TW202109706A - 半導體製造中基於多區加熱器模型的控制 - Google Patents

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Abstract

腔室內的基板支撐組件中的複數個加熱區是獨立控制的。將來自複數個溫度偵測器的溫度反饋設置成第一輸入來提供給處理控制演算法，該處理控制演算法可以是閉迴路演算法。處理控制演算法的第二輸入是使用模型所計算的一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值。計算為一或多個加熱區實現加熱器溫度的目標值所需的加熱器功率的目標值。控制腔室硬體以匹配加熱器溫度的目標值，該加熱器溫度的目標值與對應於一個或多個處理參數的當前最佳值的晶圓特性相關。

Description

半導體製造中基於多區加熱器模型的控制
本文描述的實施方式大體係關於半導體製造；並且更特定言之係關於用於溫度控制的基板支撐組件之基於模型的控制架構及其在處理控制中的用途。
隨著積體電路的裝置圖案的特徵尺寸變小，該等特徵的臨界尺寸（CD）規格成為穩定和可重複的裝置效能的更重要標準。由於腔室的不對稱性，如噴淋頭和基板溫度、流導和RF場（視情況而定），很難允許CD在整個處理腔室內處理的基板（整篇說明書中亦稱為「晶圓」）的變化。
由於在基板下方的基板支撐組件的非均勻構造，橫跨基板表面的溫度控制的均勻性可能是有挑戰性的。例如，基板支撐件的一些區域具有氣孔，而其他區域具有從氣孔橫向偏移的升舉銷孔。其他區域可具有加熱器電極。因基板支撐件的結構可能會區域地變化，因此支撐組件與基板之間的熱傳遞均勻性非常複雜，且很難獲得該熱傳遞均勻性，從而導致整個基板支撐面出現局部熱點和冷點，從而導致沿基板表面的處理結果的不均勻性。
基板支撐組件與基板之間的熱傳遞的區域均勻性由於常規的基板支撐組件中所通常使用的熱傳遞方法而變得更加複雜。例如，常規的基板支撐件通常僅具有邊緣到中心的溫度控制。當利用習知的基板支撐件的傳熱特徵時，不能補償基板支撐件內的局部熱點和冷點。
本文描述的實施方式提供了用於在處理放置在基板支撐組件上的晶圓的腔室中，獨立地控制基板支撐組件中的複數個加熱區的方法和系統。將來自複數個溫度偵測器的溫度反饋提供為處理控制演算法的第一輸入。處理控制演算法的第二輸入是使用模型所計算的一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值。計算為一或多個加熱區實現加熱器溫度的目標值所需的加熱器功率的目標值。控制腔室硬體以匹配加熱器溫度的目標值，該目標值與對應於一或多個處理參數的當前最佳值的晶圓特性相關。
在本申請案的一個態樣中，揭露了一種方法，該方法包括以下操作：收集來自複數個溫度偵測器的溫度反饋，該複數個溫度偵測器中的每一者經放置在支撐晶圓的基板支撐組件的複數個加熱區中的相應加熱區中；提供代表該溫度反饋的資料作為處理控制演算法的第一輸入；提供使用模型所計算之該複數個加熱區中之一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值來作為該處理控制演算法的第二輸入；計算為實現該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值之加熱器功率的目標值，其中由運行該處理控制演算法的處理器基於該第一輸入和該第二輸入來執行該計算；及控制包括該基板支撐組件的一處理腔室的腔室硬體，以匹配該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值。
處理控制演算法可以是閉迴路演算法，該閉迴路演算法中有以下操作：收集溫度反饋、提供代表該溫度反饋的資料、提供加熱器溫度的目標值、計算加熱器功率的目標值，及重複控制腔室硬體。
