KR20220024891A - 멀티 존 페데스탈의 온도 제어 - Google Patents

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마이클 필립 로버츠
아론 빙엄
아시시 소라브
애드리언 라보이
풀킷 아가왈
라비 쿠마
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

반도체 기판을 프로세싱하기 위한 시스템은 반도체 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지 어셈블리를 포함한다. 기판 지지 어셈블리는 기판 지지 어셈블리의 층의 M 개의 존들에 각각 배치된 M 개의 저항성 히터들을 포함하고, 여기서 M은 1보다 큰 정수이다. 층은 반도체 기판에 인접하다. 기판 지지 어셈블리는 층의 N 개의 위치들에 배열된 N 개의 온도 센서들을 포함하고, 여기서 N은 1보다 크고 M보다 작거나 같은 정수이다. 시스템은 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 M 개의 존들 중 하나 이상의 평균 온도들에 기초하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.

Description

멀티 존 페데스탈의 온도 제어
본 개시는 일반적으로 기판 프로세싱 시스템들, 보다 구체적으로 멀티 존 페데스탈의 온도 제어에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들의 에칭, 증착, 및/또는 다른 처리를 수행하도록 사용될 수도 있다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 프로세스들의 예들은, 이로 제한되는 것은 아니지만, CVD (Chemical Vapor Deposition), PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), ALD (Atomic Layer Deposition), ALE (Atomic Layer Eetch), PEALD (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition) 및/또는 다른 에칭, 증착, 및 세정 프로세스들을 포함한다. 프로세싱 동안, 기판은 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 페데스탈, 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 등과 같은 기판 지지부 상에 배치된다. 기판을 처리하기 위해 프로세스 가스 혼합물이 프로세싱 챔버 내로 도입된다. 일부 예들에서, 플라즈마가 프로세싱 챔버 내에서 화학 반응들을 향상시키도록 스트라이킹될 (strike) 수도 있다.
기판 프로세싱 동안, 기판의 온도는 기판 지지부 내에 배치되는 저항 히터들에 의해 제어될 수도 있다. 일부 예들에서, 저항 히터들은 별도로 제어되는 2 개 이상의 존들 내에 배치된다. 저항 히터들에 의해 가열되는 존들에서 열적 균일도를 유지하는 것은 보통 각각의 존에서 직접적인 온도 측정 또는 (예를 들어, 온도와 히터 저항의 공지된 종속성을 통해) 개별적으로 캘리브레이팅된 간접 온도 측정을 필요로 한다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2019년 6월 24일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 62/865,621 호의 이익을 주장한다. 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
반도체 기판을 프로세싱하기 위한 시스템은 반도체 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지 어셈블리를 포함한다. 기판 지지 어셈블리는 기판 지지 어셈블리의 층의 M 개의 존들에 각각 배치된 M 개의 저항성 히터들을 포함하고, 여기서 M은 1보다 큰 정수이다. 층은 반도체 기판에 인접하다. 기판 지지 어셈블리는 층의 N 개의 위치들에 배열된 N 개의 온도 센서들을 포함하고, 여기서 N은 1보다 크고 M보다 작거나 같은 정수이다. 시스템은 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 M 개의 존들 중 하나 이상의 평균 온도들에 기초하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
다른 특징들에서, M 개의 존들은 층의 중심 영역에 위치된 제 1 원형 존, 제 1 원형 존을 둘러싸는 제 2 환형 존, 제 2 환형 존을 둘러싸는 제 1 환형 영역에 위치한 제 1 존들의 세트, 및 제 1 환형 영역을 둘러싸는 제 2 환형 영역 내에 위치된 제 2 존들의 세트를 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트는 제 2 존들의 세트에 상대적인 각도로 회전된다.
또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트는 제 2 존들의 세트에 대해 45 ° 각도로 회전된다.
또 다른 특징에서, 제 1 환형 영역 및 제 2 환형 영역은 상이한 폭들을 갖는다.
또 다른 특징에서, 제 2 환형 존은 제 1 환형 영역 및 제 2 환형 영역 각각과 상이한 폭을 갖는다.
또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트 및 제 2 존들의 세트 각각은 4 개의 존들을 포함한다.
다른 특징들에서, N 개의 온도 센서들은 제 1 원형 존에 위치된 제 1 온도 센서, 층의 제 1 직경을 따라 제 2 환형 존과 제 1 존들의 세트 사이의 제 1 경계에 위치된 제 1 온도 센서들의 쌍, 및 층의 제 2 직경을 따라 제 1 존들의 세트와 제 2 존들의 세트 사이의 제 2 경계에 위치된 제 2 온도 센서들의 쌍을 포함한다. 제 1 온도 센서는 제 1 직경과 제 2 직경의 교차점에 위치된다.
다른 특징들에서, 제 1 온도 센서들의 쌍 및 제 2 온도 센서들의 쌍의 위치들은 평행 사변형의 꼭짓점들에 대응하고; 그리고 제 1 직경 및 제 2 직경은 평행 사변형의 대각선들을 형성한다.
또 다른 특징에서, 제어기는 M 개의 저항성 히터들 중 하나를 M 개의 저항성 히터들 중 다른 것들과 독립적으로 제어하도록 구성된다.
또 다른 특징에서, 제어기는 반도체 기판의 타깃 온도 프로파일에 기초하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된다.
또 다른 특징들에서, 반도체 기판을 지지하기 위한 기판 지지 어셈블리는 반도체 기판에 인접한 층을 포함하는 베이스 플레이트를 포함한다. 기판 지지 어셈블리는 층의 M 개의 존들에 각각 배치된 M 개의 저항성 히터들을 포함하고, 여기서 M은 1보다 큰 정수이다. M 개의 존들은 층의 중심 영역에 위치된 제 1 원형 존, 제 1 원형 존을 둘러싸는 제 2 환형 존, 제 2 환형 존을 둘러싸는 제 1 환형 영역에 위치한 제 1 존들의 세트, 및 제 1 환형 영역을 둘러싸는 제 2 환형 영역 내에 위치된 제 2 존들의 세트를 포함한다. 기판 지지 어셈블리는 층의 N 개의 위치들에 배치된 N 개의 온도 센서들을 포함하고, 여기서 N은 1보다 크고 M보다 작거나 같은 정수이다. N 개의 온도 센서들은 층의 제 1 직경을 따라 제 2 환형 존과 제 1 존들의 세트 사이의 제 1 경계에 위치된 제 1 온도 센서들의 쌍, 층의 제 2 직경을 따라 제 1 존들의 세트와 제 2 존들의 세트 사이의 제 2 경계에 위치된 제 2 온도 센서들의 쌍, 및 제 1 직경과 제 2 직경의 교차점의 제 1 원형 존에 위치된 제 1 온도 센서를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 온도 센서들의 쌍 및 제 2 온도 센서들의 쌍의 위치들은 평행 사변형의 꼭짓점들에 대응하고; 그리고 제 1 직경 및 제 2 직경은 평행 사변형의 대각선들을 형성한다.또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트는 제 2 존들의 세트에 상대적인 각도로 회전된다.
