JP6806704B2 - 方位角方向に調整可能なマルチゾーン静電チャック - Google Patents

Description

背景

（分野）
本明細書に記載の実施形態は、概して、半導体製造に関し、より詳細には、静電チャックのリアルタイム温度制御及びその使用方法に関する。

（関連技術の説明）
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て、これらのフィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）要件は、安定した繰り返し可能なデバイス性能にとって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全域にわたる許容可能なＣＤのばらつきは、チャンバの非対称性（例えば、チャンバ及び基板の温度、フローコンダクタンス、及びＲＦフィールド）のために達成することが困難である。

静電チャックを利用するプロセスでは、基板の表面全域にわたる温度制御の均一性は、基板の下のチャックの不均一（不均質）な構造のために更により困難である。例えば、静電チャックのいくつかの領域はガス孔を有し、他の領域はガス孔から横方向にオフセットされたリフトピン孔を有する。更に他の領域はチャッキング電極を有し、他の領域はチャッキング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、チャックと基板との間の熱伝達の均一性は複雑であり、得るのは非常に困難であり、結果としてチャック表面全域にわたる局所的な高温スポット及び低温スポットをもたらし、その結果、基板の表面に沿った処理結果の不均一をもたらす。

チャックと基板との間の熱伝達の横方向及び方位角方向の均一性は、静電チャックが基板支持アセンブリを形成するために取り付けられる従来の冷却プレートに一般的に利用される熱伝達方式によって更に複雑になる。例えば、従来の冷却プレートは、典型的には、エッジから中心部の温度制御のみを有する。更に、生産実行時の間、基板が処理チャンバの内外に移動するとき、冷却プレートの温度プロファイルは基板毎に変動する可能性がある。したがって、生産実行時にわたって従来の基板支持体の熱伝達特性を利用しながら、静電チャック内の局所的な高温スポット及び低温スポットを制御することは困難である。

したがって、改良された基板支持アセンブリが必要とされている。

概要

本明細書で説明される実施形態は、静電チャック（ＥＳＣ）と基板との間の熱伝達の横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にする基板支持アセンブリ上で基板を処理するための方法及び装置を提供する。本方法は、主ヒータ及び空間的に調整可能なヒータを有するＥＳＣ上で第１の温度プロファイルを使用して第１の基板を処理する工程を含む。偏差プロファイルは、ターゲット（目標）結果プロファイルから第１の基板を処理した結果から決定される。第１の温度プロファイルは、偏差プロファイルに基づいてＥＳＣ上で第２の温度プロファイルに調整される。第２の温度プロファイルに調整する工程は、偏差プロファイルに対応する１以上の個別の位置において１以上の空間的に調整可能なヒータへの電力を増加させる工程を含む。次いで、第２の基板を第２の温度プロファイルを用いてＥＳＣ上で処理する。

本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態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典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
少なくとも１つの処理チャンバを有するマルチチャンバ真空処理システムの概略上面図である。 空間的に調整可能なヒータを有す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。 〜 空間的に調整可能なヒータのレイアウト例を示す基板支持アセンブリの上面図である。 本発明の実施形態を実施することができるソフトウェアルーチンを記憶し実行するのに適したシステムの１つのアーキテクチャのグラフ図である。 一実施形態に係る、空間的に調整可能なヒータのためのプロセスレシピを決定するためのフロー図である。 別の一実施形態に係る、空間的に調整可能なヒータのためのプロセスレシピを決定するためのフロー図である。 更に別の一実施形態に係る、空間的に調整可能なヒータのためのプロセスレシピを決定するためのフロー図である。

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には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を、特に説明することなく、他の実施形態で有益に利用してもよいと理解される。

詳細な説明

本明細書に記載の実施形態は、基板支持アセンブリの温度プロファイルの別個の横方向及び方位角方向の調整を可能にし、これにより、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角方向の両方の調整を可能にする空間的に調整可能なヒータを制御するための方法を提供する。更に、本方法は、基板上の局所的な高温スポット又は低温スポットを実質的に排除することを可能にする。

空間的に調整可能なヒータを有する基板支持アセンブリは、以下においてエッチング処理チャンバで説明されるが、基板支持アセンブリは、他のタイプのプラズマ処理チャンバ（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など）及び横方向の温度プロファイルの方位角方向の調整が望ましい他のシステムで使用してもよい。また、半導体処理のために使用されないものを含む、他の表面の温度を制御するために空間的に調整可能なヒータを使用してもよいことも考えられる。

１以上の実施形態では、基板支持アセンブリの温度プロファイルを制御するための方法は、基板温度を利用可能にしてチャンバの不均一性（例えば、温度、フローコンダクタンス、電界、プラズマ密度等）を補償することによって、真空プロセス（例えば、エッチング、堆積、注入等）中の基板のエッジにおけるクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の変動を補正することを可能にする。

当業者によって理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、又はコンピュータプログラム製品として具現化することができる。したがって、本開示の実装は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又は本明細書内で「回路」、「モジュール」、又は「システム」と呼ぶことができるソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとることができる。更に、本開示の実施形態は、コンピュータ可読プログラムコードを具現化した１以上のコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。

実行時に予防保守イベントをスケジューリングする方法を実行するように構成されたプログラム製品を格納するために、１以上のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、又は半導体のシステム、装置、又はデバイス、又は前述の任意の適切な組み合わせとすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非限定的なリスト）には、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、携帯型コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又は前述の任意の適切な組み合わせが含まれる。この文書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれらに接続して使用されるプログラムを含む又は格納することができる任意の有形の媒体とすることができる。

コンピュータ可読信号媒体は、（例えば、ベースバンド内に又は搬送波の一部として）内部に具体化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する伝搬されたデータ信号を含むことができる。そのような伝播信号は、電磁気、光学、無線（高周波）、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含むが、これらに限定されない様々な形態のいずれかをとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれらと接続して使用されるプログラムを通信、伝播、又は転送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。

コンピュータ可読媒体に具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、又はこれらの任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を使用して伝達することができる。

本発明の態様のための操作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、オブジェクト指向プログラミング言語（例えば、ＪＡＶＡ（商標名）、ＳＭＡＬＬＴＡＬＫ（商標名）、Ｃ＋＋等）及び従来の手続き型プログラミング言語（例えば、「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語）を含む１以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンのソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上かつ部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ又はサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、又は（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続されてもよい。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイス上にロードされ、コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は他のデバイス上で実行される一連の操作ステップにコンピュータ実行プロセスを生成させ、これによってコンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行する命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックで指定された機能／動作を実行するためのプロセスを提供することができる。

本開示の実施形態は、クラウドコンピューティングインフラストラクチャを介してエンドユーザに提供されてもよい。クラウドコンピューティングは、スケーラブルコンピューティングリソースをネットワーク上のサービスとして提供することを指す。より公式には、クラウドコンピューティングは、コンピューティングリソースとその基盤となる技術アーキテクチャ（例えば、サーバ、ストレージ、ネットワーク）との間の抽象化を提供するコンピューティング能力（機能）として定義することができ、最小限の管理作業又はサービスプロバイダとのやりとりで迅速にプロビジョニング（セットアップ）してリリースできる構成可能なコンピューティングリソースの共有プールへの便利でオンデマンドなネットワークアクセスを可能にする。したがって、クラウドコンピューティングは、コンピューティングリソースを提供するのに使用される下地の物理的システム（又はそれらのシステムの位置）には関係なく、ユーザが「クラウド」内の仮想的なコンピューティングリソース（例えば、ストレージ、データ、アプリケーション、更には完全な仮想化コンピューティングシステム）にアクセスすることを可能にする。

典型的には、クラウドコンピューティングリソースは、実際に使用されたコンピューティングリソース（例えば、ユーザによって消費されるストレージスペースの量、又はユーザによってインスタンス化された仮想化システムの数）に対してのみユーザは課金される利用回数制料金（ペイパーユースベース）でユーザに提供される。ユーザはいつでも、インターネットのどこからでも、クラウド内に常駐する任意のリソースにアクセスできる。本発明に関連して、ユーザは、クラウド内で利用可能なソフトウェアルーチン（例えば、接地ストラップの１以上の破損を検出する方法）又は関連データにアクセスすることができる。例えば、ソフトウェアルーチンは、クラウド内のコンピューティングシステム上で実行することができる。そのような場合、ソフトウェアルーチンは、クラウド内の記憶場所に空間データ及び非空間データを維持することができる。これにより、ユーザは、クラウド（例えば、インターネット）に接続されたネットワークに接続された任意のコンピューティングシステムからこの情報にアクセスすることができる。