在本申請案的另一態樣中揭露了一種系統，其包括：複數個溫度偵測器，該複數個溫度偵測器中的每一者經放置在經配置為支撐晶圓的基板支撐組件的複數個加熱區中的相應加熱區中；一處理器，該處理器執行處理控制演算法。處理器從該複數個溫度偵測器接收溫度反饋資料；提供該溫度反饋資料作為該處理控制演算法的第一輸入；使用伺服器中儲存的模型來計算該複數個加熱區中的一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值；提供藉由該模型所計算之該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值來作為該處理控制演算法的第二輸入；基於該第一輸入和該第二輸入來計算為實現該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值之加熱器功率的目標值；及計算用於調節包括該基板支撐組件的處理腔室的腔室硬體的量，以匹配該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值。
本申請案的各態樣係針對一種基板支撐組件，其使得能夠對基板支撐組件本身的溫度進行局部調整，此又使得能夠對放置在處理腔室內之基板支撐組件上的晶圓的溫度分佈進行局部調整。閉迴路處理控制演算法利用來自基板支撐組件的溫度反饋，並使用基於模型的方法來控制加熱器功率，以最終控制與晶圓特性相關的處理參數。可獨立控制每個加熱區，從而提高整個晶圓上溫度調整的精細度。
在加熱器具有多個加熱區的的情況下，習知處理調整不具效率；因習知處理沒有考慮區域間溫度的影響且在實現任何合理效能之前通常需要進行多次調整迭代。本申請案使用由機器學習演算法所導出之基於模型的溫度控制器。如此的控制器使用來自位於基板支撐組件中之電阻式加熱元件附近的空間感測器的即時溫度反饋，及可用的腔室狀態資訊及其對溫度感測器的影響的數學模型，來改善閉迴路控制效能。
在實施例中，基板支撐組件包括多個加熱區。每個加熱區可由位於該加熱區中的加熱元件加熱。每個加熱區亦可具有溫度偵測器，該溫度偵測器向將在下文進一步詳細描述的閉迴路處理控制演算法提供即時溫度反饋。基板支撐組件可包括從兩個加熱區到數百個加熱區的任何位置（例如，在一個實施例中之176個具有兩個區域（「側面」）的加熱區，每個區域具有88個獨立可控的加熱區）。每個加熱區包括單獨的溫度感測器，其可為電阻式溫度偵測器（RTD）；或在一些實施例中，其可為熱電偶。多個加熱元件可共享一個或多個共用接地，且溫度感測器可共享一個或多個其他共用接地。藉由為每個加熱元件具有單獨的溫度感測器，溫度控制器可確定加熱元件中之任一者何時發生故障。另外，若校準溫度感測器，則該等溫度感測器可確定特定加熱區的溫度且可用於與該加熱區相關聯的加熱元件的反饋控制。
儘管下文係在蝕刻處理腔室中描述了基板支撐組件，但基板支撐組件可用於其他類型的處理腔室（如物理氣相沉積腔室、化學氣相沉積腔室及離子注入腔室等等）及需要橫向溫度分佈的方位角調整的其他系統。亦可預期，空間可調（亦稱為「可獨立控制」）的加熱器亦可用於控制其他表面的溫度，該等其他表面包括彼等未用於半導體處理的表面。
在一或多個實施例中，基板支撐組件允許基於調整基板溫度來校正真空處理（如蝕刻、沉積、注入等）期間基板邊緣處的臨界尺寸（CD）變化，以補償腔室的不均勻性，如溫度、流導、電場及電漿密度等。
圖1是具有基板支撐組件126的示例性蝕刻處理腔室100的縱向截面示意圖。如上所述，基板支撐組件126可用於其他處理腔室，如電漿處理腔室、退火腔室、物理氣相沉積腔室、化學氣相沉積腔室及離子注入腔室等。另外，基板支撐組件126可用於其他系統，該等其他系統中控制表面或工件（如基板）的溫度分佈的能力是有益的。對整個表面上許多離散區域的溫度進行獨立和局部控制，可有利地實現溫度分佈的方位角調整、溫度分佈的中心到邊緣的調整及減少局部溫度不均勻度（如熱點和冷點）。
在一個實施例中，處理腔室100包括接地的腔室主體102。腔室主體102包括包圍內部容積124的壁104、底部106和蓋108。基板支撐組件126經設置在內部容積124中且在處理期間支撐基板134。
處理腔室100的壁104可包括開口（未圖示），經由該開口可將基板134自動地移入和移出內部容積124。泵送端口110形成在壁104中之一者中或形成在腔室主體102的底部106中，且泵送端口110流體地連接至泵送系統（未圖示）。泵送系統可在處理腔室100的內部容積124內維持真空環境，且可從處理腔室去除處理副產物。