또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트는 제 2 존들의 세트에 대해 45 ° 각도로 회전된다.
또 다른 특징에서, 제 1 환형 영역 및 제 2 환형 영역은 상이한 폭을 갖는다.
또 다른 특징에서, 제 2 환형 존은 제 1 환형 영역 및 제 2 환형 영역 각각과 상이한 폭을 갖는다.
또 다른 특징에서, 제 1 존들의 세트 및 제 2 존들의 세트 각각은 4 개의 존을 포함한다.
다른 특징들에서, 시스템은 기판 지지 어셈블리 및 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 M 개의 존들 중 하나 이상의 평균 온도들에 기초하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
또 다른 특징에서, 제어기는 M 개의 저항성 히터들 중 하나를 M 개의 저항성 히터들 중 다른 것들과 독립적으로 제어하도록 구성된다.
또 다른 특징에서, 제어기는 반도체 기판의 타깃 온도 프로파일에 기초하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 시스템은 기판 지지 어셈블리 및 M 개의 존들의 개루프 제어와 함께 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도를 사용하여 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. M 개의 존들의 개루프 제어는 M 개의 존들 각각에 공급된 전력을 반도체 기판의 측정된 온도에 상관시키는 것을 포함한다.
다른 특징들에서, 시스템은 기판 지지 어셈블리 및 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 제 1 저항성 히터 및 제 2 저항성 히터의 저항들의 비에 기초하여 M 개의 저항성 히터들의 제 2 저항성 히터에 대해 M 개의 저항성 히터들의 제 1 저항성 히터를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 기판 프로세싱 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 1b는 본 개시에 따른 기판 지지부의 히터 존들을 도시한다.
도 2는 도 1b에 도시된 히터 존들에 배치된 온도 센서들을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 가열 시스템들의 예들의 기능적 블록도들을 도시한다.
도 4는 본 개시에 따른 히터 존들 및 온도 센서들을 배치하기 위한 방법의 플로우 차트이다.
도 5는 본 개시에 따른 히터 존들을 제어하기 위한 제 1 방법의 플로우 차트이다.
도 6은 본 개시에 따른 히터 존들을 제어하기 위한 제 2 방법의 플로우 차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
본 개시는 기판 프로세싱 시스템의 기판 지지부에서 복수의 존들의 온도 제어에 관한 특정한 예들을 포함하지만, 본 명세서에 제시된 시스템들 및 방법들은 존 저항 가열을 갖는 다른 타입들의 컴포넌트들의 온도 제어에 적용될 수 있다.
원자 층 증착 (Atomic Layer Deposition; ALD) 과 같은 막 증착 프로세스들에서, 증착된 막의 특성들은 공간 (즉, 수평면의 x-y 좌표들) 분포에 걸쳐 가변한다. 예를 들어, 기판 프로세싱 툴들은 막 두께 불균일성 (Non-Uniformity; NU) 에 대한 각각의 사양들을 가질 수도 있고, 이는 반도체 기판의 표면 상의 미리 결정된 위치들에서 취해진 측정 세트의 전체 범위, 절반 범위, 및/또는 표준 편차로 측정될 수도 있다. 일부 예들에서, NU는 NU의 직접적인 원인을 해결함으로써 그리고/또는 기존 NU를 보상하거나 상쇄하도록 대응하는 NU를 도입함으로써 감소될 수도 있다. 다른 예들에서, 재료는 프로세스의 다른 (예를 들어, 이전의 또는 후속) 단계들에서 공지된 불균일성들을 보상하도록 의도적으로 증착되고 그리고/또는 불균일하게 제거될 수도 있다. 이들 다른 예들에서, 미리 결정된 불균일한 증착/제거 프로파일이 계산되고 사용될 수도 있다.
증착된 ALD 막들의 다양한 특성들은 증착 동안 기판의 온도에 의해 영향을 받을 수도 있다. 본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 두께 NU를 감소시키기 위해 기판에 걸친 온도 분포를 조정하도록 구성된다. 예를 들어, 온도 분포는 특정한 기판 프로세싱 툴의 공지된 NU를 보상하기 위해 (프로파일 보상이라고 함), 특정한 프로세스 동안 사용하도록 미리 결정된 NU 프로파일을 생성하기 위해 (프로파일 튜닝이라고 함), 등으로 조정될 수도 있다.
예를 들어, ALD 프로세스 (예를 들어, 옥사이드 막의 증착) 동안, 기판은 ALD 페데스탈과 같은 기판 지지부 상에 배치된다. 통상적으로, ALD 페데스탈은 단일 존을 포함한다. 본 개시에 따른 ALD 페데스탈은 멀티 존 (예를 들어, 2 내지 10 개 이상의 존들) 히터 층을 포함한다. 히터 층은 페데스탈의 상부 층 내에 임베딩될 (embed) 수도 있다. 예를 들어, 히터 층은 알루미늄 상부 층 (예를 들어, 기판 지지부 상에 배치된 기판을 지지/콘택트하도록 구성된 상부 층) 내에 적어도 부분적으로 인클로징되는 (enclose) 폴리이미드 및 실리콘 히터 층을 포함할 수도 있다. 이 예에서, 알루미늄 상부 층의 배치는 패러데이 케이지로서 기능할 수도 있다. 다른 예들에서, 상부 층은 세라믹 층 (예를 들어, Al2O3, AlN, 등) 일 수도 있다. 히터 층의 존 각각은 페데스탈의 각각의 존의 온도를 제어한다. 상부 층은 페데스탈의 베이스 (예를 들어, 베이스 플레이트) 상에 배치되고, 열은 상부 층으로부터 냉각될 수도 있는 베이스 플레이트로 전달될 수도 있다.
