理解すべきである。
図４Ｃは、他の実施形態による、本体１５２を通る断面線Ａ－Ａの面に沿って配置された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の上面図である。図４Ｃは、本体１５２内に円形に配置された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を示す。選択的に、１以上の熱チョーク２１６が、部分的に調整可能なヒータ１４０の間に配置されてもよい。部分的に調整可能なヒータ１４０の円形配列パターンは、円形配列で配置される隣接するセル２００も画定する。選択的に、セル２００を隣接するセル２００から分離するために熱チョーク２１６を用いることができる。
図４Ｄは、他の実施形態による、本体１５２を通る断面線Ａ－Ａの面に沿って配置された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の上面図である。図４Ｄは、同心チャネルで本体１５２内に配置された複数の部分的に調整可能なヒータ１４０を示す。選択的に、部分的に調整可能なヒータ１４０の同心チャネルパターンは、熱チョーク２１６により分離されてもよい。部分的に調整可能なヒータ１４０及びセル２００は、他の位置付けで配置されてもよいと考えられる。
部分的に調整可能なヒータ１４０の数及び密度は、非常に小さい公差まで基板に亘る温度均一性を制御する能力に寄与し、基板１３４を処理する際の正確なプロセス及びＣＤ制御を可能にする。更に、他の部分的に調整可能なヒータ１４０に対する１の部分的に調整可能なヒータ１４０に対する個別の制御は、隣接する領域の温度に実質的に影響を与えることなく、基板支持アセンブリ１２６の特定の位置で温度制御を可能にし、これにより、局所的な高温スポット及び低温スポットを歪み又は他の温度非対称性を導入することなく補償することを可能にする。部分的に調整可能なヒータ１４０は、約０．１℃の刻みで温度上昇を制御する能力を有する約０．０℃～約１０．０℃の個々の温度範囲を有することができる。一実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は基板支持アセンブリ１２６内の複数の部分的に調整可能なヒータ１４０と併せて、その上で処理される基板１３４の温度均一性を約±０．３℃未満に制御する能力を有する。部分的に調整可能なヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６上で処理される基板１３４の横方向の温度プロファイルの横方向及び方位方向の両方の調整を可能にする。
図５を参照すると、主抵抗ヒータ１５４及び部分的に調整可能なヒータ１４０のための配線図について図示されている。配線図は、部分的に調整可能なヒータ１４０上で多重制御とは対照的な個別的な制御を提供する。個別的な制御により、１の部分的に調整可能なヒータ１４０、又は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の選択を、他の１の部分的に調整可能なヒータ１４０、又は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の選択と同時にアクティブにすることができる。配線図により、複数の部分的に調整可能なヒータのうちの他のものに対し、複数の部分的に調整可能なヒータのうちの１の出力を個別的に制御することが可能になる。部分的に調整可能なヒータ１４０はオン状態とオフ状態の間切り変わる電源を有さず、これにより、他の部分的に調整可能なヒータ１４０への電力供給、又は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０の選択が可能になる。有利なことに、この構成により、適合された温度プロファイルを達成するための部分的に調整可能なヒータ１４０における速い応答時間が可能になる。
主抵抗ヒータ１５４及び部分的に調整可能なヒータ１４０は、制御ボード５０２に取り付けられてもよい。制御ボード５０２は、単一のＲＦフィルタ５１０を介して電源５７８に取り付けられてもよい。各々のヒータ１５４、１４０は単一のＲＦフィルタ５１０を共有し、自身のＲＦフィルタを有しないので、基板支持アセンブリ１２６内の空間が保存され、追加のフィルタに関連するコストが有利に緩和される。制御ボード５０２は、図１及び図２に示すコントローラ２０２と同様であり、電気コントローラ２１０及び光コントローラ２２０と同様のバージョンを有する。制御ボード５０２は、基板支持アセンブリ１２６の内部又は外部にあってもよい。一実施形態では、制御ボード５０２は、ファシリティプレート１８０と冷却ベース１３０の間に形成される。
部分的に調整可能なヒータ１４０（１－ｎ）は、比喩的に示されているが、部分的に調整可能なヒータ１４０１は、共通ゾーン内の多数の部分的に調整可能なヒータを表し、又は、代替的に、基板支持アセンブリ１２６に亘って配置された全ての部分的に調整可能なヒータ１４０を表していると理解すべきである。一実施形態では、主ヒータ１５４より部分的に調整可能なヒータ１４０が一桁多く存在し、電気コントローラ２１０及び光コントローラ２２０への接続が一桁大きい。
電気コントローラ２１０は、部分的に調整可能なヒータ１４０から、冷却ベース１３０を貫通して形成された１以上の穴又はスロット５２０を介して複数のコネクタ５１２を受け入れる。コネクタ５１２は、部分的に調整可能なヒータ１４０と電気コントローラ２１０の間の連結のために適した多くの接続を含むことができる。コネクタ５１２は、ケーブル、個々のワイヤ、リボン等の平らなフレキシブルケーブル、メイティングコネクタ、又は、部分的に調整可能なヒータ１４０と電気コントローラ２１０の間で信号を伝送するための他の適切な技術とすることができる。一実施形態では、コネクタ５１２はリボンケーブルである。コネクタ５１２は、電力リボン５１２という用語を使用して説明する。
電力リボン５１２は、一端がＥＳＣ１３２内の部分的に調整可能なヒータ１４０に接続され、他端が電気コントローラ２１０に接続されることができる。電力リボン５１２は、直接配線、ソケット、又は適切なリセプタクルを介して電気コントローラに接続することができる。一実施形態では、電気コントローラ２１０は、高密度接続用に構成されたソケットを有する。電力リボン５１２は高密度コネクタを使用して、部分的に調整可能なヒータ１４０から電気コントローラ２１０に多数の接続（５０以上の接続等）を提供することができる。電気コントローラ２１０は、従来のプリント基板よりも単位面積当たりの配線密度が高密度相互接続（ＨＤＩ）を有することができる。ＨＤＩは、電力リボン５１２の高密度コネクタとインターフェイスすることができる。有利なことに、コネクタは、高密度接続を可能にし、基板支持アセンブリ１２６の容易な組立及び分解を可能にする。例えば、ＥＳＣ１３２は、メインテナンス、再表面化、交換を受ける可能性があり、コネクタは、メインテナンスのためにＥＳＣ１３２を取り外し、ＥＳＣ１３２を基板支持アセンブリ１２６に迅速に再結合するための迅速且つ容易な方法を提供する。