氣體面板112可經由一或多個形成在腔室主體102的蓋108及/或壁104中的入口114向處理腔室100的內部容積124提供處理氣體及/或其他氣體。在一實施例中，蓋可包括噴頭（未單獨圖示）。由氣體面板112提供的處理氣體可在內部容積124內被激發以形成電漿122，電漿122被用於處理經設置在基板支撐組件126上的基板134。可由感應耦接到處理氣體的RF功率來激發處理氣體，該處理氣體來自位於腔室主體102外部的電漿施加器120。在圖1所示的實施例中，電漿施加器120是經由匹配電路118耦接到RF電源116的一對同軸線圈。注意，本申請案的範圍比用於RF應用的基板支撐組件更寬。
控制器148經耦接到處理腔室100以控制處理腔室100的操作和基板134的處理。控制器148可以是通用資料處理系統，其可在工業環境中用於控制各種子處理器和子控制器。一般而言，控制器148包括與記憶體174和輸入/輸出（I/O）電路176通訊的中央處理單元（CPU）172，及其他常見部件。由控制器148的CPU執行的軟體命令可使處理腔室例如將蝕刻劑氣體混合物（亦即，處理氣體）引入至內部容積124中、藉由施加來自電漿施加器120的RF功率從處理氣體中形成電漿122，及在基板134上蝕刻一層材料。
基板支撐組件126通常至少包括基板支撐件132。基板支撐件132可以是真空吸盤、靜電吸盤（ESC）或其他工件支撐表面。儘管在一些實例中，ESC被明確地提及為基板支撐件132的類型，但本申請案的範圍不限於ESC。基板支撐組件126可另外包括加熱器組件170；加熱器組件170包括主電阻式加熱元件154（亦稱為主電阻式加熱器）和複數個另外的電阻式加熱元件（在本文中稱為空間可調加熱元件140，亦稱為可獨立控制的加熱器）。
基板支撐組件126亦可包括冷卻基座130；冷卻基座130耦接至冷卻基座的冷卻器/熱交換器144加熱/冷卻。冷卻基座130可以可替代地與基板支撐組件126分離。基板支撐組件126可以可移除地耦接至支撐基座125。可包括臺座基座128和設施板180的支撐基座125經安裝至腔室主體102。可週期性地從支撐基座125移除基板支撐組件126以允許翻新基板支撐組件126的一或多個部件。
設施板180經配置成容納一或多個驅動機構，該一或多個驅動機構經配置成升高和降低多個升舉銷。另外，設施板180經配置成容納來自基板支撐件132和冷卻基座130的流體連接。設施板180亦經配置為容納來自基板支撐件132和加熱器組件170的電連接。大量連接可在基板支撐組件126的外部或內部延伸，且設施板180可提供用於連接到各個終端的介面。
基板支撐件132具有安裝表面131和與安裝表面131相對的工件表面133。展示於圖1的實例中之基於ESC的基板支撐件130通常包括經嵌入在介電主體150中的吸盤電極136。吸盤電極136可經配置為單極或雙極電極或其他合適佈置。吸盤電極136可經由無線射頻（RF）濾波器182耦接到夾持電源138；夾持電源138提供RF或直流（DC）功率以將基板134靜電地固定到介電主體150的上表面。對於非基於ESC的基板支撐件132而言，可用其他類型的機制（如機械夾緊及基於真空的夾緊等）以將基板134固定到基板支撐件132。RF濾波器182防止用於形成處理腔室100內的電漿122的RF功率會損壞電子設備或在處理腔室外部造成電危險。再次說明，本發明並不受限於基於ESC的基板支撐件及/或用於RF應用的基板支撐件。
基板支撐件132的工件表面133可包括氣體通道（未圖示），該等氣體通道用於將背側傳熱氣體提供給在基板134和基板支撐件132的工件表面133之間限定的間隙空間。基板支撐件132亦可包括用於容納升舉銷的升舉銷孔（均未圖示），以將基板134升高到基板支撐件132的工件表面133上方，以便於自動地進出處理腔室100。
經溫控的冷卻基座130經耦接至作為傳熱流體源的冷卻器/熱交換器（HX）144。冷卻器/熱交換器144提供如液體、氣體或上述組合的傳熱流體，該傳熱流體經由設置在冷卻基座130中的一或多個導管160循環。可將流過相鄰導管160的流體隔離成能夠局部控制基板支撐件132與冷卻基座130的不同區域之間的傳熱，此有助於控制基板134的橫向溫度分佈。
流體分配器（未圖示）可流體地耦接在冷卻器/熱交換器144的出口與溫度受控的冷卻基座130之間。操作流體分配器以控制提供給導管160的傳熱流體的量。流體分配器可設置在處理腔室100的外部、基板支撐組件126內部、臺座基座128內部或其他合適的位置處。