존들의 배치 (예를 들어, 양, 형상, 기하 구조, 등) 는 ALD 프로세스로부터 발생하는 공지된 막 두께 NU들을 보상하도록 구성된다. 존들은 이로 제한되지 않지만, 상이한 폭들을 갖는 2 개 이상의 방사상 (즉, 환형) 존들; 2 개 이상의 세그먼트화된 방사상 존들 (즉, 복수의 세그먼트들/방위각 존들을 포함하는 방사상 존들); 기판의 에지에 인접하고 그리고/또는 에지와 오버랩하는 외측 방사상 존; 및 (예를 들어, 트리밍 (trimming) 을 통한 증착 및/또는 제거를 위한 방사상 프로파일들을 제어/보정하기 위해) 캐리어 링의 온도를 조정하도록 구성된 외측 방사상 존을 포함할 수도 있다.
일 예에서, 존들은 중심 존, 내측-중간 반경 존, 4 개의 외측-중간 반경 존들 (즉, 4 개의 세그먼트들을 포함하는 외측-중간 반경 존), 및 4 개의 외측 에지 존들 (즉, 4 개의 세그먼트들을 포함하는 외측 에지 존) 을 포함하는, 10 개의 존들을 포함한다. 일부 예들에서, 방사상 존들은 4 개보다 많은 세그먼트들 (예를 들어, 8 개 이상) 을 포함할 수도 있다. 또한, 인접한 방사상 존들의 방위각 존들은 정렬되지 않을 수도 있다. 대신, 일 방사상 존의 방위각 존들은 인접한 방사상 존들에 대해 상이한 회전 배향 (즉, 클로킹 (clocking)) 을 가질 수도 있다.
존들 각각은 저항성 히터를 포함한다. 저항성 히터는 고 저항 온도 계수 (temperature coefficient of resistance; TCR) 를 갖는 재료로 이루어진 저항성 엘리먼트를 포함한다. 따라서, 본 개시 전반에 걸쳐, 저항성 히터들은 또한 고 TCR 히터들 또는 고 TCR 히터 엘리먼트들로 지칭된다. 일부 예들에서, 히터 엘리먼트는 섭씨 온도 당 0.001보다 큰 고 TCR을 갖는다. 단지 예를 들면, 몰리브덴, 텅스텐 (W), 구리, 또는 니켈 히터 엘리먼트들이 사용될 수도 있다. 다른 예들에서, 히터 엘리먼트는 섭씨 온도 당 0.001 미만의 보다 낮은 TCR을 갖는다. 단지 예를 들면, 스테인리스 스틸 (SST) 합금들이 사용될 수 있다.
히터 존들의 온도들은 프로세싱 동안 기판에 대한 타깃 온도 프로파일 (또한 히트 맵 (heat map) 으로 지칭됨) 을 달성하도록 제어된다 (즉, 복수의 존들에서 저항성 히터들에 공급된 전력이 제어된다). 복수의 존들의 온도들을 제어하기 위한 일 방법은 존 각각에 공급된 전력을 웨이퍼의 측정된 온도에 상관시키는 개루프 제어이다. 그러나, 이 방법은 단독으로 사용될 때 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 일 단점은 개루프 제어가 웨이퍼를 둘러싸는 환경에서 발생할 수도 있고 기판 온도의 변화를 유발할 수도 있는 임의의 부하 변화에 관한 데이터가 없다는 것이다. 또 다른 단점은 일 온도 설정 점으로부터 또 다른 온도 설정 점으로 이동할 때, 응답 시간이 폐루프 제어가 사용되는 경우보다 느리다는 것이다. 즉, 하나 이상의 존들에 공급된 전력이 목표된 온도 변화를 초래하도록 변화될 때, 실제 온도 변화가 발생하는데 걸린 시간은 폐루프 제어가 사용되는 경우보다 훨씬 느릴 수도 있다.
반대로, 폐루프 제어 (예를 들어, PID 제어) 에서, 존 각각에 공급된 전력은 2 개의 이점들을 제공하는 피드백 루프를 사용하여 제어된다. 첫째로, 폐루프 제어는 개루프 제어보다 다른 자극들 (예를 들어, 임의의 부하 변화들) 에 대해 온도 제어를 보다 강건하게 (robust) 하고; 둘째로, 일 온도 설정 점으로부터 또 다른 온도 설정 점으로 이동할 때, 응답 시간은 개루프 제어보다 빠르다. 즉, 하나 이상의 존들에 공급된 전력이 목표된 온도 변화를 초래하도록 변화될 때, 실제 온도 변화가 발생하는데 걸린 시간은 개루프 제어에서보다 빠르다.
존 각각이 열전대 (thermocouple; TC) 를 갖는, 페데스탈 내의 복수의 존들을 사용하는 것은 웨이퍼와 TC들의 온도 사이에 상관 관계가 있다면 웨이퍼 상의 온도 분포를 제어하는데 충분할 수도 있다. 대신, 선택된 존들의 국부적인 온도들 및 존들의 평균 온도들을 제공하는 최소 수의 TC들이 이하에 설명된 바와 같이 웨이퍼 상의 온도 분포를 제어하도록 사용될 수 있다.
본 개시는 페데스탈 표면의 국부적인 온도 측정 값들 (예를 들어, TC들 또는 저항 온도 검출기들 (resistance temperature detectors; RTDs) 로 또한 지칭되는 저항 온도계들을 사용하여) 을 이하에 기술된 존들의 평균 온도들 또는 개루프 제어와 결합하는 온도 제어 스킴 (scheme) 에 관한 것이다. 구체적으로, 제안된 온도 제어 스킴은 모든 존들보다 적은 존들에서 (예를 들어, TC들 또는 RTD 또는 유사한 방법들을 사용한) 국부적 온도 측정 값들을 TC들이 포함되지 않은 존들에 대한 개루프 전류/전압 제어와 결합한다. TC는 존의 점 위치에서의 온도를 나타내는 존의 국부적인 온도들을 제공한다. 이에 더하여, 존들 내의 히터 엘리먼트들의 평균 온도 측정 값들은 국부적인 온도 측정 값들과 결합될 때 미리 규정된 온도 프로파일로 페데스탈 표면 온도를 정확하게 설정하도록 사용된다.
평균 존 온도들을 측정하는 고 TCR 기반 방법은 복수의 (예를 들어, 10) 존들과 함께 사용될 수 있고 모든 존들에 대해 폐 루프 제어를 위한 능력을 제공할 수 있다. 고 TCR 기반 방법에서, 존에서 고 TCR 히터 엘리먼트의 저항이 측정될 수 있다. 저항은 존의 평균 온도를 제공하기 위해 룩업 테이블 또는 공식을 사용하여 온도와 상관될 수 있다. 고 TCR 기반 방법은 존들의 평균 온도들을 제공할 수 있고, 이는 있는 그대로 또는 국부적인 온도 측정 값들과 결합될 수 있다. 본 개시의 이들 및 다른 양태들은 이하에 상세히 기술된다.