図１は、少なくとも１つの処理チャンバ１２０を有するマルチチャンバ真空処理システム１００の概略上面図である。マルチチャンバ真空処理システム１００はまた、システムコントローラ１６０、真空気密処理プラットフォーム１１０、及びファクトリインターフェース１４０を含む。マルチチャンバ真空処理システム１００は更に、先進的プロセスコントローラ（ＡＰＣ）１８０に取り付けられてもよい。ＡＰＣ１８０は、データベース１８２及びコンピューティングプラットフォーム１８４を有することができる。ＡＰＣ１８０は、オプションとして、システムコントローラ１６０と共に使用されてもよく、複数のプロセスツール１０２を製造施設に統合する。ＡＰＣ１８０は、操作を追跡し、内部で製造されている基板の測定値を格納することができる。

ファクトリインターフェース（ＦＩ）１４０は、複数の正面開口式カセット一体型搬送・保管箱（ＦＯＵＰ）１４４及び少なくとも１つのＦＩロボット１４２を有することができる。ＦＩ１４０はまた、追加のステーション（例えば、計測ステーション１５０）も有してもよい。計測ステーション１５０は、ＦＯＵＰ１４４に隣接して交互に配置されてもよい。ＦＩロボット１４２０は、レール及び可動エンドエフェクタを有することができ、可動エンドエフェクタは、ブレード、複数のフィンガ、グリッパ、又は基板１１８をその上で搬送するための他の適切な装置とすることができる。ＦＩロボット１４２は、大気条件で動作可能であり、ＦＯＵＰ１４４、計測ステーション１５０、及び処理システム１００の１以上のロードロックチャンバ１３４、１３２の間で可動エンドエフェクタ上に配置された基板１１８を搬送するのに十分な動作範囲を有するように構成される。ＦＯＵＰ１４４は、基板１１８をマルチチャンバ真空処理システム１００へ及びマルチチャンバ真空処理システム１００から搬送するために複数の基板１１８を保持することができる。例えば、ＦＯＵＰ１４４は、マルチチャンバ真空処理システム１００上で処理された基板１１８を、別の計測ステーション、化学研磨ステーション、又は更なる処理のための他の装置に移動させることができる。

ロードロックチャンバ１３４、１３２は、ファクトリインターフェース１４０と真空気密処理プラットフォーム１１０との間に配置され、ファクトリインターフェース１４０内に維持される実質的周囲環境と真空気密処理プラットフォーム１１０内に維持される真空環境との間の基板１１８の搬送を促進する。ロードロックチャンバ１３４、１３２は、１以上の入口／出口スロット（図示せず）を有し、これを通して基板１１８はＦＩ１４０からロードロックチャンバ１３４、１３２の内外に移動することができる。同様に、ロードロックチャンバ１３４、１３２は、同じ数の入口／出口スロットを有し、これを通して基板１１８はロードロックチャンバ１３４、１３２の内部と真空気密処理プラットフォーム１１０との間で移動することができる。ロードロックチャンバ１３４、１３２の入口／出口スロットの各々は、スリットバルブ（図示せず）によって選択的にシールされて、ロードロックチャンバ１３４、１３２の内部をＦＩ１４０又は真空気密処理プラットフォーム１１０のいずれかの内部から隔離する。

真空気密処理プラットフォーム１１０は、ロードロックチャンバ１３４、１３２に加えて、搬送チャンバ１３０の周りに配置された複数の付属チャンバ１２０を有する。搬送チャンバ１３０は、真空気密処理プラットフォーム１１０内に低下した気圧条件を提供するための真空システム（図示せず）に結合されている。搬送チャンバ１３０は、少なくとも１つの搬送チャンバロボット１１４を収容する。搬送チャンバロボット１１４は、チャンバ１２０のいずれかによって基板１１８を回転して搬送することができる。付属チャンバ１２０のうちの１以上は、エッチングチャンバ又は堆積チャンバ（例えば、化学気相堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、又は原子層堆積チャンバ）を含み、上で基板１１８を処理するための（図２に示される）基板支持アセンブリ２００を有することができる。更に、付属チャンバ１２０のうちの１つは、基板１１８の属性を測定するための計測機器を有する計測チャンバ１５２、配向（オリエンテーション）チャンバ、脱ガスチャンバ、又は基板１１８を処理するための他の適切なチャンバとすることができる。いくつかの実施形態では、１つのチャンバ１２０は、基板１１８のエッチングと測定の両方をすることができる。例えば、基板１１８の属性を測定するための計測機器をチャンバ１２０に組み込むことができる。あるいはまた、基板１１８の属性を測定するための計測機器は、搬送チャンバ１３０、ＦＩ１４０、又は他の便利な場所に配置することができる。

システムコントローラ１６０は、マルチチャンバ真空処理システム１００の各チャンバ１２０及び／又はモジュールに結合され、これらを制御する。一般的に、システムコントローラ１６０は、処理システム１００のチャンバ及び装置の直接制御を用いて、又は代替的にこれらのチャンバ及び装置に結合されたコンピュータを制御することによって、処理システム１００の操作のすべての態様を制御することができる。更に、システムコントローラ１６０はまた、ＡＰＣ１８０を介して搬送チャンバロボット１１４及び他のコントローラに結合された制御ユニットと通信するように構成されてもよい。例えば、搬送チャンバロボット１１４の移動、基板１１８の処理チャンバ１２０への及び処理チャンバ１２０からの搬送、及びプロセスシーケンスの実行、マルチチャンバ真空処理システム１００の様々なコンポーネントの操作の調整などを、システムコントローラ１６０によって制御することができる。更に、システムコントローラ１６０は、処理チャンバ１２０内でプロセスレシピを制御することができる。例えば、システムコントローラは、真空、チャンバ温度、基板支持面温度プロファイル、ガス流量、及びプロセスレシピの他の様々な処理パラメータを制御することができる。操作中、システムコントローラ１６０は、それぞれのチャンバ及び装置からのフィードバックが基板スループットを最適化することを可能にする。

システムコントローラ１６０は、図４に関して以下に説明される。システムコントローラ１６０は、チャンバ１２０内で処理中の基板１１８のためのプロセスレシピを変更することができる。システムコントローラ１６０は、計測機器からのフィードバックを使用して、プロセスレシピの変更を決定することができる。計測機器は、基板１１８全域にわたるクリティカルディメンジョンを測定し、プロセスパラメータ（例えば、基板支持アセンブリ全域にわたる局所的な温度）を変更して、局所的な処理を変更することができる。

図２は、基板支持アセンブリ全域にわたる温度プロファイルの方位角方向の調整を提供するように構成された基板支持アセンブリ２００の部分を詳述する部分断面概略側面図である。基板支持アセンブリ２００全域にわたる温度プロファイルの方位角方向の調整は、コントローラ１６０上で動作するソフトウェアルーチンによって制御することができる。ソフトウェアルーチンはまた、あるいは代替的に、マルチチャンバ真空処理システム１００（例えば、処理チャンバ１２０又はＡＰＣ１８０）から遠隔配置された第２のコントローラ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されてもよい。

基板支持アセンブリ２００は、一般的に、少なくとも基板支持体２１０を含む。基板支持体２１０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面とすることができる。一実施形態では、基板支持体２１０は静電チャックであり、静電チャック２１０として以下で説明する。基板支持アセンブリ２００はまた、冷却ベース２６０を含むことができる。冷却ベース２６０は、代替的に、基板支持アセンブリ２００から分離していてもよい。基板支持アセンブリ２００は、支持ペデスタル２０５に取り外し可能に結合されてもよい。支持ペデスタル２０５は、ペデスタルベース２４４を含んでもよい。基板支持アセンブリ２００は、支持ペデスタル２０５から定期的に取り外されて、基板支持アセンブリ２００の１以上のコンポーネントの再生（改修）を可能にすることができる。