更に、電気コントローラ２１０は、冷却ベース１３０を貫通して形成されたスロット５２０を介して主抵抗ヒータ１５４から複数の電力リボン５２２を受け入れることができる。電力リボン５１２、５２２は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４のための多くの電力リードを図示する。例えば、電力リボン５１２は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０のための別々の正及び負の電力リードを含む。同様に、電力リボン５２２は、各々の主抵抗ヒータ１５４のための別々の正及び負の電力リードで構成される。一実施形態では、各々の電力リードは、光コントローラ２２０により管理されるスイッチ５６０を有する。スイッチ５６０は、電気コントローラ２１０内、制御ボード５０２上、又は、他の適切な場所に存在してもよい。部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４のための電力リードを経路指定するために、単一のリボン、又は、３つ以上の等間隔のリボンが用いることができると考えられる。等間隔のリボンは、フィールド均一性及び処理結果の均一性を高める。
光コントローラ２２０は、外部コントローラ（図１の１４８）に接続され、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０に電力を供給するように電気コントローラに命令を提供するように構成される。光コントローラ２２０は、部分的に調整可能なヒータ１４０を管理するための複数の制御リボン５４０を受け入れる。一実施形態では、制御リボン５４０は制御ボード５０２に埋め込まれ、光コントローラ２２０を電気コントローラ２１０に接続する。例えば、制御リボン５４０は、２つのコントローラ２１０、２２０を接続する回路であってもよい。他の実施形態では、制御リボン５４０は、制御ボード５０２の外部のケーブル又は他の適切な接続を介して、光コントローラ２２０を電気コントローラ２１０に接続することができる。更に他の実施形態では、制御リボン５４０は、冷却ベースを貫通して形成されたスロット５２０を通り、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０を個別に管理することができる。
選択的に、光コントローラ２２０は主抵抗ヒータ１５４を管理するための複数の制御リボン５５０を受け入れることができる。代替的に、主抵抗ヒータは、第２の光コントローラ又は外部コントローラにより管理することができる。制御リボン５４０と同様に、制御リボン５５０は、制御ボード５０２に埋め込まれてもよいし、主抵抗ヒータ１５４に取り付けられてもよい。代替的に、主抵抗ヒータは制御リボン５５０を有しなくてもよく、電力のサイクル及び強度は電源１３８で外部から管理される。
リボン５４０、５５０は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４のための多くの制御リードを示す。例えば、制御リボン５４０は、複数の部分的に調整可能なヒータ１４０のための分離した正及び負の制御リードを含む。光コントローラ２２０は、プログラム、温度測定装置、外部コントローラ、ユーザー、又は、他の供給源から入力を受け取ることができる。光パワーコントローラ２２０は、どの部分的に調整可能なヒータ１４０及び／又は主抵抗ヒータ１５４を管理するかを決定することができる。光コントローラ２２０は光を使用してＲＦ環境の外部にある他のデバイス（例えば、電気コントローラ２１０等）と通信するので、光パワーコントローラ２２０はＲＦ干渉を受けず、ＲＦ信号を処理チャンバの外部の領域に伝達しない。制御リードを経路指定するために、単一のリボン、又は、３以上のリボンを用いることができると考えられる。
制御リボン５４０は、光コントローラ２２０により生成された信号を提供して、スイッチ５６０の状態を制御する。スイッチ５６０は電界効果トランジスタ又は他の適切な電子スイッチであってもよい。代替的に、スイッチ５６０は、電気コントローラ２１０内の光学的に制御された回路ボードに埋め込まれてもよい。スイッチ５６０は、ヒータ１５４、１４０にエネルギーを与えられた（アクティブな）状態とエネルギーを与えられていない（非アクティブな）状態の間で簡単なサイクリングを行わせることができる。
コントローラ２０２は、１以上の選択された部分的に調整可能なヒータ１４０に適用されるデューティサイクル、電圧、電流、又は電力持続時間のうちの少なくとも１以上を、他の部分的に調整可能なヒータ１４０に対して、同時に制御することができる。一実施形態では、コントローラ２０２は、制御リボン５４０１に沿って信号を供給して、スイッチ５６０１に９０％の電力を通過させるように指示する。電気コントローラ２１０は、電力リボン５１２１に沿って約１０ワットの電力を供給する。スイッチ５６０１は、供給された電力の９０％を、約９ワットの電力で加熱する部分的に調整可能なヒータ１４０に通過させることができる。
他の実施形態では、コントローラ２０２は制御リボン５５０２に沿って信号を提供して、スイッチ５６０２に１００％の電力を通過させるように指示する。電気コントローラ２１０は、電力リボン５２２２に沿って約１００ワットの電力を供給する。スイッチ５６０２は、供給された電力の１００パーセントが、約１００ワットの電力で加熱する主抵抗ヒータ１５４２まで通過させることを可能にする。同様に、主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）は全てコントローラ２０２から動作させることができる。
更に他の実施形態では、調整ヒータコントローラ２０２は制御リボン５４０に沿って信号を供給して、スイッチ５６０に電力を通過させるアクティブ状態又は電力の通過を阻止する非アクティブ状態のいずれかにするよう指示する。電気コントローラ２１０は、電力リボン５１２に沿って約１０ワットの電力を、アクティブな状態のスイッチ５６０に結合された各々の部分的に調整可能なヒータ１４０に供給する。調整ヒータコントローラ２０２は、スイッチ５６０がアクティブ状態に留まる持続時間と、各々のスイッチ５６０のデューティサイクルのうちの少なくとも１を他のスイッチ５６０に対して、独立して制御し、基板支持アセンブリ１２６及びその上に配置された基板の温度均一性を最終的に制御する。主抵抗ヒータ１５４への電力を制御するスイッチ５６０も同様に制御することができる。
他の実施形態では、別個のゾーンを表す各々の主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）は、別個のコントローラ２０２を有することができる。この実施形態では、１の主抵抗ヒータ１５４とゾーンが共通である部分的に調整可能なヒータ（１－Ｎ）は、共通の主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）とコントローラ２０２を共有することができる。例えば、４のゾーンがある場合、４の主抵抗ヒータ１５４（１－４）と４つの等間隔に配置されたコントローラ２０２が存在する。