이제 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 개시에 따른 기판 지지부 (예를 들어, ALD 페데스탈) (104) 를 포함하는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 예가 도시된다. 기판 지지부 (104) 는 프로세싱 챔버 (108) 내에 배치된다. 기판 (112) 이 프로세싱 동안 기판 지지부 (104) 상에 배치된다. 일부 예들에서, 기판 지지부 (104) 는 기판 (112) 과의 콘택트를 최소화하도록 구성될 수도 있다 (예를 들어, 기판 (112) 의 외측 에지만이 기판 지지부 (104) 의 상부 표면과 콘택트할 수도 있고, 기판 (112) 은 최소 콘택트 영역 (minimum contact area; MCA) 피처들, 상에 배치되는, 등 할 수도 있다). 다른 예들에서, 기판 지지부 (104) 는 후면 가스 클램핑을 제공하도록 구성될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (120) 이 밸브들 (124-1, 124-2, …, 및 124-N) (집합적으로 밸브들 (124)) 및 질량 유량 제어기들 (126-1, 126-2, …, 및 126-N) (집합적으로 MFC들 (mass flow controllers) (126)) 에 연결되는 가스 소스들 (122-1, 122-2, …, 및 122-N) (집합적으로 가스 소스들 (122)) 을 포함한다. MFC들 (126) 은 가스 소스들 (122) 로부터 가스들이 혼합되는 매니폴드 (128) 로의 가스들의 플로우를 제어한다. 매니폴드 (128) 의 출력이 선택 가능한 (optional) 압력 레귤레이터 (regulator) (132) 를 통해 매니폴드 (136) 로 공급된다. 매니폴드 (136) 의 출력이 멀티 인젝터 샤워헤드 (140) 에 입력된다. 매니폴드들 (128 및 136) 이 도시되지만, 단일 매니폴드가 사용될 수 있다.
기판 지지부 (104) 는 복수의 존들을 포함한다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 (104) 는 중심 존 (144), 내측-중간 반경 존 (148), 4 개의 외측-중간 반경 존들 (즉, 4 개의 세그먼트들 (152-1, 152-2, 152-3, 및 152-4) 를 포함하는 외측-중간 반경 존 (152)), 및 4 개의 외측 에지 존들 (즉, 4 개의 세그먼트들 (156-1, 156-2, 156-3, 및 156-4) 을 포함하는 외측 에지 존 (156)) 을 포함한다. 외측 에지 존 (156) 의 세그먼트들은 외측-중간 반경 존 (152) 의 세그먼트들로부터 (예를 들어, 45 °만큼) 오프셋된다 (즉, 이들에 대해 회전된다). 일부 예들에서, 기판 지지부 (104) 는 외측 에지 존 (156) 의 방사상 외측에 제 2 외측 에지 존 (158) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제 2 외측 에지 존 (158) 의 내경은 기판 (112) 의 직경보다 클 수도 있다. 기판 지지부 (104) 의 온도는 이하에 기술된 바와 같이, 존들의 각각의 존에 배치된 개별적으로 제어 가능한 저항성 히터들 (160) 을 사용함으로써 제어될 수도 있다.
일부 예들에서, 외측 에지 존 (156) 은 기판 (112) 의 외측 에지를 넘어 (즉, 방사상 방향으로) 오버랩하고 그리고/또는 연장할 수도 있다. 예를 들어, 300 ㎜ 기판에 대해, 외측 에지 존 (156) 의 반경은 300 ㎜보다 클 수도 있다. 또한, 외측 에지 존 (156) 의 폭 (즉, 내측 반경으로부터 외측 반경까지의 거리) 은 내측-중간 반경 존 (148) 및 외측-중간 반경 존 (152) 의 폭보다 작을 수도 있다. 예를 들어, 외측 에지 존 (156) 의 폭은 대략 10 ㎜ (예를 들어, +/-2 ㎜) 일 수도 있는 한편, 내측-중간 반경 존 (148) 및 외측-중간 반경 존 (152) 의 각각의 폭들은 대략 40 ㎜ (예를 들어, +/-2 ㎜) 일 수도 있다. 외측 에지 존 (156) 의 상대적으로 좁은 폭은 기판 (112) 의 외측 에지에서 미세한 튜닝을 용이하게 할 수 있다.
일부 예들에서, 기판 지지부 (104) 는 냉각제 채널들 (164) 을 포함할 수도 있다. 냉각 유체가 유체 저장부 (168) 및 펌프 (170) 로부터 냉각제 채널들 (164) 에 공급된다. 압력 센서들 (172, 174) 은 압력을 측정하기 위해 각각 매니폴드 (128) 또는 매니폴드 (136) 내에 배치될 수도 있다. 밸브 (178) 및 펌프 (180) 가 프로세싱 챔버 (108) 로부터 반응물질들을 배기시키도록 그리고/또는 프로세싱 챔버 (108) 내의 압력을 제어하도록 사용될 수도 있다.
제어기 (182) 가 멀티-인젝터 샤워헤드 (140) 에 의해 제공된 도징 (dosing) 을 제어하는 도즈 제어기 (184) 를 포함한다. 제어기 (182) 는 또한 가스 전달 시스템 (120) 으로부터의 가스 전달을 제어한다. 제어기 (182) 는 밸브 (178) 및 펌프 (180) 를 사용하여 프로세싱 챔버 내 압력 및/또는 반응물질들의 배기를 제어한다. 제어기 (182) 는 이하에 기술된 바와 같이 기판 지지부 (104) 및 기판 (112) 의 온도를 제어한다.
도 2는 페데스탈의 방사상 존들을 도시한다. 방사상 존은 R1, R2, …, 및 R10으로 라벨링된다. 열전대들 (TC1, TC2, …, 및 TC5) (실선 원으로 도시됨) 은 도시된 바와 같이 배열된다. TC들이 본 개시 전반에 걸쳐 예시적인 목적들로 사용되지만, RTD들이 TC들 대신 또는 TC들과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 구체적으로, TC1은 중심 존 R1 (엘리먼트 (144)) 의 중심에 위치된다. 열전대들 (TC2, TC3, TC4, 및 TC5) 은 도시된 바와 같이 교차 패턴으로 방사상 존들 사이의 경계들에 배치된다.