静電チャック２１０は、載置面２０３と、載置面２０３の反対側にあるワークピース支持面２０２とを有し、基板１１８は、ワークピース支持面２０２上に取り外し可能に配置される。静電チャック２１０は、一般的に、誘電体２０８内に埋め込まれたチャッキング電極２０７を含む。チャッキング電極２０７は、静電チャック２１０の載置面２０３に近接して図示されているが、チャッキング電極２０７は、静電チャック２１０の他の部分（例えば、ワークピース支持面２０２の直下）に埋め込まれていてもよい。チャッキング電極２０７は、モノポーラ又はバイポーラ電極、又は他の適切な装置として構成されてもよい。チャッキング電極２０７は、基板１１８を静電チャック２１０のワークピース支持面２０２に静電的に固定するＲＦ又はＤＣ電力を供給するチャッキング電源２０６にＲＦフィルタ２０４を介して結合される。ＲＦフィルタ２０４は、処理チャンバ１２０内でプラズマを形成するために利用されるＲＦ電力が、電気機器に損傷を与える、又はチャンバの外部に電気的危険を与えることを防止する。

静電チャック２１０の誘電体２０８は、セラミックス材料（例えば、ＡｌＮ又はＡｌ_２Ｏ_３）から製造することができる。あるいはまた、誘電体２０８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。ヒータが誘電体２０８内に埋め込まれてもよい。誘電体２０８は、１以上の主抵抗ヒータ２１２及び／又は複数の空間的に調整可能なヒータ２１４を含むことができる。主抵抗ヒータ２１２は、チャンバプロセスを実行する（例えば、基板１１８を処理する、及び／又は処理チャンバ１２０の内部を洗浄する）ための温度まで基板支持アセンブリ２００の温度を上昇させるために提供することができる。主抵抗ヒータ２１２は、１以上の横方向に分離された加熱ゾーン（例えば、複数の同心リング状ゾーン）を提供するように構成されてもよい。空間的に調整可能なヒータ２１４は、主抵抗ヒータ２１２と相補的であり、主抵抗ヒータ２１２によって画定された複数の横方向に分離された加熱ゾーンのうちの任意の１以上の中の複数の個別の位置で静電チャック２１０の局所温度を調整するように構成される。例えば、空間的に調整可能なヒータ２１４は、円形状配列、列と行のデカルト格子、六角形格子、又は他の適切なマトリクスに配置することができる。したがって、空間的に調整可能なヒータ２１４は、基板支持アセンブリ２００上に配置された基板１１８の温度プロファイルに局所的な調整を提供する。したがって、主抵抗ヒータ２１２は、ワークピース支持面２０２の温度プロファイルをグローバル的なマクロスケールで維持するように動作し、一方、空間的に調整可能なヒータ２１４は、ワークピース支持面２０２の温度プロファイルの別々の位置での温度を局所的なマイクロスケールで調整するように動作する。

主抵抗ヒータ２１２及び空間的に調整可能なヒータ２１４は、ＲＦフィルタ２１８を介してヒータ電源２２２に結合される。ヒータ電源２２２は、９００ワット以上の電力をヒータ２１２、２１４に供給することができる。コントローラ１６０は、一般的に、基板１１８を所定の温度プロファイルに加熱するための個々のヒータ２１２、２１４に電力を供給するヒータ電源２２２の動作を制御することができる。一実施形態では、主抵抗ヒータ２１２は、横方向に分離された加熱ゾーンを含み、コントローラ１６０は、主抵抗ヒータ２１２の１つのゾーン又は１つの空間的に調整可能なヒータ２１４を、隣接するヒータ２１２、２１４に対して優先的に加熱させることができる。いくつかの実施形態では、各々の空間的に調整可能なヒータ２１４は、空間的に調整可能なヒータ２１４の別の１つの温度とは異なる温度を提供するように独立して制御することができる。いくつかの実施形態では、空間的に調整可能なヒータ２１４のうちの複数（例えば、少なくとも２つ及びすべて）は、独立して同時に電力供給され、非常に安定しており、周囲で急に変化しない温度プロファイルを提供し、これは安定した容易に制御される温度プロファイルをもたらし、これは基板処理結果の均一性および予測可能性の向上に寄与する。

静電チャック２１０は、１以上の温度センサ２５４を含むことができる。温度センサ２５４は、ワークピース支持面２０２上の複数の個別の位置で温度を測定することができる。温度センサ２５４は、ヒータ電源２２２によって主抵抗ヒータ２１２及び空間的に調整可能なヒータ２１４に印加される電力を制御するためのコントローラ１６０に温度フィードバック情報を提供することができる。更に、フィードバック情報は、冷却ベース２６０の動作を制御するために使用することができる。

静電チャック２１０は、温度制御された冷却ベース２６０上に配置されてもよい。温度制御された冷却ベース２６０は、熱伝達流体源２６２に結合される。熱伝達流体源２６２は、冷却ベース２６０内に配置された１以上の導管２９０を通って循環される熱伝達流体（例えば、液体、気体、又はそれらの組み合わせ）を提供する。コントローラ１６０は、分離した隣接する導管２９０を通って流れる流体を制御して、静電チャック２１０と、冷却ベース２６０の異なる領域との間の熱伝達の局所制御を可能にすることができ、これは基板１１８の横方向温度プロファイルの制御を支援する。

ペデスタルベース２４４は、冷却ベース２６０の下方に配置されており、複数の昇降ピンを昇降させるように構成された複数の駆動機構を収容するように構成される。更に、ペデスタルベース２４４は、静電チャック２１０及び冷却ベース２６０からの複数の流体接続を収容するように構成される。ペデスタルベース２４４はまた、静電チャック２１０からの複数の電気接続を収容するように構成される。無数の接続（例えば、流体、電気、データ信号）は、基板支持アセンブリ２００の外部又は内部に向かうことができる。

システムコントローラ１６０は、ペデスタルベース２４４内に配置することができるコントローラボード２５０を含むことができる。あるいはまた、コントローラボード２５０は、基板支持アセンブリ２００の内部又は外部の他の場所に配置してもよい。コントローラボード２５０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラ２１６を有することができる。コントローラボード２５０はまた、光通信インターフェースボード２５６を有することができる。コントローラボード２５０はまた、オプションとして、温度センサコントローラ２５２を有することができる。

温度センサコントローラ２５２は、基板１１８の温度を測定するために、温度センサ２５４に通信可能に結合することができる。温度センサコントローラ２５２は、温度センサ２５４からの信号を、ワークピース支持面２０２の周りの個別の位置での実際の温度読み取り値に変換することができる。コントローラボード２５０はまた、オプションとして、ワークピース支持面２０２上に配置された基板１１８の厚さを判定するための計測コントローラ（図示せず）を有してもよい。

ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、ヒータ２１２、２１４に接続することができる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、ヒータ電源２２２からくる電力を個々のヒータ２１２、２１４に変更することができる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、各々の空間的に調整可能なヒータ２１４で温度を測定することによってプログラミング及び較正することができる。すなわち、各々の空間的に調整可能なヒータ２１４は、それ自身の独立したＰＷＭ制御を有する。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、個々の空間的に調整可能なヒータ２１４の電力パラメータを調整することによって温度を制御することができる。例えば、空間的に調整可能なヒータ２１４の１つへの１００パーセントの電力は、空間的に調整可能なヒータ２１４の上方の表面位置に対して主ヒータによって設定された温度を上昇させるための約５℃の熱出力をもたらすことができる。また、空間的に調整可能なヒータ２１４の１以上への２０％の電力は、空間的に調整可能なヒータ２１４の上方の表面位置に対して主ヒータによって設定された温度を上昇させるための約１℃の熱出力をもたらすことができる。空間的に調整可能なヒータ２１４のいくつかに対して、電力を２０％に低減し、処理操作全体にわたってそのレベルに維持してもよい。更に、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、第１の電力レベル（例えば、約８０パーセント）で１以上の空間的に調整可能なヒータ２１４を動作させ、同時に第２の電力レベル（例えば、約２０パーセント）で１以上の分離した空間的に調整可能なヒータ２１４を動作させることができる。一実施形態では、温度は、空間的に調整可能なヒータ２１４への漸増的な電力増加で調整されてもよい。例えば、プロセスの過程の間、空間的に調整可能なヒータ２１４に供給される電力のパーセント増加（例えば、９％の増加）によって温度上昇を得ることができる。別の一実施形態では、温度は、空間的に調整可能なヒータ２１４をオン及びオフを循環させる（繰り返す）ことによって調整することができ、他の調整可能なヒータ２１４も同相又は逆相（異相）のいずれかでオン及びオフを循環させる。更に別の一実施形態では、必要に応じて、空間的に調整可能なヒータ２１４への、電力レベルの調整、電力の循環及び漸増的な調整の組み合わせによって温度を調整して、所望の温度プロファイルを維持してもよい。