加熱器組件170可包括一或多個主電阻式加熱器154及/或經嵌入在主體152中的複數個空間可調加熱器140。在一些實施例中，主電阻式加熱器和空間可調加熱器可以是相同的元件。主體152可另外包括複數個溫度感測器（圖1中未圖示）。複數個溫度感測器中的每者可用於測量加熱器組件的區域及/或與加熱器組件的區域相關聯的基板支撐件的區域的溫度。在一實施例中，加熱器組件170包括在基板支撐件132中。
可提供主電阻式加熱器154以將基板支撐組件126的溫度升高到進行腔室處理的溫度。空間可調加熱器140與主電阻式加熱器154互補，且經配置為在由主電阻式加熱器154限定的複數個橫向分離的加熱區中的一者或多者內的複數個離散位置中調整基板支撐件132的局部溫度。空間可調加熱器140對經放置在基板支撐組件126上的基板134的溫度分佈提供局部調整。主電阻式加熱器154在全局宏觀尺度上運行，而空間可調加熱器140在局部微觀尺度上運行。
主電阻式加熱器154可經由RF濾波器184耦接到主加熱器電源156。主加熱器電源156可向主電阻式加熱器154提供900瓦或更多的功率。控制器148可控制主加熱器電源156的操作；主加熱器電源156的操作通常經設置成將基板134加熱到大約預定溫度。在一個實施例中，主電阻式加熱器154包括側向分離的加熱區，其中控制器148使主電阻式加熱器154的一個區域相對於位於一或多個其他區域中的主電阻式加熱器154優先被加熱。例如，可將主電阻式加熱器154同心地佈置在複數個分開的加熱區中。
在一個實施例中，主電阻式加熱器154及/或空間可調加熱器140可形成在基板支撐件132中。在此類實施例中，基板支撐組件126可在沒有加熱器組件170的情況下形成，其中基板支撐件132直接設置在冷卻基座130上。調整加熱器控制器202（其可為控制器148的一部分）可與冷卻基座相鄰放置，並有選擇地控制各個空間可調加熱器140。
基板支撐件132及/或加熱器組件170可包括用於提供溫度反饋資訊的複數個溫度感測器。可將溫度反饋資訊發送到控制器148以控制由主加熱器電源156施加到主電阻式加熱器154的功率從而控制冷卻基座130的操作，及/或控制由調整加熱器電源142施加至空間可調加熱器140的功率。可替代地或另外地，可將溫度反饋資訊提供給加熱器控制器202，以確定空間可調加熱器140的可操作性及/或控制施加到空間可調加熱器140的功率。每個溫度感測器可位於一個空間可調加熱器附近且可用於確定附近的空間可調加熱器的可操作性。在一個實施例中，每個溫度感測器是電阻式溫度偵測器（RTD）。
處理腔室100中的基板134的表面溫度可能受到泵、狹縫閥門及/或其他因素對處理氣體的抽空的影響。冷卻基座130、一或多個主電阻式加熱器154及空間可調加熱器140均有助於控制基板134的表面溫度。
隨著獨立可控加熱區的數量增加，在整個基板上產生定制的熱分佈的能力亦增強。使整個基板上的臨界尺寸的變化最小化的優勢促使減小了基板表面之經確定的處理溫度中可接受的變化。空間可調加熱器140藉由減小溫度分佈的變化來改善由主電阻加熱器154所產生之基板134的表面的溫度分佈。藉由使用空間可調加熱器140，可使溫度分佈在基板134的各個區域上變得均勻或以預定方式精確地變化。
可預期，可用不同的配置和方向來佈置空間可調加熱器140、主電阻式加熱器154和溫度感測器。例如，基板支撐組件126可具有複數個用於加熱基板134的空間可調加熱器140、基板支撐組件126可不具有主電阻式加熱器154，且基板支撐組件126可包括溫度感測器以監視空間可調加熱器140。替代地，基板支撐組件126可具有主電阻式加熱器154和溫度感測器，但基板支撐組件126可缺少空間可調加熱器140。在此類實施例中，溫度感測器將佈置在鄰近包括主電阻式加熱器154的平面的平面中。在一個實施例中，空間可調加熱器140和主電阻式加熱器154在基板支撐組件126內彼此直接位於下方。空間可調加熱器140可對由基板支撐件126支撐的基板134的溫度分佈提供微調控制，且溫度感測器可提供空間可調加熱器140操作的詳細資訊。