구체적으로, 2 개의 열전대들 (TC3 및 TC5) 은 도시된 바와 같이 교차 패턴으로 방사상 존 (R2) (엘리먼트 (148)) 과 방사상 존들 (R3, R4, R5, 및 R6) (엘리먼트들 (152)) 사이의 경계 상의 정반대인 단부들에 배치된다. 2 개의 열전대들 (TC3 및 TC5) 은 도시된 바와 같이 방사상 존들 (R4 및 R6) 의 중심들을 통과하는 페데스탈의 제 1 직경을 따라 놓일 수도 있다. 제 1 직경은 또한 방사상 존들 (R7 및 R8) 의 조인트를 통과하고 그리고 도시된 바와 같이 방사상 존들 (R9 및 R10) 의 조인트를 통과한다. 2 개의 열전대들 (TC3 및 TC5) 은 각각 도시된 바와 같이 방사상 존들 (R4 및 R6) 의 중심들에 보다 가깝거나 인접할 수도 있다.
다른 2 개의 열전대들 (TC2 및 TC4) 은 도시된 바와 같이 교차 패턴으로 방사상 존들 (R3, R4, R5, 및 R6) (엘리먼트들 (152)) 과 방사상 존들 (R7, R8, R9, 및 R10) (엘리먼트들 (156)) 사이의 경계 상의 정반대인 단부들에 배치된다. 다른 2 개의 열전대들 (TC2 및 TC4) 은 도시된 바와 같이 방사상 존들 (R3 및 R5) 의 중심들을 통과하는 페데스탈의 제 2 직경을 따라 놓일 수도 있다. 제 2 직경은 또한 방사상 존들 (R7 및 R10) 의 조인트를 통과하고 그리고 도시된 바와 같이 방사상 존들 (R8 및 R9) 의 조인트를 통과한다. 도시된 바와 같이 열전대 (TC2) 는 방사상 존들 (R7 및 R10) 의 조인트에 위치될 수도 있고, 열전대 (TC4) 는 방사상 존들 (R8 및 R9) 의 조인트에 위치될 수도 있다.
예를 들어, 페데스탈의 제 1 직경 및 제 2 직경은 90 °의 각도 또는 또 다른 각도로 교차할 수도 있다. 예를 들어, 열전대들 (TC2, TC3, TC4, 및 TC5) 은 평행 사변형의 꼭짓점들에 놓일 수도 있고; 제 1 직경 및 제 2 직경은 평행 사변형의 대각선들을 형성한다. 열전대 (TC1) 는 도시된 바와 같이 제 1 직경과 제 2 직경의 교차점에 놓일 수도 있다.
이러한 방식으로 배열될 때, 열전대들 (TC1, TC2, …, 및 TC5) 은 페데스탈의 2 개의 상이한 직경들에서 존 간 열적 상호 작용들 및 국부적인 온도들을 캡처할 수 있다. 고 TCR 히터 엘리먼트들로부터 획득된 존 각각의 평균 온도 및 선택된 존들의 TC들로부터 획득된 선택된 존들의 국부적인 온도들로, 모든 존들에 대한 히트 맵이 구성될 수 있다. 또한, 웨이퍼에 걸친 타깃 온도 분포는 선택된 존들의 국부적인 온도들 및 존 각각의 평균 온도의 조합을 사용하여 히터 엘리먼트들을 제어함으로써 달성될 수 있다.
고 TCR 히터들의 캘리브레이션 (즉, 온도 대 저항 대응 관계의 결정) 은 국부적인 온도 측정 값들을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 개루프 캘리브레이션 방법에서, 존들 (R1 내지 R10) 로의 전력 입력은 X ％만큼 순차적으로 증가되고 (즉, R1, 이어서 R2, 이어서 R3, 등), 웨이퍼 온도들이 측정된다. 존 각각의 전력 값에 대한 웨이퍼 온도의 감도 측정 값 (예를 들어, dT/dp, 여기서 T는 웨이퍼 온도를 나타내고; p는 전압, 전류, 또는 모두의 관점에서 전력을 나타냄) 이 규정된다. 웨이퍼 온도 데이터를 수집하는 동안, 존 각각의 평균 온도가 또한 병렬로 측정되고, 존 dT/dTheater -element 각각의 평균 온도에 대한 웨이퍼 온도의 감도 측정 값이 규정된다. 존 dTheater -element/dp 각각의 전력 값에 대한 평균 존 온도의 또 다른 감도 측정 값이 또한 규정될 수 있다. 따라서, 제어 변수는 존 각각에 공급된 전력 또는 존의 평균 온도일 수 있다. 하나 또는 둘 다를 제어함으로써, 웨이퍼의 온도가 제어될 수 있다.
(웨이퍼 온도 분포 프로파일의 개선된 타깃팅을 위해) 부가적인 (즉, 보조적인) 제어 변수로서 또는 주 제어 변수로서 평균 존 온도를 사용할 지 여부는 시간 종속적일 수도 있다. 정상 상태에서, 웨이퍼의 온도는 개루프 제어를 사용하여 제어될 수 있다. 상태들을 스위칭할 때 (예를 들어, 부하 변화로 인해), 평균 존 온도가 주 제어 변수로서 사용될 수도 있다. 존에 대한 평균 온도는 존 내의 고-TCR 히터 엘리먼트로부터 저항-온도 관계 데이터를 분석함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 평균 온도는 면적이 고-TCR 히터 엘리먼트의 면적 가중 평균일 수도 있다.
일부 상황들에서, 평균 존 온도들을 계산하는 오버 헤드가 방지될 수 있다. 예를 들어, 평균 존 온도가 (예를 들어, 과도 응답을 위해) 보조 변수로서 사용된다면, 이하에 기술된 바와 같이, 2 개의 존들의 평균 온도들을 사용하는 대신, 2 개의 존들에서 히터 엘리먼트들의 저항들의 비는 2 개의 존들 중 하나의 히터 엘리먼트에 공급된 전력을 증가시키거나 감소시키도록 사용될 수 있다.
웨이퍼 온도를 제어하기 위해 몇몇 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 가장 덜 복잡한 방법은 존 각각의 평균 온도에 기초하여 존 각각에 공급된 전력을 제어하는 것을 수반한다. 가장 복잡한 방법은 전체 히트 맵에 대한 LMS (Least Mean Squares) 온도 타깃을 규정하고, 펄스 폭 변조 (pulse width modulation; PWM) 를 사용하여 존 각각에 공급된 전력을 제어하는 것을 수반한다.