他の実施形態では、別個のコントローラ２０２を用い、単一のコントローラによりサービスされる部分的に調整可能なヒータ１４０の数を分割することができる。例えば、各々の制御リボン５４０は、設定された数の部分的に調整可能なヒータ１４０の個々を管理するための別個の光コントローラ２２０を有することができる。部分的に調整可能なヒータ１４０の制御を分割することにより、コントローラを小さくし、リボンを冷却ベースを貫通して形成されたスロット５２０に通すためのスペースを少なくすることができる。
図６を参照すると、主抵抗ヒータ１５４及び部分的に調整可能なヒータ１４０のための他の配線図が図示されている。図６に示される配線図は部分的に調整可能なヒータ１４０の個別の制御を提供する。部分的に調整可能なヒータ１４０は、調整ヒータコントローラ２０２に取り付けられる。制御ボード５０２上の電気コントローラ２１０は、ＲＦフィルタ１８４を介して電源１５６に取り付けられる。光コントローラ２２０は、外部コントローラ（図１の１４８）に接続され、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０に電力を供給するように電気コントローラに指示を与えるように構成される。光コントローラ２２０は、光ファイバインターフェイス２２６を介して電気コントローラ２１０と連結され、部分的に調整可能なヒータ１４０を管理する。図５の配線図と同様に、図６の配線図は、複数の部分的に調整可能なヒータのうちの１の出力を他の部分的に調整可能なヒータに対して独立して制御することを提供する。
選択的に、主抵抗ヒータ１５４は、調整ヒータコントローラ２０２’、調整ヒータコントローラ２０２、又は、基板支持アセンブリ１２６の外部の他のコントローラに取り付けることができる。調整ヒータコントローラ２０２’は、調整ヒータコントローラ２０２と実質的に同様であってもよい。主抵抗ヒータ１５４の制御は、部分的に調整可能なヒータ１４０について説明したものと同様であってよいと理解されるべきである。代替的に、主抵抗ヒータ１５４は図１に示されるように外部で管理することができる。
部分的に調整可能なヒータ１４０（１－ｎ）は比喩的に示されており、部分的に調整可能なヒータ１４０１は共通ゾーン内の部分的に調整可能なヒータの大きなグループを表すことができ、代替的に、基板支持アセンブリ１２６に亘って配置された全ての部分的に調整可能なヒータ１４０を表すことができる。各々の部分的に調整可能なヒータ１４０は、電気コントローラ２１０から部分的に調整可能なヒータ１４０へ電力を伝送するためのコネクタ２５０を有する。
電気コントローラ２１０は、部分的に調整可能なヒータ１４０から、冷却ベース１３０を貫通して形成された１以上の穴又はスロット５２０を介して、複数の電力リボン６１２を受け入れる。リボン６１２は各々の部分的に調整可能なヒータ１４０のための多くの電力リードを示す。電力リボン６１２は、部分的に調整可能なヒータ１４０への電力のための電気経路を提供する。一実施形態では、電力リボン６１２は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０のための個々の正の電力リードを含む。選択的に、電力リボン６１２は、電力リボン６１２に取り付けられた全ての部分的に調整可能なヒータ１４０に共通の単一の負の電力リードを含むことができる。代替的に、電力リボン６１２は負の電力リターン経路を有しなくてもよく、電流のリターン経路は、別個のケーブル、共通バス、他の適切なコネクタを介して提供することができる。他の実施形態では、電力リボン６１２は、各々の部分的に調整可能なヒータ１４０のための別個の負の電力リードを備える。選択的に、電力リボン６１２は、電力リボン６１２に取り付けられた全ての部分的に調整可能なヒータ１４０に共通の単一の正の電力リードを有することができる。代替的に、電力リボン６１２は正の電力供給経路を有さなくてもよく、電流の電力供給経路は、別個のケーブル、共通バス、又は他の適切なコネクタを介して提供することができる。
図７を簡単に参照すると、図７は図６に図示される配線図のために構成された静電チャック１３２の底部７９４の斜視図である。静電チャック１３２は静電チャック１３２上に配置された基板にチャッキング力を供給するための１以上の電極を有することができ、電極に電力を供給するための１以上のコネクタ７４２を有することができる。更に、コネクタ７４２は主抵抗ヒータに接続することができる。一実施形態では、単極チャッキング電極に電力を供給するために単一のコネクタが使用される。他の実施形態では、バイポーラチャッキング電極に電力を供給するために２つのコネクタが使用される。一実施形態では、６つのコネクタが４つの主抵抗ヒータに電力を供給するために使用される。各々の主抵抗ヒータは、単一の高温コネクタを有してもよく、他の主抵抗ヒータと共通／接地コネクタを共有してもよい。一実施形態では、複数の追加コネクタが複数の温度センサに接続する。一例では、１５０個の温度センサがあり、各々が専用コネクタを有する。全ての温度センサは共通の接地を提供する単一のコネクタを共有することができる。代替的に、温度センサの異なるサブセットは別々の共通ラインを共有してもよい。複数の追加のコネクタは、図示されたコネクタを取り囲んでもよい。
電力リボン６１２は、部分的に調整可能なヒータ１４０、及び／又は、温度センサ１４１が内部に形成された静電チャック１３２の底部７９４に電気的に取り付けられてもよい。電力リボン６１２は、一端にコネクタ７１２を有し、他端に接点７２０を有するフラットフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）又はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）（例えば、ポリイミドフラットフレキシブルケーブル等）であってもよい。コネクタ７１２は、電気コントローラ２１０に接続する。コネクタ７１２は、個々のワイヤ、ソケットコネクタ、プラグ、高密度コネクタ（例えば、フラットフレキシブルケーブル又はフレキシブルプリント回路で用いられるもの等）又は他の適切なコネクタであってもよい。接点７２０は、静電チャック１３２に形成された電気接続部（即ち、ビア）に取り付けることができる。接点７２０は、静電チャック１３２にはんだ付け、接着又は他の方法で取り付けられてもよい。代替的に、接点７２０は、部分的に調整可能なヒータ１４０に直接接続されて形成されてもよい（例えば、有線電力リード等）。接点７２０は、静電チャック１３２と接触する結合された領域（約０．７５インチの直径の円よりも小さい）を有することができる。接点７２０が静電チャック１３２と有するこの最小限の領域は、静電チャック１３２から冷却ベース１３０への熱伝導を低減する。接点７２０は、円形、長方形、半円形又は他の形状であってもよい。電力リボン６１２は、２つ以上の接点７２０と、１００本以上のリードを有することができる。単一の電力リボン６１２は、電気コントローラ２１０への配線接続構成（例えば、共通の負のリードを共有する等）に応じて、多数の部分的に調整可能なヒータ１４０に接続し、個別に制御することができる。更に、電力リボン６１２は、温度センサに接続するために用いてもよい。一実施形態では、静電チャック１３２は、等間隔に配置され、はんだ付けされた６つの電力リボン６１２を有する。電力リボン６１２は、各々、２５個のはんだ付けされた接点７２０を有することができる。代替的に、静電チャック１３２は、より多い又は少ない電力リボン６１２を有することができる。