温度マップは、各々の個別の空間的に調整可能なヒータ２１４の熱出力をすべて一度に変化させることによって得ることができる。マップは、各々の空間的に調整可能なヒータ２１４の電力分布曲線にＣＤ又は基板の温度プロファイルを相関させることができる。したがって、空間的に調整可能なヒータ２１４は、個々の空間的に調整可能なヒータ２１４のための電力設定を制御するプログラムに基づいて、基板上の温度プロファイルを生成するように使用することができる。ロジックは、ＰＷＭヒータコントローラ２１６内に直接、又は外部接続されたコントローラ（例えば、コントローラ１６０）内に配置することができる。したがって、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、複数の空間的に調整可能なヒータ２１４のうちの１つの出力を、複数の空間的に調整可能なヒータ２１４の別のものならびに主抵抗ヒータ２１２に対して独立して制御するように構成される。

光通信インターフェースボード２５６は、ＰＷＭヒータコントローラ２１６とインターフェース接続することができる。光通信インターフェースボード２５６はまた、他のコントローラ（例えば、温度センサコントローラ２５２）とインターフェース接続することもできる。光通信インターフェースボード２５６は、光コンバータ２５８への光接続を有することができる。光インターフェースボード２５６は、コントローラ１６０と通信するために光コンバータ２５８に光信号を送信することができる。したがって、ＰＷＭヒータコントローラ２１６とコントローラ１６０との間の通信は、ＲＦエネルギーに損傷を与えることのない光信号によって実行することができる。例えば、コントローラ１６０は、静電チャック２１０上に配置された基板１１８の温度プロファイルを調整するために空間的に調整可能なヒータ２１４のうちの１以上からの熱出力の信号制御を送信することができる。コントローラ１６０からの信号命令は、処理中に基板１１８の加熱プロファイルを制御するために命令をＰＷＭヒータコントローラ２１６に送る前に、光通信インターフェースボード２５６に伝送するための光コンバータ２５８に入ることができる。光通信インターフェースボード２５６の利点は、ＲＦ電力が制御回路を通って基板支持アセンブリ２００から出るのを防ぐことができることである。

処理チャンバ１２０内の基板１１８の表面の温度は、ポンプ、スリットバルブドア、プラズマ、及び他の要因による処理ガスの排気によって影響される可能性がある。コントローラ１６０は、高品質の処理結果を得るために基板１１８用の温度プロファイルマップを有することができる。コントローラ１６０は、計測機器又は他の処理装置から入力を受信して、基板１１８の処理結果の偏差又は逆の（悪い）傾向を補正することができる。例えば、基板１１８の１つの領域は、基板の別の領域よりも速くエッチングする可能性がある。コントローラ１６０は、空間的に調整可能なヒータ２１４に信号を送って、エッチング速度を逸脱した領域で基板１１８の表面温度を調整することができる。コントローラ１６０は、空間的に調整可能なヒータ２１４を、これらの領域と同様の形状のパターンで作動させることができる。空間的に調整可能なヒータ２１４は、温度プロファイルの変動（ばらつき）を約±０．３℃に低減することによって、主抵抗ヒータ２１２によって生成される基板１１８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、空間的に調整可能なヒータ２１４を使用することによって、基板１１８の領域全域にわたって均一に、又は所定の方法（様式）で正確に変化させ、所望の結果を得ることができる。主抵抗ヒータ２１２によって生成された温度プロファイルを平滑化又は補正するために独立に制御可能な空間的に調整可能なヒータ２１４を使用することにより、基板全域にわたる局所的な温度均一性を非常に小さい許容範囲に制御することができ、これによって基板１１８の処理時における正確なプロセス制御及びＣＤ制御を可能にする。更に、主抵抗ヒータ２１２に対して空間的に調整可能なヒータ２１４のサイズが小さくかつ高密度であることにより、実質的に隣接領域の温度に影響を及ぼすことなく、基板支持アセンブリ１２６上の特定の位置での温度制御が可能となり、これによってスキュー又は他の温度非対称性を導入することなく局所的な高温スポット及び低温スポットを補償可能とする。

３００ｍｍの基板と共に使用するように構成された基板支持アセンブリ２００の所与の実施形態において、約２００個〜約４００個、又はそれ以上の空間的に調整可能なヒータ２１４が存在可能であることが考えられる。更に多くの空間的に調整可能なヒータ２１４が、４５０ｍｍ以上の基板に対して考えられる。空間的に調整可能なヒータ２１４の例示的な分布は、図３Ａ〜図３Ｄを参照して以下に更に説明される。

図３Ａ〜図３Ｄは、空間的に調整可能なヒータ２１４を内部に有するセル３９０のレイアウト例を示す静電チャック２１０の上面図である。図３Ａは、一実施形態に係る、図２の静電チャック２１０の上面図である。図３Ｂ〜図３Ｄは、別の実施形態に係る、図２の静電チャック２１０の上面図である。セル３９０は、隣接するセル３９０間のサーマルチョーク３１６として作用する材料（又はギャップ）を有することができる。サーマルチョーク３１６は、隣接するセル３００間の伝導を分離して低減する。したがって、各々のセル３９０内の各々の空間的に調整可能なヒータ２１４に供給される電力を個々に独立して制御することによって、基板１１０の特定の点を加熱又は冷却することを可能にする温度を制御するための局所的なアプローチが達成され、これにより基板１１８の表面の真にアドレス可能な横方向温度プロファイルの調整及び制御が可能になる。

ここで図３Ａを参照すると、サーマルチョーク３１６が各々の隣接するセル３９０間に配置されている。各々のセル３９０には、空間的に調整可能なヒータ２１４のうちの少なくとも１つが結合されている。図示されたセル３９０の数は、例示のためだけのものであり、任意の数の実施形態は、実質的により多くの（又はより少ない）セル３９０を有することができる。空間的に調整可能なヒータ２１４の数は、主抵抗ヒータ２１２の数よりも少なくとも１桁大きくすることができる。基板支持アセンブリ２００全域にわたって配置された空間的に調整可能なヒータ２１４の数は、容易に数百を超える可能性がある。

空間的に調整可能なヒータ２１４は、静電チャック２１０の表面に沿って熱プロファイルを効率的に生成するパターン３９９に構成することができる。パターン３９９は、中心点３９２に関して対称であり、同時に、リフトピン、又は他の機械的、流体的、又は電気的接続用の穴３２２の内部及び周囲に隙間（クリアランス）を提供することができる。各々の空間的に調整可能なヒータ２１４は、ＰＷＭコントローラ２１６を介してコントローラ１６０によって制御することができる。ＰＷＭコントローラ２１６は、局所領域３４０を画定する１つの空間的に調整可能なヒータ２１４、又は、所望の温度プロファイルを決定するための不連続な構成を含む、内側くさび部３６２、周囲群３６４、パイ形状領域３３０、又は他の所望の幾何学的構成を画定するようにグループ化された複数の空間的に調整可能なヒータ２１４をオンにすることができる。このようにして、静電チャック２１０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、そのような独立した位置は、同心円状のリング又は当該技術分野で知られている他の中心からエッジまでの構成に限定されない。図示されたパターン３９９は、不連続なより小さいユニットから構成されているが、パターン３９９は、代わりに、より大きなユニット及び／又はより小さなユニットを有してもよく、エッジまで延びていてもよく、又は他の形態を有してもよい。図３Ａに示される実施形態では、空間的に調整可能なヒータ２１４のパターン３９９は、いくつかの実施形態では静電チャック２１０の中心線と一致することができる中心点３９２の周りに円形状配列で配置される。