중간 복잡성의 하이브리드 방법에서, 최소 수의 TC들이 특정한 존들을 제어하기 위해 평균 존 온도들과 조합하여 사용된다. 제 4 방법에서, 존들의 온도는 정상 상태의 개루프 제어를 사용하여 제어될 수 있다; 평균 존 온도는 상태들을 스위칭할 때 (예를 들어, 부하가 변화할 때) 주 제어 변수로서 사용될 수도 있다.
하이브리드 방법의 일부 예들은 다음과 같다. 일 예에서, 도 2에서, TC1, TC2, 및 TC3은 각각 모든 외측 존들에 대한 존들 (R1, R2) 및 기준선에 대한 입력들을 제어할 수 있다. 평균 존 온도는 존들 간의 저항 비를 제어하기 위한 입력으로서 사용된다. 존들 간 저항 비는 개루프 제어를 사용하여 제어된다.
예를 들어, 외측 존들 (R7, R8, R9, 및 R10) 을 고려한다. 이들 존들은 동일한 면적을 갖는다. 이들 존들의 히터 엘리먼트들의 저항들이 같다고 가정한다. 이들 존들이 동일한 타깃 온도를 갖는다면, 존들 중 하나, 즉 R8은 존 R8의 국부적인 온도를 사용하여 타깃 온도로 구동된다. 존들 (R7, R9, 및 R10) 은 타깃 온도에 대응하는 동일한 저항 값으로 구동된다. 이들 존들이 저온일 때 또는 정상 상태일 때 동일한 저항 값에 있다고 가정하면, 가열 후, 존들이 고온일 때 동일한 저항에 있으면, 존들은 동일한 온도 (즉, 타깃 온도) 에 있을 것이다.
이제 존 R10이 존 R8보다 고온이라고 가정한다. 존 R8과 존 R10 사이에서 달성될 온도 비가 공지되면, 존 R10은 존 R8보다 높은 저항 값을 갖도록 구동될 수 있어서 존 R8과 존 R10의 저항의 비는 존들 (R8 및 R10) 의 온도의 비에 대응한다. 따라서, 상태들을 스위칭할 때 (예를 들어, 부하가 변화할 때), 특정한 존들을 제어하기 위해 최소 수의 TC들 (국부적 온도 측정 값들) 을 사용하는 것에 더하여, 평균 존 온도들은 방위각 방향의 존들 사이의 저항 비들을 제어하도록 사용될 수 있다. 하이브리드 방법의 또 다른 예에서, TC5는 존 R6을 제어할 수 있는 한편, 평균 존 온도는 존 R2를 제어할 수 있다.
도 3a는 도 2에 도시된 히터 존들 (R1 내지 R10) 을 제어하도록 사용될 수도 있는 제어기 (300) 를 도시한다. 예를 들어, 제어기 (300) 는 도 1a에 도시된 제어기 (182) 에 의해 구현될 수도 있다. 히터 드라이버 (302) 는 제어기 (300) 의 제어 하에 선택된 TCR 히터들 (304) 에 전력을 공급하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, TCR 히터들 (304) 은 저항성 히터들 (160) (도 1a에 도시됨) 을 구현하도록 사용될 수도 있다. 전류 센서들 (308) 이 히터 드라이버 (302) 에 의해 TCR 히터들 (304) 에 공급된 전류를 센싱하도록 사용될 수도 있다. 전압 센서들 (310) 이 히터 드라이버 (302) 에 의해 TCR 히터들 (304) 에 공급된 전압을 센싱하도록 사용될 수도 있다. 제어기 (300) 는 전류 센서들 (308) 및/또는 전압 센서들 (310) 로부터 각각의 전류 측정 값들 및/또는 전압 측정 값들에 기초하여 TCR 히터들 (304) 각각의 저항을 결정한다.
도 3b는 제어기 (300) 가 히터 존들의 듀티 사이클들을 모니터링하고 대응하는 듀티 사이클에 기초하여 히터 존들의 저항을 추정하기 위해 저항 추정기 (312) 를 사용하는 것을 도시한다. 이 예에서, 전압 또는 전류는 일정한 값이고, 전류 또는 전압의 듀티 사이클은 가변된다고 가정한다. 즉, 제어기 (300) 는 공지된 전압 또는 전류 및 전류 또는 전압에 대한 듀티 사이클에 기초하여 저항을 추정한다. 따라서, 이 예에서, 전류 센서들 (308) 및 전압 센서들 (310) 은 생략된다.
도 3a 및 도 3b에서, 제어기 (300) 는 히터 존들 (R1 내지 R10) 내의 TCR 히터들 (304) 을 제어한다. 제어기 (300) 는 히터 존 (예를 들어, 도 2에 도시된 임의의 존 (R1, R2, 등)) 을 선택한다. 히터 드라이버 (302) 는 선택된 TCR 히터 (304) 에 전력을 공급한다. 제어기 (300) 및 도 3a 및 도 3b의 다른 컴포넌트들의 동작들은 도 5 및 도 6을 참조하여 이하에 상세히 기술된다.
도 4는 본 개시에 따른 복수의 존들 (및 각각의 히터들) 및 온도 센서들 (예를 들어, TC들 및/또는 RTD들) 을 배치하기 위한 방법 (400) 을 도시한다. 402에서, 방법 (400) 은 페데스탈의 상부 층의 복수의 존들에 고 TCR 히터 엘리먼트들을 배치하는 단계를 포함하고, 페데스탈의 상부 층은 프로세싱 동안 기판을 지지하도록 구성된다. 404에서, 방법 (400) 은 다음과 같이 복수의 존들을 배치하는 단계를 포함한다. 존들은 페데스탈의 상부 층의 중심 영역의 제 1 존 (예를 들어, 도 1b 및 도 2에 도시된 존 R1 (144)), 중심 영역을 둘러싸는 내측 환형 영역의 제 2 존 (예를 들어, 도 1b 및 도 2에 도시된 존 R2 (148), 내측 환형 존을 둘러싸는 외측 환형 영역의 제 1 존들의 세트 (예를 들어, 도 1b 및 도 2에 도시된 존들 (R3, R4, R5, 및 R6) 또는 존들 (152)), 및 외측 환형 영역을 둘러싸는 외측 에지 영역의 제 2 존들의 세트 (예를 들어, 존들 (R7, R8, R9, 및 R10) 또는 존들 (156)) 을 포함한다. 제 2 존들의 세트는 (예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이) 제 1 존들의 세트에 대해 각도 (예를 들어, 45 °) 만큼 오프셋될 수도 있다.