與空間可調加熱器140相似，溫度感測器可在加熱器組件170的主體152上或內部形成或設置。可替代地，溫度感測器可在靜電卡盤132上或內部形成或設置。在一個實施例中，溫度感測器是RTD。RTD的電阻係數可以是溫度的函數。因此，RTD的電阻可基於溫度的變化而變化。可測量每個RTD處的電阻以確定特定的空間可調加熱器140是否正在工作及/或空間可調加熱器140的溫度。替代地，溫度感測器可為熱電偶。
在一個實施例中，空間可調加熱器140和溫度感測器在形成加熱器組件170的同時佈置在加熱器組件170內。在另一實施例中，空間可調加熱器140及/或溫度感測器直接佈置在基板支撐件132的安裝表面131上。在一些實施例中，主電阻式加熱器154類似於空間可調加熱器140來製造。在其中主電阻式加熱器154類似於空間可調加熱器140來製造的實施例中，可以可選地在沒有額外的空間可調加熱器140的好處的情況下利用主電阻式加熱器。換句話說，基板支撐組件126的主電阻式加熱器154本身可以是空間可調的；亦即，主電阻式加熱器154被分成複數個離散的電阻式加熱元件。在此類實施例中，可在每個主電阻加熱器154附近設置分離的溫度感測器。以小電阻加熱器的形式分割主電阻式加熱器154允許了局部控制基板134的表面上的熱點和冷點。取決於要實施的溫度控制的水平，空間可調加熱器140的額外層是可選的。
圖2圖示了基板支撐組件126的替代配置。此基板支撐組件200在頂部具有加熱器組件203、在底部具有軸204。電連接206將加熱器組件203中的加熱元件耦接到外部溫度控制器（如控制介面印刷電路板（PCB）；如圖10中更詳細地描述）。
圖3圖示了根據本申請案實施例之包含兩個並排佈置的多區加熱器的設施板的頂視圖。儘管在此實例中，設施板380內有兩個主要加熱區，每個加熱區具有其自身的多區加熱器303a和303b，但設施板380內可有任意數量的加熱區。可彼此獨立地控制每個加熱區。
圖4是穿過加熱器組件170的主體152的截面圖，其從頂部圖示了空間可調加熱器140。加熱器組件170可包括複數個空間可調加熱器140，其實現了加熱器組件170和基板支撐件132之間的熱傳遞。每個空間可調加熱器140可橫向佈置在整個加熱器組件170上，並在加熱器組件170內限定區450，以向與該區450對準的加熱器組件170的區域（和主電阻式加熱器154的一部分）局部提供額外的熱。在給定之基板支撐組件126經配置成與整個基板（例如300mm基板）一起使用的實施例中，可設想有數百個空間可調加熱器140。
加熱器組件170可進一步包括複數個溫度感測器。每個溫度感測器可橫向佈置在整個加熱器組件170上，使得每個溫度感測器都在加熱器組件170中之由空間可調加熱器140限定的區450內。每個溫度感測器可測量其所設置於其中的區450的溫度及/或決定在該區450中之空間可調加熱器140的可操作性。另外，在由主電阻式加熱器154限定的區域中的一或多個溫度感測器可用於測量區的溫度及/或決定主電阻式加熱器154的可操作性。藉由單獨和獨立地控制提供給每個空間可調加熱器140的功率，從而控制穿過區450的熱傳遞，可實現逐像素方法的溫度控制，從而能實現基板134的特定點待加熱或待冷卻，使得能實現真正尋址的橫向溫度分佈的調整和基板134的表面的控制。
調整加熱器控制器148可在相對於其他區450之每個區450處調節加熱器組件170中的空間可調加熱器140的溫度。可替代地，調整加熱器控制器148相對於另一組區450跨過一組區450來調節加熱器組件170中之一組空間可調加熱器140的溫度。調整加熱器控制器202可切換各個空間可調加熱器140的開/關狀態及/或控制工作週期。替代地，調整加熱器控制器148可控制傳遞到各個空間可調加熱器140的功率量。
在一個實施例中，加熱器控制器148從複數個溫度感測器接收溫度測量值。在一個實施例中，加熱器控制器148可接收每個溫度測量值作為電阻測量值。加熱器控制器148接著可基於電阻溫度轉換模型將電阻測量值轉換為溫度測量值。每個溫度感測器可使用單獨的電阻溫度轉換模型。替代地，可將相同的電阻溫度轉換模型用於複數個溫度感測器。可藉由執行對溫度感測器的校準來產生電阻溫度轉換模型。
加熱器控制器148可將每個溫度感測器之所接收的溫度測量值與該溫度感測器之所預期的溫度測量值進行比較。溫度感測器之所預期的溫度測量值可基於與溫度感測器所位於的區相關聯之空間可調加熱器140的電流設置及/或主電阻式加熱器154的電流設置。若溫度感測器之所預期溫度測量值與所接收的溫度測量值之間的差值超過閾值，則加熱器控制器148可調整與溫度感測器相關聯的特定空間可調加熱器140的工作週期及/或功率。替代地或另外地，加熱器控制器148可調節與溫度感測器相關聯的主電阻式加熱器的工作週期及/或功率。