図３Ｂは、別の一実施形態に係る、図２に示された静電チャック２１０の上面図である。空間的に調整可能なヒータ２１４は、格子の形態で配置され、こうして温度制御セル３９０のアレイを画定し、これもまた格子パターンで配置される。空間的に調整可能なヒータ２１４の格子パターンは、行と列から構成されるＸ／Ｙ（デカルト）格子として示されているが、空間的に調整可能なヒータ２１４の格子パターンは、その代わりに、いくつかの他の均一に充填された形状（例えば、六角形の最密充填）を有してもよい。上述したように、空間的に調整可能なヒータ２１４は、グループ単位で、又は単独で作動可能であることを理解すべきである。

図３Ｃは、別の一実施形態に係る、図２に示された静電チャック２１０の上面図である。図３Ｃは、円形状配列に配置された複数の空間的に調整可能なヒータ２１４を示す。オプションとして、１以上のサーマルチョーク３１６を空間的に調整可能なヒータ２１４間に配置してもよい。空間的に調整可能なヒータ２１４の円形状配列パターンは、隣接するセル３９０を画定し、したがって、これらもまた円形状配列に配置される。オプションとして、サーマルチョーク３１６を利用して、各セル３９０を隣接するセル３９０から隔離してもよい。

図３Ｄは、別の一実施形態に係る、図２に示される静電チャック２１０の上面図である。図３Ｄは、同心チャネル内に配置された複数の空間的に調整可能なヒータ２１４を示す。空間的に調整可能なヒータ２１４の同心チャネルパターンは、オプションとしてサーマルチョーク３１６によって分離されてもよい。空間的に調整可能なヒータ２１４及びセル３９０は、他の向きで配置されてもよいと考えられる。

空間的に調整可能なヒータ２１４の数及び密度は、基板全域にわたる温度均一性を非常に小さい許容範囲に制御する能力に寄与し、これは基板１１８を処理する際の精密なプロセス制御及びＣＤ制御を可能にする。更に、空間的に調整可能なヒータ２１４のうちの１つの、他の空間的に調整可能なヒータ２１４に対する個々の制御は、表面の隣り合う領域又は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２００の表面に沿った個別の位置での温度制御を可能にする。この構成により、スキュー又はその他の温度の非対称性を導入することなく、局所的な高温スポット及び低温スポットを補償することができる。空間的に調整可能なヒータ２１４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℃の間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２１２と共に基板支持アセンブリ２００内の複数の空間的に調整可能なヒータ２１４は、上で処理される基板１１８の温度均一性を約±０．３℃未満に制御する能力を実証している。したがって、空間的に調整可能なヒータ２１４は、基板支持アセンブリ２００上で処理される基板１１８の横方向の温度プロファイルの横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にする。

ヒータ２１４、２１２は、ソフトウェアルーチンによって制御することができる。ソフトウェアは、現在の基板ＣＤ測定値及び処理結果をプロセスレシピ及び他のパラメータとともに組み込んで、処理チャンバ１２０内で処理中の基板１１８の温度プロファイルを調整することができる。

図４を参照すると、例えば、ソフトウェアルーチンを記憶し実行するのに適したシステムのアーキテクチャのグラフ図が提供される。ソフトウェアルーチンは、複数のゾーンで基板表面に沿って別個に温度を制御する実施形態を含むことができる。この図は決してプロセスコントローラの実施範囲を限定しない、又は限定する意図はない。システム４００は、パーソナルコンピュータ、産業用プロセッサ、パーソナルデジタルアシスタント、携帯電話、モバイルデバイス、又は１以上の実施形態を実施するのに適した任意の他の装置とすることができる。コントローラ１６０は、システム４００のものと同様のアーキテクチャを有することができる。システム４００は、処理システム１００の１以上の処理チャンバ１２０内で処理中の基板１１８の温度プロファイルを制御するソフトウェアルーチンを実行することができる。追加的に又は代替的に、二次又は外部コントローラ（例えば、ＡＰＣ１８０）は、システム４００と同様のアーキテクチャを有し、基板１１８の温度プロファイルを制御するためのサポート（例えば、データ又はソフトウェア）を提供してもよい。

システム４００は、中央処理装置（ＣＰＵ）４０２と、メモリブリッジ４０５を含むことができるバス経路を介して通信するシステムメモリ４０４とを含む。ＣＰＵ４０２は、１以上の処理コアを含み、動作中、ＣＰＵ４０２はシステム４００のマスタプロセッサであり、他のシステムコンポーネントの動作を制御し調整する。システムメモリ４０４は、ＣＰＵ４０２によって使用されるソフトウェアアプリケーション４０６及びデータを記憶する。ＣＰＵ４０２は、ソフトウェアアプリケーション及びオプションとしてオペレーティングシステムを実行する。（例えば、ノースブリッジチップとすることができる）メモリブリッジ４０５は、バス又は他の通信経路（例えば、ハイパートランスポートリンク）を介してＩ／Ｏ（入力／出力）ブリッジ４０７に接続される。（例えば、サウスブリッジチップとすることができる）Ｉ／Ｏブリッジ４０７は、１以上のユーザ入力装置４０８（例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック、デジタイザタブレット、タッチパッド、タッチスクリーン、スチル又はビデオカメラ、モーションセンサ、及び／又はマイクロホン）からのユーザ入力を受信し、メモリブリッジ４０５を介して入力をＣＰＵ４０２に転送する。

ディスプレイプロセッサ４１２は、バス又は他の通信経路（例えば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、高速グラフィックスポート、又はハイパートランスポートリンク）を介してメモリブリッジ４０５に結合される。一実施形態では、ディスプレイプロセッサ４１２は、少なくとも１つのグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）及びグラフィックスメモリを含むグラフィックスサブシステムである。グラフィックスメモリは、出力画像の各ピクセル用のピクセルデータを記憶するために使用されるディスプレイメモリ（例えば、フレームバッファ）を含む。グラフィックスメモリは、ＧＰＵと同じデバイス内に統合する、ＧＰＵと別の装置として接続する、及び／又はシステムメモリ４０４内に実装することが可能である。

ディスプレイプロセッサ４１２は、ピクセルをディスプレイ装置４１０（例えば、スクリーン又は従来のＣＲＴ、プラズマ、ＯＬＥＤ、ＳＥＤ、又はＬＣＤベースのモニタ又はテレビ）に周期的に送信する。更に、ディスプレイプロセッサ４１２は、写真フィルム上にコンピュータ生成画像を再現するように適合されたフィルムレコーダにピクセルを出力してもよい。ディスプレイプロセッサ４１２は、ディスプレイ装置４１０にアナログ又はデジタル信号を提供することができる。

システムディスク４１４はまた、Ｉ／Ｏブリッジ４０７に接続され、ＣＰＵ４０２及びディスプレイプロセッサ４１２によって使用されるコンテンツ及びアプリケーション及びデータ（例えば、データベースライブラリ４１５）を格納するように構成することができる。システムディスク４１４は、アプリケーション及びデータ用の不揮発性ストレージを提供し、固定又は取り外し可能なハードディスクドライブ、フラッシュメモリデバイス、及びＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ブルーレイ、ＨＤ−ＤＶＤ、又は他の磁気、光学、又は固体記憶デバイスを含むことができる。

スイッチ４１６は、Ｉ／Ｏブリッジ４０７と、他のコンポーネント（例えば、ネットワークアダプタ４１８及び様々なアドインカード４２０及び４２１）との間の接続を提供する。ネットワークアダプタ４１８は、システム４００が電子通信ネットワークを介して他のシステムと通信することを可能にし、ローカルエリアネットワーク４４０及びワイドエリアネットワーク（例えば、インターネット）を介した有線又は無線通信を含むことができる。

ＵＳＢ又は他のポート接続、フィルム記録装置などを含む他のコンポーネント（図示せず）を、Ｉ／Ｏブリッジ４０７に接続することもできる。例えば、処理機器４７０は、ＣＰＵ４０２、システムメモリ４０４、又はシステムディスク４１４によって提供された命令及び／又はデータから動作することができる。図４の様々なコンポーネントを相互接続する通信経路は、任意の適切なプロトコル（例えば、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩ−Ｅ）、ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）、ＨｙｐｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ、又は任意の他のバス又はポイントツーポイント通信プロトコル）を使用して実装することができ、異なるデバイス間の接続は、当該技術分野で知られているように、異なるプロトコルを使用してもよい。