代替的に、電力リボン６１２は、ピン／レセプタクルコネクタと置き換えることができる。図１０を簡単に参照すると、図１０はＥＳＣ１３２を調整ヒータコントローラ２０２に接続するメイティングコネクタ１０１０の断面図を示す。メイティングコネクタ１０１０は冷却ベース１３０内のスロット５２０を通過するサイズにして、調整ヒータコントローラ２０２とＥＳＣの間の接続を提供することができる。メイティングコネクタ１０１０はフランジ１００８を有することができる。フランジ１００８は、冷却ベース１３０と調整ヒータコントローラ２０２の間に配置することができる。ギャップ１０５０は、冷却ベース１３０と調整ヒータコントローラの間に形成することができる。代替的に、調整ヒータコントローラ２０２は、切り欠き、ノッチ、穴、空隙、又は他の開口部を有することができ、これにより、メイティングコネクタ１０１０を通過させ、調整ヒータコントローラ２０２と冷却ベース１３０の間のギャップ１０５０を実質的に減少することができる。
メイティングコネクタ１０１０は、第１の端部１００２と第２の端部１００４を有することができる。第１の端部１００２は、ＥＳＣ１３２とインターフェイスすることができる。第２の端部１００４は、調整ヒータコントローラ２０２とすることができる。複数のコンタクトピン１０１２、１０１４は複数のピンレセプタクル１０２０、１０２２とインターフェイスし、ＥＳＣ１３２と調整ヒータコントローラ２０２の間に電気的接続を提供する。ピン１０１２、１０１４は約０．３ｍｍ以下であってもよい。ピン１０１２、１０１４は、ピン１０１２、１０１４を受容し、電気的連続性を提供するように構成された対応する複数のピンレセプタクル１０２０、１０２２を有する。ピン１０１２、１０１４又はピンレセプタクル１０２０、１０２２は、メイティングコネクタ１０１０の第１及び第２の端部１００２、１００４のうちの１以上に形成され、ＥＳＣ１３２と調整ヒータコントローラ２０２の間をインターフェイスすることができる。
メイティングコネクタ１０１０は、調整ヒータコントローラ２０２とＥＳＣ１３２の間の直接的な物理的電気的接続を提供することができる。例えば、ピン１０１４を受け入れる調整ヒータコントローラ２０２上にレセプタクルを形成することができる。冷却ベース１３０はＥＳＣ上に直接的に配置することができ、メイティングコネクタ１０１０は冷却ベース１３０のスロット５２０を通って挿入され、調整ヒータコントローラ２０２はメイティングコネクタ１０１０上に配置され、ＥＳＣ１３２と調整ヒータコントローラ２０２の間の接続を形成することができる。代替的に、メイティングコネクタ１０１０は、ケーブル、リボン又はフラットコネクタを用いることができ、調整ヒータコントローラ２０２とＥＳＣ１３２の間の接続を完了する。
有利なことに、メイティングコネクタ１０１０は小さい断面積を有することができ、これに対応して冷却ベース１３０の開口面積をほとんど使用せず、より良好な熱均一性のために冷却ベース１３０の熱コンダクタンス又は障害を最小にする。更に、メイティングコネクタ１０１０は接続を処理環境から保護し、電気接続の寿命を延ばすことができる。
図６に戻ると、電気コントローラ２１０は内部に形成された複数のスイッチ６６０を有する。各々のスイッチ６６０は電力リボン６１２の１から正の電力リードを受け入れ、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０を制御することができる。光コントローラ２２０は、光ファイバインターフェイス２２６から電気コントローラを介してスイッチ６６０を管理する。回路６４０は電気コントローラ２１０又は調整ヒータコントローラ２０２内に埋設され、スイッチ６６０に提供される命令のために光信号を電気信号に変換することができる。
スイッチ６６０は、電界効果トランジスタ、又は他の適切な電子スイッチであってもよい。スイッチ６６０は、エネルギーが与えられている（アクディブな）状態とエネルギーが与えられていない（非アクティブ）状態の間でヒータ１５４、１４０に簡単なサイクルを提供することができる。代替的に、スイッチ６６０は部分的に調整可能なヒータ１４０に供給される電力量を制御可能な他の適切なデバイスであってもよい。
スイッチ６６０は、基板支持アセンブリ１２６の内部（例えば、静電チャック１３２、冷却ベース１３０、ヒータアセンブリ１７０及びファシリティプレート１８０の内部等）に形成することができる。代替的に、スイッチ６６０は、基板支持アセンブリ１２６又はコントローラ１４８の外部（例えば、コントローラ１４８内）に形成することができる。
図８を参照すると、図８は、図６に描かれた配線図のために構成された冷却ベース１３０の底面斜視図を示す。冷却ベース１３０は、底面８９４と、複数の冷却通路（図８には図示せず）と、通路８４２とを有することができる。冷却通路は冷却流体を循環させて、静電チャック１３２の温度を制御することができるように構成されている。静電通路８４２は、静電チャック１３２へ電力を供給する電極７４２が冷却ベース１３０を通過することができるように構成することができる。通路８４２は電気的に絶縁されており、冷却ベース１３０にエネルギーを供給する電極７４２からの保護を提供する。更に、冷却ベースは、１以上のスロット５２０を有することができる。スロット５２０は、リボン６１２が静電チャック１３２から冷却ベース１３０の内部を通って底面８９４の内部を通過することができるように構成することができる。
電気コントローラ２１０は、冷却ベース１３０の底面８９４上に配置することができる。電気コントローラ２１０はＲＦ環境に配置され、電気コントローラ２１０との通信は光ファイバを介して行われることができ、一方、電気的コントローラ２１０への電力はＲＦフィルタを介して供給されることができる。電気的コントローラ２１０は、送信部８２６及び受信部８２８光ファイバインターフェイス２２６を有することができる。光ファイバインターフェイス２２６は、光コントローラ２２０への光接続を提供する。光ファイバインターフェイス２２６は、ＲＦ及び他の電気的干渉を受けず、接続されたデバイス／コントローラ（例えば、光コントローラ２２０等）を保護するためのフィルタを用いない。