在一個實施例中，每個區450可例如使用熱扼流圈416與相鄰區450熱隔離；熱扼流圈416使得能夠進行更精確的溫度控制。在另一個實施例中，每個區450可熱結合到相鄰區，從而沿著加熱器組件170的上表面產生類似的（亦即，平滑的或混合的）溫度分佈。
使用獨立可控的空間可調加熱器140可將整個基板上的局部溫度均勻性控制到非常小的公差，且在處理基板134時可進行精確的處理和CD控制。此外，空間可調加熱器140尺寸小且密度高，使得能夠在基板支撐組件126上的特定位置處進行溫度控制，而基本上不影響相鄰區域的溫度。如此便可補償局部的熱點和熱點，而不會引起偏斜或其他溫度不對稱性。具有複數個空間可調加熱器140的基板支撐組件126具有控制在其上處理的基板134的溫度均勻性的能力。
每個空間可調加熱器140皆有一電阻404；電阻404終止於端子406、408。當電流進入一個端子（如標為406的端子）並存在另一個端子（如標為408的端子）時，電流流經電阻404的導線並產生熱。空間可調加熱器140可具有設計功率密度，以沿基板支撐組件126的外表面426提供適當的溫度升高。電阻器404釋放的熱量與流經該電阻器的電流的平方成正比。
空間可調加熱器140可經配置成圖案490，以有效地沿著基板支撐組件126的表面產生熱分佈。圖案490可圍繞中點對稱，同時在孔422內和周圍提供間隙以進行升舉銷或其他機械、流體或電氣連接。每個空間可調加熱器140可由調整加熱器控制器148控制。調整加熱器控制器148可開啟限定了加熱器440的單個空間可調加熱器140，或調整加熱器控制器148可開啟複數個空間可調加熱器140；複數個空間可調加熱器140經分組以限定內部楔形件462、周邊組464、餅形區域460或其他包括非連續配置的幾何配置。以此方式，可在沿著基板支撐組件126的表面的獨立位置處精確地控制溫度；此種獨立位置並不限於如本領域中已知的同心環。儘管所示的圖案包括較小單元，但該圖案可替代地具有較大及/或較小的單元、延伸到邊緣或具有其他形式。
圖4中所示是RTD 405；RTD 405是一種類型的溫度感測器。RTD 405經定位在空間可調加熱器140的上方或下方。如圖所示，RTD 405在大多數情況下將比空間可調加熱器140小。RTD405可以是基於溫度改變電阻之特定類型的電阻器。在一個實施例中，RTD 405是鉑絲。替代地，RTD 405可以是本文所討論的任何其他材料。 RTD 405終止於端子407和端子409。可經由端子將電流發送穿過RTD 405，且可測量RTD 405的電阻以確定空間可調加熱器140的溫度。可選擇RTD 405的材料、導線長度及導線厚度以控制RTD 405敏感的溫度範圍。
可用網格形式來佈置空間可調加熱器140，該網格形式限定溫度控制區450的陣列，該溫度控制區域的陣列亦以xy網格圖案、多邊形圖案（例如，六方最密堆積）、極性陣列圖案佈置在同心通道圖案中。應當理解，如上所述，可成組或單個啟動空間可調加熱器140。
空間可調加熱器140的數量和密度有助於將整個基板上的溫度均勻性控制到非常小的公差的能力，此使得在處理基板134時能夠進行精確的處理和CD控制。另外，相對於另一個空間可調加熱器140對一空間可調加熱器140的單獨控制使得能夠在基板支撐組件126中的特定位置處進行溫度控制，而基本上不影響相鄰區域的溫度，此使得能夠在不引入偏斜或其他溫度不對稱的情況下補償局部的熱點和熱點。在一實施例中，基板支撐組件126中的複數個空間可調加熱器140與主電阻式加熱器154結合具有將在其上處理的基板134的溫度均勻性控制為小於約±0.3攝氏度的能力。空間可調加熱器140允許在基板支撐組件126上所處理的基板134的橫向溫度分佈之橫向和方位角調整兩者。
相對於多路控制，接線方法提供了對空間可調加熱器140的單獨控制。單獨控制使任何一個空間可調加熱器140或對空間可調加熱器140的選擇與任何其他空間可調加熱器140或對空間可調加熱器140的選擇一樣而為同時有效的。接線方法允許相對於複數個空間可調加熱器中的另一者來獨立控制複數個空間可調加熱器中的一者的輸出，並允許在空間可調加熱器140處實現定制的溫度分佈之快速的回應時間。