処理機器４７０は、１以上の半導体処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１２０）とすることができる。一実施形態では、ディスプレイプロセッサ４１２は、（例えば、数学コプロセッサを含む）数学的演算を実行するために最適化された回路を組み込んでおり、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）を更に構成することができる。別の一実施形態では、ディスプレイプロセッサ４１２は、汎用処理のために最適化された回路を組み込む。更に別の一実施形態では、ディスプレイプロセッサ４１２は、１以上の他のシステム要素（例えば、メモリブリッジ４０５、ＣＰＵ４０２、及びＩ／Ｏブリッジ４０７）と統合して、システムオンチップ（ＳｏＣ）を形成することができる。更に別の実施形態では、ディスプレイプロセッサ４１２は省略され、ＣＰＵ４０２によって実行されるソフトウェアが、ディスプレイプロセッサ４１２の機能を実行する。

ピクセルデータは、ＣＰＵ４０２から直接的にディスプレイプロセッサ４１２に提供することができる。本発明のいくつかの実施形態では、それぞれがシステム４００に類似したサーバコンピュータのセットに、予測分析を表す命令及び／又はデータが、ネットワークアダプタ４１８又はシステムディスク４１４を介して提供される。サーバは、分析のために提供された命令を使用して、データのサブセットに対する操作を実行することができる。これらの操作からの結果は、デジタル形式のコンピュータ可読媒体に格納されてもよく、オプションとして更なる分析又は表示のためにシステム４００に戻されてもよい。同様に、データは、表示のために他のシステムに出力される、システムディスク４１４のデータベースライブラリ４１５内に格納される、又はデジタル形式でコンピュータ可読媒体に格納されることができる。

あるいはまた、ＣＰＵ４０２は、所望の出力画像を定義するデータ及び／又は命令をディスプレイプロセッサ４１２に提供し、そこからディスプレイプロセッサ４１２は、ステレオ画像対の間のオフセットの特徴付け及び／又は調整を含む１以上の出力画像のピクセルデータを生成する。所望の出力画像を定義するデータ及び／又は命令は、ディスプレイプロセッサ４１２内のシステムメモリ４０４又はグラフィックメモリに格納することができる。

ＣＰＵ４０２及び／又はディスプレイプロセッサ４１２は、当該技術分野で知られている任意の数学的な関数又は技術を使用して、提供されたデータ及び命令から１以上の結果を生成することができ、これは施設状態情報をメンテナンス情報に関連させる予測分析を含み、メンテナンスイベントの必要性を予測する。

本明細書に示されるシステムは例示的なものであり、変形及び変更が可能であることが理解されるだろう。ブリッジの数及び配置を含む接続トポロジは、必要に応じて変更可能である。例えば、いくつかの実施形態では、システムメモリ４０４はブリッジを介するのではなく直接ＣＰＵ４０２に接続され、他のデバイスはメモリブリッジ４０５及びＣＰＵ４０２を介してシステムメモリ４０４と通信する。他の代替のトポロジでは、ディスプレイプロセッサ４１２は、Ｉ／Ｏブリッジ４０７に接続されるか、又はメモリブリッジ４０５ではなくＣＰＵ４０２に直接接続される。更に他の実施形態では、Ｉ／Ｏブリッジ４０７及びメモリブリッジ４０５は、単一のチップに統合されてもよい。本明細書に示される特定のコンポーネントはオプションであり、例えば、任意の数のアドインカード又は周辺装置がサポートされてもよい。いくつかの実施形態では、処理機器４７０は、Ｉ／Ｏブリッジ４０７に直接接続することができる。いくつかの実施形態では、スイッチ４１６は除去され、ネットワークアダプタ４１８及びアドインカード４２０、４２１は、Ｉ／Ｏブリッジ４０７に直接接続される。

本発明の様々な実施形態は、コンピュータシステムと共に使用するためのプログラム製品として実装することができる。プログラム製品のソフトウェアルーチンは、（本明細書に記載の方法を含む）実施形態の機能を定義し、様々なコンピュータ可読記憶媒体に含めることができる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、（ｉ）情報が永久に格納される書き込み不可能な記憶媒体（例えば、コンピュータ内のリードオンリーメモリ装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭディスク）、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意のタイプの固体（ソリッドステート）不揮発性半導体メモリ）と、（ｉｉ）変更可能な情報が格納される書込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ内のフロッピー（商標名）ディスク又はハードディスクドライブ又は任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）が含まれるが、これらに限定されない。

フィードバック制御及びフィードフォワード制御設計（すなわち、ソフトウェアルーチン）は、両方とも、基板の温度プロファイルを調整するためのプログラムコードによって実行される方法において利用することができる。現在の基板の処理からの計測データは、コントローラ（ルックアップテーブル、ＰＩＤ、ＭＰＣ、又は反復学習コントローラのいずれか）にフィードバックされる。上流の計測データはまた、フィードフォワードコントローラルーチンに入力されてもよい。フィードバック又はフィードフォワードコントローラルーチンのいずれか又はその両方は、次の基板を処理するための所望のオフセット温度プロファイルを決定することができる。次に、オフセット温度プロファイルがモデルベースの温度チューナに入力され、チューナの結果は、温度プロファイル全体を通して個別の位置で決定されたオフセットを含む次の実行レシピパラメータを生成する。そのようなプロセスは、空間的に調整可能なヒータ及び冷却コンポーネントを調整することによって静電チャック温度の制御を伴うプロセス調整を可能にする。モデルベースの基板温度プロファイルは、主調整のための大きな抵抗ヒータを有するマルチゾーン温度制御静電チャックと、微細な分解制御のための小型の均一又は不均一なパターンの空間的に調整可能なヒータとを仮定すると可能になる。例えば、静電チャックは、４つのゾーンを形成する主ヒータと、４つのゾーンに重なる複数の小さな空間的に調整可能なヒータとを有することができる。基板温度モデルは物理的モデリングからを開発され、実験データによって較正される。製造時には、１４ウェハが使用され、静電チャック間の変動及びＲＦ時間の変動により、モデルを更に較正する。

プロセス調整温度プロファイル制御用のマルチゾーン及び高分解温度制御静電チャックは、加熱又は冷却又はその両方を行うことができる。静電チャックは、各々の空間的に調整可能なヒータが空間的に調整可能なヒータへのプログラミングされた電力出力に応じて固有の熱出力を有する空間的に調整可能なヒータを作動させるための不均一なパターンを有することができる。温度プロファイルが調整され、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）の均一性の調整、次のＣＤの補償、エッチングレート（ＥＲ）の調整などを達成するためのプロセスを調整することができる。温度プロファイルの制御方法は、現在の計測データからフィードバックする、又は以前の計測データ又は上流プロセスデータからフィードフォワードすることができる。制御方法は、（非モデルベースである）反復学習制御に限定されない。ＰＩＤ、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）、又は高度なモデルベースの制御のような典型的な制御の調整を使用できる。

ＥＳＣ毎の相違ならびにＲＦ時間の依存性を考えると、マルチゾーンの主ヒータと、ＥＳＣ内の空間的に調整可能なヒータによって達成される分解温度制御を使用して、一貫した基板温度を維持することができる。ＥＳＣのマルチゾーン及び分解温度制御を使用して、様々なチャンバ条件下で、基板の温度プロファイルをモデルプロファイルに一致させることができる。例えば、エッジゾーン温度制御を使用して、プロセスキットの浸食を最小限に抑える、又はエッジプロセスのドリフトを補償して、チャンバを洗浄する間の平均時間を長くすることができる。温度制御プロファイルの不均一な形状に影響を与える能力は、チャンバハードウェアの固有の不均一性を補正するように設計される。更に、空間的に調整可能なヒータは、リアルタイム温度プロファイルを開発するための温度又は熱流束の測定のためのプローブとして使用することができる。