調整ヒータコントローラ２０２は、複数のソケット８１２を有することができる。ソケット８１２は、リボン６１２の端部に取り付けられたコネクタ７１２と接続するように構成することができる。ソケットは、各々のリボン６１２に５０以上の個々の接続を提供することができる。電気コントローラ２１０は、基板８３０と、その上に形成された複数の回路８３２、８３４から構成することができる。複数の回路８３２、８３４は、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、及び他の電気的フィーチャを含むことができ、スイッチを形成し、ソケット８１２内の個々の接続部への電力の流れを制御する。電気コントローラ２１０は、リボン６１２に取り付けられたソケット８１２内の個々の接続部に供給される電力のデューティサイクル、電圧、電流、又は持続時間のうちの少なくとも１以上を制御することにより、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０を管理する。
更に、ヒータコントローラ２０２は、複数の温度センサ１４１により生成された読み取り値から温度を測定するための１以上の温度測定回路（図示せず）を含むことができる。温度測定回路は、部分的に調整可能なヒータ、及び／又は、主抵抗ヒータをに関連する温度測定値を電気コントローラ２１０に提供することができる。次に、電気コントローラ２１０は、関連する部分的に調整可能なヒータのデューティサイクル、電圧等を調整するかどうかを決定することができる。
一実施形態では、スイッチ６６０は、電気コントローラ２１０上に形成される。コネクタ７１２を備えたリボン６１２は、冷却ベース１３０のスロット５２０を通り、静電チャック１３２内の部分的に調整可能なヒータ１４０を電気コントローラ２１０に接続する。コネクタ７１２は、リボン６１２を電気コントローラ２１０上のソケット８１２に接続する。光コントローラ２２０は、ソケット８１２内の個々の接続への電力を制御するため、光ファイバインターフェイス２２６を介して電気コントローラ２１０に光信号を供給する。光コントローラ２２０及び電気コントローラ２１０の組み合わせにより、同時に電力供給され、及び／又は、サイクルオン及びオフされる個々の部分的に調整可能なヒータ１４０の選択が可能になり、静電チャック１３２上に配置された基板上に調整された温度プロファイルを作成することができる。密度の高い相互接続の使用により、多数の部分的に調整可能なヒータ１４０の個々の制御及び温度プロファイルの強化された制御が可能になる。好都合なことに、部分的に調整可能なヒータ１４０の独立した制御により、個々の部分的に調整可能なヒータ１４０毎の高いデューティサイクル、より大きなダイナミック温度範囲が可能になる。部分的に調整可能なヒータ１４０の個々の制御は、迅速な応答時間とともに単位時間当たりのより高い電力を提供する。
図９は、基板支持アセンブリ（とりわけ、上述の基板支持アセンブリ等）を用いて基板を処理する方法９００の一実施形態のフロー図である。方法９００は、基板支持アセンブリ内に形成された主抵抗ヒータに電力を印加することによりブロック９０２から開始する。主抵抗ヒータは、単一のヒータであってもよく、ゾーンに分割されていてもよい。主抵抗ヒータゾーンは、独立して制御可能であってもよい。
ブロック９０４において、電力は、基板支持アセンブリの周りに分布された個々の複数の部分的に調整可能なヒータに供給される。調整ヒータコントローラは、各々の部分的に調整可能なヒータへの電力を個別に制御する。部分的に調整可能なヒータの少なくとも２つは、所定の異なる熱量を生成する。１の部分的に調整可能なヒータにより生成される熱の他のヒータに対する差は、１の部分的に調整可能なヒータに印加される電力の他のヒータに対するデューティサイクル、電圧、電流、持続時間のうちの少なくとも１以上を制御することにより制御することができる。部分的に調整可能なヒータに供給される電力は、個々の部分的に調整可能なヒータに亘って、順次、スキャンすることができる。
各々の部分的に調整可能なヒータの制御は静電チャック１３２内で同時に実行することができ、これにより、部分的に調整可能なヒータの選択を可能にし、特定の温度プロファイルを迅速に生成することができる。個々の部分的に調整可能なヒータに供給される電力の制御は、光接続によりインターフェイス接続された外部コントローラを介して基板支持アセンブリに配置された調整ヒータコントローラに提供することができる。外部コントローラは、調整ヒータコントローラへの光接続によりＲＦから分離される。
ブロック９０６において、ワークピース（例えば、基板等）を基板支持アセンブリ上で処理することができる。例えば、基板は、例えばプラズマプロセスを使用して、真空チャンバ内で処理することができる。処理チャンバ内でプラズマ存在下で追加的に実行できる真空プロセスは、エッチング、化学気相堆積、物理気相堆積、イオン注入プロセス、プラズマ処理、アニーリング、酸化物除去、除害又は他のプラズマ処理プロセスの１であってもよい。ワークピースは、異なる環境（例えば、大気条件下）で温度制御された表面上で他の用途のために処理することができると考えられる。
選択的に、ブロック９０６において、基板支持アセンブリ内で横方向に分配された個々の部分的に調整可能なヒータに供給される電力は、プロセス条件又はプロセスレシピの変化に応じて変更してもよい。例えば、１以上の部分的に調整可能なヒータに供給される電力は、調整ヒータコントローラからのコマンドを用いて変更してもよい。調整ヒータコントローラは、異なる重なり時間間隔で、他の部分的に調整可能なヒータをサイクリングし、更に他の部分的に調整可能なヒータを更にサイクリングしながら、同時に、１の部分的に調整可能なヒータに同時に電力を供給することができる。
上記は本発明の実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施態様は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (1)

  1. 基板支持アセンブリ用のヒータアセンブリであって、
    本体と、
    本体内に配置された１以上の主抵抗加熱要素と、
    本体内に配置された複数の部分的に調整可能な加熱要素と、
    本体内に配置された複数の温度センサを備え、複数の温度センサのうちの１以上が複数の部分的に調整可能な加熱要素のうちの１に近接して配置されるヒータアセンブリ。
JP2023010117A 2016-01-22 2023-01-26 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム Pending JP2023055790A (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662286064P 2016-01-22 2016-01-22
US62/286,064 2016-01-22
US15/409,362 2017-01-18