控制器148可同時控制施加到相對於另一者之一或多個選定的空間可調加熱器140的工作週期、電壓、電流或功率持續時間中的至少一者或多者。
圖5圖示了如何經由電連接將RTD的即時模擬溫度讀數傳送到數位解碼器裝置，該數位解碼器裝置以數位資料形式提供RTD行/列溫度的回讀。圖5中所示的特定實例展示了從90個RTD讀回的溫度，該等溫度分佈在9列及11行上。
從RTD收集的溫度回讀資料用於建立數學模型，該數學模型用於設計多區加熱器中加熱區之基於模型的獨立控制。
圖6至圖7圖示了兩個模型，當加熱器溫度資料作為輸入被饋送到模型時，該兩個模型分別預測晶圓蝕刻量和晶圓溫度。請注意，即時RTD資料可用於訓練模型以提高預測結果的準確性，但代表加熱器溫度的歷史可信賴資料亦可用於構建模型。模型的其他輸入包括各種處理參數。在圖6和圖7所示的實例中，所使用的處理參數是噴頭溫度、腔室壓力及到噴頭的距離（亦稱為噴頭與基板支撐組件中的加熱器之間的距離）。請注意，亦可使用其他處理參數；例如，腔體溫度、熱交換器溫度、升舉銷高度及處理氣體等。
特定言之，在圖6所示的實例中，藉由模型來基於加熱器溫度、噴頭溫度、腔室壓力及噴頭與基板支撐組件之間的距離的變化來預測晶圓蝕刻量。在圖7所示的實例中，晶圓溫度由模型基於加熱器溫度、噴頭溫度、腔室壓力及噴頭與基板支撐組件之間的距離的變化來預測。注意到，可使用單獨的模型來預測每個晶圓特性，或可使用單個模型來預測多個晶圓特性，如晶圓蝕刻量和晶圓溫度。
注意，可能存在能夠基於不同的處理參數（例如，熱交換器溫度或加熱器功率）來預測加熱器溫度的另一模型（或一組模型）。特定言之，在圖8所示的實例中，模型基於熱交換器溫度的變化來預測加熱器溫度。由於加熱器溫度是傳遞給加熱器的功率及熱交換器提供的冷卻劑流量的函數，故當要傳遞給加熱器的目標功率作為除熱交換器溫度外之輸入時，圖8中的模型可更準確地預測加熱器溫度。圖9圖示了僅基於加熱器功率變化的加熱器溫度模型。可使用以下方法的組合來生成圖6至圖9中的每個模型；該等方法包括用以導出定義模型結構的微分方程的第一原理分析及機器學習演算法，該機器學習演算法基於可得資料來訓練此類模型，該可得資料係從不同的腔室配置（亦即，不同的噴頭溫度、腔室壓力、到噴頭的距離、熱交換器功率和加熱器功率）的腔室收集。可導出機器學習演算法以對每個數學模型執行離線遞歸訓練，以允許此類模型表示基板的熱行為和蝕刻動態行為，並表示基板支撐件內每個加熱區的熱行為。
圖10圖示了方塊圖，該方塊圖表示加熱器溫度之基於模型的閉迴路控制中的系統部件的控制架構和功能，該等控制架構和功能繼而實現了處理參數之基於模型的控制。從腔室1002收集的示例性處理參數是噴頭1004的溫度1028、噴頭與基板支撐組件1008之間的距離1030（顯示為「h」）及由節流閥（TGV）1012供應的腔室壓力1032。由經整合到基板支撐組件1009的多區加熱器1009a和1009b來加熱晶圓1006。經由序列周邊介面（SPI）通訊鏈路1014和1016或其他類型的通訊鏈接來將RTD溫度資料傳遞至控制介面模組1018。控制介面模組功能可由模組1018內的印刷電路板（PCB）執行。模組1018直接或經由工具控制伺服器（TCS）1024與前端伺服器（FES）1026通訊耦接。在實施例中，前端伺服器1026和工具控制伺服器1024及模組1018可經由用於控制自動化技術的乙太網路（ECAT）通訊鏈路1020和1022或其他類型的通訊鏈路耦接。
處理器1036基於模型（例如，圖6至圖9中所示的模型）和從腔室1002收集的即時輸入來執行閉迴路控制演算法。可從腔室之外的其他硬體收集額外輸入，該等其他硬體如熱交換器（HX）/冷卻器1010。HX/冷卻器1010可向處理器提供溫度1034。在一個實施例中，用於一或多個訓練過的機器學習模型的輸入資料可包括向量，該向量包括噴頭溫度1028、距離1030、腔室壓力1032、熱交換器的溫度1034及/或一或多個與加熱區相關的溫度感測器的溫度。一或多個模型可處理輸入資料以生成輸出。輸出可以是自動計算噴頭溫度、噴頭與基板支撐組件之間的距離、腔室壓力及熱交換器溫度的服務。處理器1036做出關於哪個腔室硬體需要被控制的決定1038；將決定1038傳送至FES 1026。在一些實施例中，處理器1036是FES 1026的一部分。