406에서, 방법 (400) 은 이하와 같이 존들의 수보다 적은 수의 복수의 온도 센서들 (예를 들어, TC들 및/또는 RTD들) 을 배치하는 단계를 포함한다. 하나의 TC가 제 1 존 (예를 들어, 도 2에 도시된 존 R1 (144) 내 TC1) 에 배치된다. 제 1 TC들의 쌍 (도 2에 도시된 TC3 및 TC5) 은 내측 환형 영역 (존 R2 (148)) 과 외측 환형 영역 (존들 (152)) 사이의 제 1 경계를 따라 그리고 제 1 직경을 따라 배치된다. 제 2 TC들의 쌍 (도 2에 도시된 TC2 및 TC4) 은 외측 환형 영역 (존들 (152)) 과 외측 에지 영역 (존들 (156)) 사이의 제 2 경계를 따라 그리고 제 2 직경을 따라 배치된다.
408에서, 방법 (400) 은 대각선들이 제 1 직경 및 제 2 직경인 평행 사변형의 꼭짓점들을 따라 제 1 온도 센서들의 쌍 및 제 2 온도 센서들의 쌍을 배치하는 단계를 포함한다. TC1은 제 1 직경과 제 2 직경의 교차점에 (즉, 대각선들의 교차점에) 배치된다.
도 5는 본 개시에 따른 존들 (예를 들어, 도 1b 및 도 2에 도시된 R1 내지 R10) 을 제어하기 위한 제 1 방법 (500) 을 도시한다. 방법 (500) 은 도 3a 및 도 3b에 도시된 제어기 (300) 및 다른 컴포넌트들에 의해 수행된다. 502에서, 방법 (500) 은 도 2에 도시되고 도 4를 참조하여 기술된 바와 같이 배치된 온도 센서들을 사용하여 선택된 (전체보다 적은) 존들의 국부적인 온도들을 측정한다. 504에서, 방법 (500) 은 존 각각의 평균 온도를 측정한다.
506에서, 방법 (500) 은 존들이 정상 상태인지 여부를 결정한다. 508에서, 존들이 정상 상태에 있을 때, 방법 (500) 은 개루프 제어를 사용하여 (즉, 존 각각에 공급된 전력을 측정된 웨이퍼 온도에 상관시킴으로써) 존들을 제어한다.
510에서, 방법 (500) 은 (예를 들어, 부하의 변화로 인해) 하나 이상의 존들이 상태를 변화시켜야 하는지 여부를 결정한다. 방법 (500) 은 하나 이상의 존들이 상태를 변화시킬 필요가 없다면 (즉, 존들이 안정된 상태에 있다면) 508로 돌아간다. 512에서, 하나 이상의 존들이 상태를 변화시켜야 한다면, 방법 (500) 은 존들 중 적어도 하나 (전체는 아님) 의 측정된 국부적 온도들 및 모든 존들의 평균 온도들의 조합을 사용하여 하나 이상의 존들에 공급된 전력을 제어한다.
도 6은 본 개시에 따른 존들 (예를 들어, 도 1b 및 도 2에 도시된 R1 내지 R10) 을 제어하기 위한 제 2 방법 (600) 을 도시한다. 방법 (600) 은 제어기 (300) 및 도 3a 및 도 3b에 도시된 다른 컴포넌트들에 의해 수행된다. 602에서, 방법 (600) 은 도 2에 도시되고 도 4를 참조하여 기술된 바와 같이 배치된 온도 센서들을 사용하여 선택된 (전체보다 적은) 존들의 국부적인 온도들을 측정한다.
604에서, 방법 (600) 은 존들이 정상 상태인지 여부를 결정한다. 606에서, 존들이 정상 상태에 있을 때, 방법 (600) 은 개루프 제어를 사용하여 (즉, 존 각각에 공급된 전력을 측정된 웨이퍼 온도에 상관시킴으로써) 존들을 제어한다.
608에서, 방법 (600) 은 (예를 들어, 부하의 변화로 인해) 하나 이상의 존들이 상태를 변화시켜야 하는지 여부를 결정한다. 방법 (600) 은 하나 이상의 존들이 상태를 변화시킬 필요가 없다면 (즉, 존들이 안정된 상태에 있다면) 608로 돌아간다. 610에서, 하나 이상의 존들이 상태를 변화시켜야 한다면, 방법 (600) 은 상태를 변화시켜야 하는 존에 대한 온도의 목표된 변화에 기초하여, 존들 중 하나는 상태를 변화시켜야 하는, 2 개의 존들 사이의 저항 비를 결정한다.
612에서, 방법 (600) 은 존들 중 적어도 하나 (전체는 아님) 의 측정된 국부적 온도들 및 2 개의 존들 사이의 저항 비의 조합을 사용하여 상태를 변화시켜야 하는 존에 공급된 전력을 제어한다. 따라서, 존들 중 적어도 하나 (전체는 아님) 의 측정된 국부적 온도들 및 2 개의 존들 사이의 저항 비의 조합에 기초하여 상태를 변화시켜야 하는 존으로의 전력을 상승시키거나 감소시킨다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다.
방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시 예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다.
제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고 (enable), 엔드포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다.
프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 팹 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다.
일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다.