US15/409,362 US10582570B2 (en) 2016-01-22 2017-01-18 Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
PCT/US2017/014233 WO2017127611A1 (en) 2016-01-22 2017-01-20 Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
JP2018536478A JP7253922B2 (ja) 2016-01-22 2017-01-20 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018536478A Division JP7253922B2 (ja) 2016-01-22 2017-01-20 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023055790A true JP2023055790A (ja) 2023-04-18

Family

ID=59360775

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018536478A Active JP7253922B2 (ja) 2016-01-22 2017-01-20 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム
JP2023010117A Pending JP2023055790A (ja) 2016-01-22 2023-01-26 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018536478A Active JP7253922B2 (ja) 2016-01-22 2017-01-20 マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10582570B2 (ja)
JP (2) JP7253922B2 (ja)
KR (1) KR20180097789A (ja)
CN (2) CN108474694A (ja)
TW (2) TWI771859B (ja)
WO (1) WO2017127611A1 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106971964A (zh) * 2014-07-23 2017-07-21 应用材料公司 可调谐温度受控的基板支撑组件
US10381248B2 (en) 2015-06-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Auto-correction of electrostatic chuck temperature non-uniformity
US10386821B2 (en) 2015-06-22 2019-08-20 Lam Research Corporation Systems and methods for calibrating scalar field contribution values for a limited number of sensors including a temperature value of an electrostatic chuck and estimating temperature distribution profiles based on calibrated values
US10763142B2 (en) 2015-06-22 2020-09-01 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
US9779974B2 (en) * 2015-06-22 2017-10-03 Lam Research Corporation System and method for reducing temperature transition in an electrostatic chuck
JP6775997B2 (ja) * 2016-05-13 2020-10-28 株式会社エンプラス 電気部品用ソケット
US10908195B2 (en) * 2016-06-15 2021-02-02 Watlow Electric Manufacturing Company System and method for controlling power to a heater
US11621180B2 (en) * 2016-10-31 2023-04-04 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Heating device
US10535538B2 (en) * 2017-01-26 2020-01-14 Gary Hillman System and method for heat treatment of substrates
JP6571880B2 (ja) * 2017-04-10 2019-09-04 日本特殊陶業株式会社 保持装置
KR102467605B1 (ko) * 2017-06-28 2022-11-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체
TWI639225B (zh) 2017-10-27 2018-10-21 國立中山大學 彎曲平板波感測器及其製作方法
US11236422B2 (en) 2017-11-17 2022-02-01 Lam Research Corporation Multi zone substrate support for ALD film property correction and tunability
CN108346554A (zh) * 2018-04-24 2018-07-31 西南林业大学 一种等离子体刻蚀与沉积设备及方法
US10633742B2 (en) 2018-05-07 2020-04-28 Lam Research Foundation Use of voltage and current measurements to control dual zone ceramic pedestals
JP7094804B2 (ja) * 2018-07-03 2022-07-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR20210019573A (ko) 2018-07-05 2021-02-22 램 리써치 코포레이션 기판 프로세싱 시스템에서 기판 지지부의 동적 온도 제어
US10872747B2 (en) 2018-08-08 2020-12-22 Lam Research Corporation Controlling showerhead heating via resistive thermal measurements