図５は、第１の実施形態に係るプロセスレシピを使用して基板を処理するための方法５００のフロー図であり、プロセスレシピはフィードフォワードコントローラルーチンを使用して決定される。フロー図は、コンピューティングデバイス（例えば、システム４００によって記述されたもの）にソフトウェアルーチンとして実装することができる。空間的に調整可能なヒータは、独立して制御可能であり、上で処理される基板の温度プロファイルを決定する。コントローラは、各々の個別の空間的に調整可能なヒータに他のヒータとは別々に印加される電力の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って、１つの空間的に調整可能なヒータによって生成される熱を他のヒータに対して変更することができる。空間的に調整可能なヒータに供給される電力はまた、上述したように複数のヒータ間で同時に供給されてもよいし、あるいはまた、個々の空間的に調整可能なヒータ間で順次走査されてもよい。ワークピース（例えば、基板１１８）は、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。オプションとして処理チャンバ内のプラズマの存在下で実行することができる真空プロセスは、エッチングプロセス、化学気相堆積プロセス、物理気相堆積プロセス、イオン注入プロセス、プラズマ処理プロセス、アニーリングプロセス、酸化物除去プロセス、除害プロセス、又は他のプラズマプロセスのうちの１つとすることができる。ワークピースは、他の用途のために他の環境（例えば、大気条件）で温度制御された表面上で処理されてもよいと考えられる。

方法５００は、プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測プロセスデータのうちの１以上をフィードフォワードコントローラルーチンに入力することによる操作５１０で開始する。フィードフォワードコントローラルーチンは、上流計測データ、ターゲットプロセスデータ、及びプロセス感度を取り、所望のウェハ温度オフセットマップを直接出力するように設定される。操作５２０において、所望のウェハ温度オフセットマップが、入力されたデータから決定される。

操作５３０において、モデルウェハ温度調整パラメータが、プロセスレシピ及び温度オフセットマップから作成される。温度オフセットマップは、ウェハ温度及びプロセスレシピのフィードフォワードに基づく温度チューナへのフィードバックである。

操作５４０において、マルチゾーン温度ＥＳＣの加熱プロファイルが、モデルウェハ温度調整パラメータを使用して制御される。各々の空間的に調整可能なヒータの制御は、静電チャック２１０内で同時に実行することができ、空間的に調整可能なヒータの任意の選択が特定の温度プロファイルを迅速に生成可能にする。個々の空間的に調整可能なヒータに供給される電力の制御は、基板支持アセンブリ内に配置された調整ヒータコントローラへの光学的接続を介してインターフェース接続する外部コントローラを介して提供されてもよい。更に、調整ヒータコントローラは、別の空間的に調整可能なヒータを循環させ、更に他の空間的に調整可能なヒータを異なる重複時間間隔で循環させながら、１つの空間的に調整可能なヒータへ電力を同時に供給することができる。このようにして、空間的に制御可能なヒータは、モデルウェハ温度調整パラメータに一致させる基板支持体全域にわたる温度プロファイルを有することができる。

モデルベースのウェハ温度チューナは、その後、所望のプロセスパラメータを出力して新しいレシピを形成する。操作５５０では、レシピが実行され、基板はマルチゾーン温度ＥＳＣ上で処理される。

図６は、フィードバックコントローラルーチンと共に空間的に調整可能なヒータを使用して基板を処理するための方法６００の第２の実施形態である。プロセスは、プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及びｋ番目の実行計測プロセスデータが反復学習コントローラに入力される操作６１０で開始される。ｋ番目の反復（ただし、ｋ＝１、２、．．．）では、フィードバックコントローラルーチンは、デルタ計測データの入力を有するように設定される。すなわち、ｋ番目の実行計測データ、ターゲットプロセスデータが、温度感度及び基板温度データに対するプロセスに基づいて所望の基板温度プロファイルを得るように適用される。フィードバックコントローラルーチンは、反復学習コントローラ、又は他のタイプのコントローラ（例えば、ＬＵＴ、ＰＩＤ、ＭＰＣ、又は他の適切なコントローラ）であってもよい。

操作６２０において、所望の基板温度オフセットマップが、入力されたデータから決定される。所望の基板温度オフセットマップは、コントローラに対して入力となり、レシピパラメータを調整し（例えば、空間的に調整可能なヒータからの出力を修正するようにＰＷＭコントローラに指示し）、これによって次の基板が所望の温度プロファイルのものにできるだけ近い温度プロファイルで実行される。反復は、所望のプロセス性能が達成されるまで行われている。このプロセスは、複数の基板を用いた複数回の反復を含むことができる。

操作６３０において、モデル基板温度調整パラメータは、プロセスレシピ及び温度オフセットマップから作成することができる。重要なレシピ出力（例えば、温度）は、新しい所望のプロセスターゲット及びプロセス感度が変化するたびに調整してもよい。

操作６４０において、マルチゾーン及び空間的に調整可能な温度の静電チャックの加熱プロファイルは、モデル基板温度調整パラメータで制御することができる。例えば、モデル基板温度調整パラメータは、いくつかの個々の空間的に調整可能なヒータへの一意に漸増する電力の増加を含み、更に他の個々の空間的に調整可能なヒータへの電力を減少させて、所望の温度プロファイルを達成する補正を実現することができる。

操作６５０において、プロセスは、Ｋ＋１の基板上でＫ番目の反復レシピによって実行される。すなわち、プロセスレシピは、基板を測定した後に修正される。プロセスレシピは、その後、次の基板を処理するために使用される。いくつかの実施形態では、プロセスレシピは、基板の前のグループの測定値から決定することができる。例えば、基板をＦＯＵＰ内に配置し、別の計測装置に移動させてもよい。レシピは、ＦＯＵＰ内で処理された最後の基板から決定されてもよい。あるいはまた、コントローラは、ＦＯＵＰ内の基板の計測の傾向を調べ、その傾向に基づいて現在のプロセスレシピを調整してもよい。

操作６６０において、（Ｋ＋１）番目の基板のための計測データが決定される。計測データは、将来の使用のために、（例えば、ＡＰＣの）データベースに格納されてもよい。操作６７０で、（Ｋ＋１）番目の実行計測プロセスデータが反復学習コントローラに提供される。コントローラは、計測プロセスデータに基づいて現在のプロセスレシピ（Ｋ＋２）番目を調整することができる。

図７は、基板を処理するための方法７００のフロー図であり、フィードバック及びフィードフォワードコントローラルーチンを使用して、プロセスレシピが、空間的に調整可能なヒータに対して決定される。現在の基板用のプロセスレシピは、フィードバックの現在のプロセスデータ及びフィードフォワードの上流計測データの両方に基づいて修正されてもよい。

方法７００は、プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及びｋ番目の実行計測プロセスデータが反復学習コントローラ（すなわち、フィードバックコントローラルーチン）に入力される操作７１０で開始する。操作７１５で、プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流の計測データがフィードフォワードコントローラルーチンに入力される。

操作７２０において、所望の基板温度オフセットマップが、フィードフォワードコントローラルーチン及び反復学習コントローラルーチンからの入力データから作成される。したがって、現在のプロセスデータと上流計測データの両方が使用される。

操作７３０において、所望の温度オフセットマップに加えてプロセスレシピ及び温度オフセットマップからモデル基板温度調整パラメータが作成される。モデル基板調整パラメータを使用して、基板用の所望の温度プロファイルを達成するために個々の空間的に調整可能なヒータ用の所望の熱出力を決定する。

操作７４０において、マルチゾーン温度静電チャックの加熱プロファイルは、モデルウェハ温度調整パラメータを使用して制御される。ＰＷＭコントローラは、所望の温度プロファイルを達成するために、各々の個々の空間的に調整可能なヒータへの電力を調整する。１つの空間的に調整可能なヒータへの電力が調整されている間に、他の空間的に調整可能なヒータは、オフ又は所定の出力で保持することができる。あるいはまた、空間的に調整可能なヒータのうちの複数（例えば２つ、それ以上、又は全て）への電力を同時に調整してもよい。カスタマイズ可能な熱出力を得るために、各々の空間的に調整可能なヒータが個別に制御される１４０個以上の空間的に調整可能なヒータが存在してもよい。コントローラは、１つの空間的に調整可能なヒータ（例えば、空間的に調整可能なヒータ_ｘ）に２０パーセントの電力を供給して、そのヒータに隣接する第１の場所で約１℃の温度上昇を達成するようにＰＷＭコントローラに指示してもよい。コントローラは、第２の空間的に調整可能なヒータ（例えば、空間的に調整可能なヒータ_ｙ）に８０パーセントの電力を供給して、そのヒータに隣接する第２の場所で約４℃の増加を達成するようにＰＷＭに同時に指示してもよい。このようにして、１００％までの空間的に調整可能なヒータを個別に同時に制御して、独自の温度プロファイルを作成することができる。