일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (23)

  1. 반도체 기판을 프로세싱하기 위한 시스템에 있어서,
    반도체 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지 어셈블리로서,
    상기 기판 지지 어셈블리의 층의 M 개의 존들에 각각 배치된 M 개의 저항성 히터들로서, 상기 층은 상기 반도체 기판에 인접하고, 여기서 M은 1보다 큰 정수들인, 상기 저항성 히터들; 및
    상기 층의 N 개의 위치들에 배치된 N 개의 온도 센서들로서, 여기서 N은 1보다 크고 M보다 작거나 같은 정수인, 상기 온도 센서들을 포함하는, 상기 기판 지지 어셈블리; 및
    상기 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 상기 M 개의 존들 중 하나 이상의 평균 온도들에 기초하여 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 M 개의 존들은,
    상기 층의 중심 영역에 위치된 제 1 원형 존;
    상기 제 1 원형 존을 둘러싸는 제 2 환형 존;
    상기 제 2 환형 존을 둘러싸는 제 1 환형 영역 내에 위치된 제 1 존들의 세트; 및
    상기 제 1 환형 영역을 둘러싸는 제 2 환형 영역 내에 위치된 제 2 존들의 세트를 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트는 상기 제 2 존들의 세트에 대해 상대적인 각도로 회전되는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트는 상기 제 2 존들의 세트에 대해 45 ° 각도로 회전되는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 환형 영역 및 상기 제 2 환형 영역은 상이한 폭들을 갖는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 환형 존은 상기 제 1 환형 영역 및 상기 제 2 환형 영역 각각과 상이한 폭을 갖는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트 및 상기 제 2 존들의 세트 각각은 4 개의 존들을 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 N 개의 온도 센서들은,
    상기 제 1 원형 존에 위치된 제 1 온도 센서;
    상기 층의 제 1 직경을 따라 상기 제 2 환형 존과 상기 제 1 존들의 세트 사이의 제 1 경계에 위치된 제 1 온도 센서들의 쌍; 및
    상기 층의 제 2 직경을 따라 상기 제 1 존들의 세트와 상기 제 2 존들의 세트 사이의 제 2 경계에 위치된 제 2 온도 센서들의 쌍을 포함하고,
    상기 제 1 온도 센서는 상기 제 1 직경과 상기 제 2 직경의 교차점에 위치되는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센서들의 쌍 및 상기 제 2 온도 센서들의 쌍의 위치들은 평행 사변형의 꼭짓점들에 대응하고; 그리고
    상기 제 1 직경 및 상기 제 2 직경은 상기 평행 사변형의 대각선들을 형성하는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나를 상기 M 개의 저항성 히터들 중 다른 것들과 독립적으로 제어하도록 구성되는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 반도체 기판의 타깃 온도 프로파일에 기초하여 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성되는, 반도체 기판 프로세싱 시스템.
  12. 반도체 기판을 지지하기 위한 기판 지지 어셈블리에 있어서,
    반도체 기판에 인접한 층을 포함하는 베이스 플레이트;
    상기 층의 M 개의 존들에 각각 배치된 M 개의 저항성 히터들로서, 여기서 M은 1보다 큰 정수이고, 그리고
    상기 M 개의 존들은,
    상기 층의 중심 영역에 위치된 제 1 원형 존;
    상기 제 1 원형 존을 둘러싸는 제 2 환형 존;
    상기 제 2 환형 존을 둘러싸는 제 1 환형 영역 내에 위치된 제 1 존들의 세트; 및
    상기 제 1 환형 영역을 둘러싸는 제 2 환형 영역 내에 위치된 제 2 존들의 세트를 포함하는, 상기 저항성 히터들; 및
    상기 층의 N 개의 위치들에 배치된 N 개의 온도 센서들로서, 여기서 N은 1보다 크고 M보다 작거나 같은 정수이고, 그리고
    상기 N 개의 온도 센서들은,
    상기 층의 제 1 직경을 따라 상기 제 2 환형 존과 상기 제 1 존들의 세트 사이의 제 1 경계에 위치된 제 1 온도 센서들의 쌍;
    상기 층의 제 2 직경을 따라 상기 제 1 존들의 세트와 상기 제 2 존들의 세트 사이의 제 2 경계에 위치된 제 2 온도 센서들의 쌍; 및
    상기 제 1 직경과 상기 제 2 직경의 교차점에서 상기 제 1 원형 존 내에 위치된 제 1 온도 센서를 포함하는, 상기 온도 센서들을 포함하는, 기판 지지 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센서들의 쌍 및 상기 제 2 온도 센서들의 쌍의 위치들은 평행 사변형의 꼭짓점들에 대응하고; 그리고
    상기 제 1 직경 및 상기 제 2 직경은 상기 평행 사변형의 대각선들을 형성하는, 기판 지지 어셈블리.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트는 상기 제 2 존들의 세트에 대해 상대적인 각도로 회전되는, 기판 지지 어셈블리.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트는 상기 제 2 존들의 세트에 대해 45 ° 각도로 회전되는, 기판 지지 어셈블리.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 환형 영역 및 상기 제 2 환형 영역은 상이한 폭들을 갖는, 기판 지지 어셈블리.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 환형 존은 상기 제 1 환형 영역 및 상기 제 2 환형 영역 각각과 상이한 폭을 갖는, 기판 지지 어셈블리.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 존들의 세트 및 상기 제 2 존들의 세트 각각은 4 개의 존들을 포함하는, 기판 지지 어셈블리.
  19. 제 12 항에 기재된 기판 지지 어셈블리; 및
    상기 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 상기 M 개의 존들 중 하나 이상의 평균 온도들에 기초하여 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나를 상기 M 개의 저항성 히터들 중 다른 것들과 독립적으로 제어하도록 구성되는, 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 반도체 기판의 타깃 온도 프로파일에 기초하여 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성되는, 시스템.
  22. 제 12 항에 기재된 기판 지지 어셈블리; 및
    상기 M 개의 존들의 개루프 제어와 함께 상기 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도를 사용하여 상기 M 개의 저항성 히터들 중 하나 이상을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 M 개의 존들의 상기 개루프 제어는 상기 M 개의 존들 각각에 공급된 전력을 상기 반도체 기판의 측정된 온도에 상관시키는 것을 포함하는, 시스템.
  23. 제 12 항에 기재된 기판 지지 어셈블리; 및
    상기 N 개의 온도 센서들 중 하나에 의해 센싱된 온도 및 제 1 저항성 히터 및 제 2 저항성 히터의 저항들의 비에 기초하여 상기 M 개의 저항성 히터들의 상기 제 2 저항성 히터에 대해 상기 M 개의 저항성 히터들의 상기 제 1 저항성 히터를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667622A (en) * 1995-08-25 1997-09-16 Siemens Aktiengesellschaft In-situ wafer temperature control apparatus for single wafer tools
US6270638B1 (en) * 1997-05-23 2001-08-07 Kabushiki Kaisha Riken Pyro-sensor and pyro-control circuit
JP2000339039A (ja) * 1999-05-25 2000-12-08 Tokyo Electron Ltd 加熱手段の温度制御方法、その装置及び熱処理装置
JP3825277B2 (ja) * 2001-05-25 2006-09-27 東京エレクトロン株式会社 加熱処理装置
CN104750140B (zh) * 2013-12-31 2017-09-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 反应腔加热控制方法及装置
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
US10582570B2 (en) * 2016-01-22 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
JP6688172B2 (ja) * 2016-06-24 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理システムおよび方法
KR101870657B1 (ko) * 2016-10-28 2018-06-27 세메스 주식회사 기판 지지 유닛, 그를 포함하는 기판 처리 장치 및 그 제어 방법

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