US11183400B2 (en) 2018-08-08 2021-11-23 Lam Research Corporation Progressive heating of components of substrate processing systems using TCR element-based heaters
KR20210081437A (ko) * 2018-11-20 2021-07-01 램 리써치 코포레이션 반도체 제조 시 이중-상 (dual-phase) 냉각
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
KR20210118472A (ko) * 2019-02-15 2021-09-30 램 리써치 코포레이션 멀티-패터닝 프로세스들을 위한 멀티-존 가열된 기판 지지부를 사용한 트리밍 및 증착 프로파일 제어
KR102280033B1 (ko) * 2019-05-29 2021-07-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7292115B2 (ja) * 2019-06-07 2023-06-16 東京エレクトロン株式会社 温度調整装置及び温度制御方法。
JP2022540767A (ja) * 2019-06-24 2022-09-20 ラム リサーチ コーポレーション マルチゾーン台座の温度制御
US11533783B2 (en) * 2019-07-18 2022-12-20 Applied Materials, Inc. Multi-zone heater model-based control in semiconductor manufacturing
US11610792B2 (en) * 2019-08-16 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Heated substrate support with thermal baffles
WO2021108176A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Tokyo Electron Limited THERMAL TREATMENTS USING A PLURALITY OF EMBEDDED RESISTANCE TEMPERATURE DETECTORS (RTDs)
JP7411431B2 (ja) * 2020-01-31 2024-01-11 新光電気工業株式会社 静電チャック、基板固定装置
US20210249284A1 (en) * 2020-02-12 2021-08-12 Applied Materials, Inc. Fast response dual-zone pedestal assembly for selective preclean
JP7413128B2 (ja) 2020-04-01 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 基板支持台
US11862499B2 (en) 2020-08-19 2024-01-02 Applied Materials, Inc. Multiplexing control of multiple positional sensors in device manufacturing machines
US11688615B2 (en) * 2020-08-19 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for heating semiconductor wafers
WO2022103903A1 (en) 2020-11-11 2022-05-19 Axcelis Technologies, Inc. Hybrid high-temperature electrostatic clamp for improved workpiece temperature uniformity
KR102554876B1 (ko) * 2021-04-13 2023-07-12 현대자동차주식회사 에너지 효율이 향상된 자동차용 시트히터
US20230054444A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 Applied Materials, Inc. Bipolar esc with balanced rf impedance
WO2023228853A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP7471566B2 (ja) 2022-09-28 2024-04-22 Toto株式会社 静電チャック

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012195A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Ibiden Co Ltd セラミックヒータ
US6094334A (en) * 1999-03-02 2000-07-25 Applied Materials, Inc. Polymer chuck with heater and method of manufacture
JP2001244320A (ja) * 2000-02-25 2001-09-07 Ibiden Co Ltd セラミック基板およびその製造方法
EP1204299A1 (en) * 2000-04-29 2002-05-08 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater and method of controlling temperature of the ceramic heater
US6847014B1 (en) 2001-04-30 2005-01-25 Lam Research Corporation Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support
US7161121B1 (en) * 2001-04-30 2007-01-09 Lam Research Corporation Electrostatic chuck having radial temperature control capability
WO2002089531A1 (en) * 2001-04-30 2002-11-07 Lam Research, Corporation Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support
CN1473452A (zh) * 2001-07-09 2004-02-04 IBIDEN�ɷ����޹�˾ 陶瓷加热器与陶瓷接合体