操作７５０において、Ｋ番目の反復レシピを用いたプロセスが、Ｋ＋１の基板上で実行される。したがって、レシピは、各々の後続の基板に対して調整して、所望の結果を達成するように温度プロファイルを独自に調整することができる。

操作７６０において、（Ｋ＋１）番目の基板のための計測データが決定される。操作７７０で、（Ｋ＋１）番目の実行計測プロセスデータが、（Ｋ＋２）番目の基板のための基板温度オフセットマップを決定する際に使用する反復学習コントローラルーチンに提供される。

有利には、プロセス調整は、クリティカルディメンジョンの均一性、次のクリティカルディメンジョンの補償、及びエッチングレートを制御することができる。空間的に調整可能なヒータは、ＥＳＣ毎に様々なチャンバ環境で一貫した基板温度を維持する。空間的に調整可能なヒータを使用して、プロセスキットの浸食を最小限にするように構成されたエッジゾーン温度制御を促進する、又はエッジプロセスのドリフトを補償し、洗浄間の平均時間を長くすることができる。空間的に調整可能なヒータは、不均一な形状を有して、処理チャンバの固有の不均一性を補正することができる。更に、空間的に調整可能なヒータは、温度又は熱流束の測定のためのプローブとして使用される。このように、空間的に調整可能なヒータは、プロセス結果を調整して、時間経過による変動を補償する。

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を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 (20)

1. 基板支持アセンブリ上で基板を処理する方法であって、
   主ヒータ及び複数の空間的に調整可能なヒータを有する基板支持アセンブリ上の第１の温度プロファイルを使用して第１の基板を処理する工程と、
   第１の基板を処理した結果からオフセット温度プロファイルを決定する工程と、
   オフセット温度プロファイルに応じて基板支持アセンブリ上で第２の温度プロファイルに第１の温度プロファイルを調整する工程であって、第２の温度プロファイルに調整する工程は、１以上の空間的に調整可能なヒータに供給される電力を増加させ、各々の空間的に調整可能なヒータは独立して制御可能であり、他の空間的に調整可能なヒータと異なる温度を提供する工程を含む工程と、
   第２の温度プロファイルを用いて基板支持アセンブリ上で第２の基板を処理する工程とを含む方法。
2. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
   プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測プロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
   入力されたデータから所望の基板温度オフセットマップを決定する工程と、
   プロセスレシピ及び基板温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１記載の方法。
3. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
   反復学習コントローラルーチンに第１の実行計測プロセスデータを提供する工程と、
   プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
   入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
   プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１記載の方法。
4. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
   Ｋ番目の実行計測プロセスデータを反復学習コントローラルーチンに提供する工程と、
   プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含む処理データを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
   入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
   プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測データをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
   プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１記載の方法。
5. 基板支持アセンブリの第１の温度プロファイルを調整する工程は、
   基板支持アセンブリのワークピース支持面全域にわたって分布した複数の個別の位置を加熱又は冷却する工程を更に含む、請求項１記載の方法。
6. 空間的に調整可能なヒータは、同時に電力供給され、
   空間的に調整可能なヒータのうちの少なくとも２つは、異なるパーセント電力出力を有する、請求項１記載の方法。
7. 第１の温度プロファイルを調整する工程は、
   約１００％の電力出力を有する空間的に調整可能なヒータに対応する位置で、基板支持アセンブリのワークピース支持面を約５℃上昇させる工程を含む、請求項１記載の方法。
8. プロセッサによって実行されると基板支持アセンブリ上の基板を処理するための操作を実行するプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、操作は、
   主ヒータ及び空間的に調整可能なヒータを有する基板支持アセンブリ上の第１の温度プロファイルを使用して第１の基板を処理する工程と、
   第１の基板を処理した結果からオフセット温度プロファイルを決定する工程と、
   オフセット温度プロファイルに応じて基板支持アセンブリ上で第２の温度プロファイルに第１の温度プロファイルを調整する工程であって、第２の温度プロファイルに調整する工程は、１以上の空間的に調整可能なヒータに供給される電力を増加させ、各々の空間的に調整可能なヒータは独立して制御可能であり、他の空間的に調整可能なヒータと異なる温度を提供する工程を含む工程と、
   第２の温度プロファイルを用いて前記基板支持アセンブリ上で第２の基板を処理する工程とを含むコンピュータ可読記憶媒体。
9. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
   プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測プロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
   入力されたデータから所望の基板温度オフセットマップを決定する工程と、
   プロセスレシピ及び基板温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
10. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
    反復学習コントローラルーチンに第１の実行計測プロセスデータを提供する工程と、
    プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
    入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
    プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
11. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
    Ｋ番目の実行計測プロセスデータを反復学習コントローラルーチンに提供する工程と、
    プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含む処理データを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
    入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
    プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測データをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
    プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
12. 基板支持アセンブリの第１の温度プロファイルを調整する工程は、
    基板支持アセンブリのワークピース支持面全域にわたって分布した複数の個別の位置を加熱又は冷却する工程を更に含む、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
13. 空間的に調整可能なヒータは、同時に電力供給され、
    空間的に調整可能なヒータのうちの少なくとも２つは、異なるパーセント電力出力を有する、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
14. 第１の温度プロファイルを調整する工程は、
    約１００％の電力出力を有する空間的に調整可能なヒータに対応する位置で、基板支持アセンブリのワークピース支持面を約５℃上昇させる工程を含む、請求項８記載のコンピュータ可読記憶媒体。
15. システムであって、
    プロセッサと、
    メモリを含み、メモリは、基板支持アセンブリ上の基板を処理するための操作を実行するように構成されたアプリケーションプログラムを含み、操作は、
    主ヒータ及び空間的に調整可能なヒータを有する基板支持アセンブリ上の第１の温度プロファイルを使用して第１の基板を処理する工程と、
    第１の基板を処理した結果からオフセット温度プロファイルを決定する工程と、
    オフセット温度プロファイルに応じて基板支持アセンブリ上で第２の温度プロファイルに第１の温度プロファイルを調整する工程であって、第２の温度プロファイルに調整する工程は、１以上の空間的に調整可能なヒータに供給される電力を増加させ、各々の空間的に調整可能なヒータは独立して制御可能であり、他の空間的に調整可能なヒータと異なる温度を提供する工程を含む工程と、
    第２の温度プロファイルを用いて前記基板支持アセンブリ上で第２の基板を処理する工程とを含むシステム。
16. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
    プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測プロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
    入力されたデータから所望の基板温度オフセットマップを決定する工程と、
    プロセスレシピ及び基板温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１５記載のシステム。
17. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
    反復学習コントローラルーチンに第１の実行計測プロセスデータを提供する工程と、
    プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含むデータを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
    入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
    プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１５記載のシステム。
18. オフセット温度プロファイルを決定する工程は、
    Ｋ番目の実行計測プロセスデータを反復学習コントローラルーチンに提供する工程と、
    プロセス感度、及びターゲットプロセスデータのうちの少なくとも１以上を含む処理データを反復学習コントローラルーチンに入力する工程と、
    入力されたデータから所望のウェハ温度オフセットマップを決定する工程と、
    プロセス感度、ターゲットプロセスデータ、及び上流計測データをフィードフォワードコントローラルーチンに入力する工程と、
    プロセスレシピ及び温度オフセットマップからオフセット温度プロファイルを作成する工程とを含む、請求項１５記載のシステム。
19. 基板支持アセンブリの第１の温度プロファイルを調整する工程は、
    基板支持アセンブリのワークピース支持面全域にわたって分布した複数の個別の位置を加熱又は冷却する工程を更に含む、請求項１５記載のシステム。
20. 空間的に調整可能なヒータは、同時に電力供給され、
    空間的に調整可能なヒータのうちの少なくとも２つは、異なるパーセント電力出力を有する、請求項１５記載のシステム。