US6921724B2 (en) 2002-04-02 2005-07-26 Lam Research Corporation Variable temperature processes for tunable electrostatic chuck
JP4371847B2 (ja) 2004-02-25 2009-11-25 本田技研工業株式会社 軽車両のカバー支持構造
JP5069452B2 (ja) * 2006-04-27 2012-11-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 二重温度帯を有する静電チャックをもつ基板支持体
US8226769B2 (en) 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
US9275887B2 (en) 2006-07-20 2016-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate processing with rapid temperature gradient control
KR20090071060A (ko) * 2007-12-27 2009-07-01 주성엔지니어링(주) 정전척 및 그를 포함하는 기판처리장치
US20090274590A1 (en) 2008-05-05 2009-11-05 Applied Materials, Inc. Plasma reactor electrostatic chuck having a coaxial rf feed and multizone ac heater power transmission through the coaxial feed
US20100206869A1 (en) 2009-02-13 2010-08-19 General Electric Company Heat pump water heater control
US8637794B2 (en) 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
US8274017B2 (en) 2009-12-18 2012-09-25 Applied Materials, Inc. Multifunctional heater/chiller pedestal for wide range wafer temperature control
US9553006B2 (en) 2011-08-30 2017-01-24 Watlow Electric Manufacturing Company High definition heater system having a fluid medium
JP5973731B2 (ja) * 2012-01-13 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法
US9324589B2 (en) 2012-02-28 2016-04-26 Lam Research Corporation Multiplexed heater array using AC drive for semiconductor processing
US9706605B2 (en) * 2012-03-30 2017-07-11 Applied Materials, Inc. Substrate support with feedthrough structure
JP5823915B2 (ja) * 2012-05-29 2015-11-25 新光電気工業株式会社 静電チャックの製造方法
US10049948B2 (en) 2012-11-30 2018-08-14 Lam Research Corporation Power switching system for ESC with array of thermal control elements
CN104995726B (zh) 2013-03-14 2018-07-31 应用材料公司 多区加热器中的温度测量
KR101510008B1 (ko) 2013-12-13 2015-04-07 현대자동차주식회사 연료필터의 히팅 제어방법 및 장치
US11158526B2 (en) * 2014-02-07 2021-10-26 Applied Materials, Inc. Temperature controlled substrate support assembly
JP6240532B2 (ja) * 2014-02-27 2017-11-29 東京エレクトロン株式会社 静電チャックの温度制御方法
CN107004626B (zh) * 2014-11-20 2019-02-05 住友大阪水泥股份有限公司 静电卡盘装置
US9826574B2 (en) * 2015-10-28 2017-11-21 Watlow Electric Manufacturing Company Integrated heater and sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
US20200163159A1 (en) 2020-05-21
KR20180097789A (ko) 2018-08-31
CN117198968A (zh) 2023-12-08
US10582570B2 (en) 2020-03-03
TW201736812A (zh) 2017-10-16
WO2017127611A1 (en) 2017-07-27
US11265971B2 (en) 2022-03-01
TWI771859B (zh) 2022-07-21
TW202130980A (zh) 2021-08-16
US20170215230A1 (en) 2017-07-27
CN108474694A (zh) 2018-08-31
JP7253922B2 (ja) 2023-04-07
JP2019505092A (ja) 2019-02-21
TWI717453B (zh) 2021-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7253922B2 (ja) マルチゾーン静電チャックのためのセンサシステム
US20200152500A1 (en) Tunable temperature controlled substrate support assembly
JP7444842B2 (ja) ピクセル型温度制御式基板支持アセンブリ
JP2019505092A5 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230209

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240424