伺服器（可以是工具控制伺服器1024）從前端伺服器1026接收計算出的加熱器功率的目標值，並計算控制或調節腔室硬體以為一或多個加熱區匹配加熱器溫度的目標值的量。控制腔室硬體可包括控制加熱器電子設備，以將加熱器功率的目標量傳送到一或多個獨立於其他加熱區的加熱區。控制腔室硬體亦可包括控制HX/冷卻器溫度，因加熱器溫度是加熱器功率和冷卻劑流量兩者的函數。例如，若某個區域變得太熱，則需要供應較冷的流體以將溫度降低到目標值，且需向該區域中的加熱器傳遞較少的功率。另一方面，若區域變得太冷，則需要供應較熱的流體以將溫度降低到目標值，且需向該區域中的加熱器傳遞較多的功率。
圖11圖示了由圖10中所示的系統所實施之基於模型的控制架構1100的更多細節；控制架構1100係用於獨立地控制多區加熱器的每個區。如圖11所示，將晶圓1102放置在具有一個或多個多區加熱器的基板支撐組件1104上。加熱器電子設備1118向加熱器提供功率，且熱交換器1106提供流體以控制基板溫度。將來自RTD的即時溫度資料1108提供給閉迴路加熱器溫度控制算法1114。演算法接收由模型1112基於目標晶片溫度及/或蝕刻量1111計算出的目標加熱器溫度值1110。模型1112可以是圖6和圖7中所示模型的逆模型，該逆模型中基於加熱器溫度來計算晶圓蝕刻量及/或晶圓溫度。閉迴路加熱器溫度控制演算法1114基於目標加熱器溫度110和加熱器溫度反饋1108來輸出目標加熱器功率1116；將目標加熱器功率1116傳送至加熱器電子設備1118，以實現對加熱區的獨立控制。可如本申請案中前文所述使用機器學習演算法來完成模型的生成。圖11中的逆模型表示是如何使用模型的功能表示。由於每個區域的溫度可能會彼此有所不同（此歸因於區的表面積大小不同且每個區周圍的相鄰區係不同集），故無法將針對一個區域獲得的相同模型應用於所有區域。此外，由於相鄰區域之間的交互作用，每個區域都不可能有獨立的模型。在此實施例中考慮的溫度控制模型包括單個大型模型，該單個大型模型同時監視來自可用RTD感測器的所有區的溫度反饋，且基於每個區的溫度和相應的相鄰溫度的行為，同時為基板支撐件的所有區域生成功率。目標加熱器溫度1110包括針對基板支撐件的每個區域的單獨的目標溫度。此允許閉迴路加熱器溫度控制器1114在基板1102上實現期望的溫度模式。類似地，反向的晶圓溫度和反向的晶圓蝕刻量模型可為基板支撐件的每個區域提供單獨的目標加熱器溫度1110，以允許基板1102達到目標晶圓溫度和蝕刻量1111（空間分佈）。
另一模型1128（可以是圖8中所示的模型的逆模型）使用目標加熱器溫度1110作為輸入並輸出目標熱交換器溫度1120；將目標熱交換器溫度1120傳送到熱交換器1106。
圖12圖示了閉迴路加熱器溫度控制架構1200（類似於圖11中描述的1114）如何為圖10中所示的系統服務於不同的目的。架構1200的核心是控制演算法1202；演算法1202從RTD接收加熱器溫度反饋1216。圖11中所展示的反模型計算並提供目標加熱器溫度1212（類似於圖11中的1110）作為閉迴路加熱器溫度控制演算法的輸入。閉迴路加熱器溫度控制演算法使用加熱器功率－溫度模型1204來輸出目標加熱器功率1214；將目標加熱器功率1214提供給加熱器電子設備，如圖11所示。
另外，演算法可用於使用功率和溫度反饋資訊的晶圓錯位偵測（1206）。可選地，可產生晶圓錯位警告信號1218。可使用有關基板支撐件邊緣周圍的溫度和功率使用的資訊來偵測晶圓的錯位。藉由利用圖4中所示的區佈局的優勢來實現此功能：可在基板支撐件的圓形邊緣處進行獨立溫度測量允許了偵測是否由於因基板錯位而使任何此類區部分或全部暴露出來。
此外，此演算法可促進偵測硬體狀態（1208），且可選地使用FES的圖形使用者介面（GUI）來顯示硬體狀態1220。
此外，此演算法可用於決定多個腔室上不同設備之間的不匹配（1210），並藉由調整目標加熱器溫度進行補償。特定言之，可使用關於參考腔室的資訊及相應的可接受的變化極限來設計補償器1210。在不同的腔室上安裝新的臺座加熱器後，可即時的或離線的將有關基板支撐件所有區的溫度反饋測量和功率使用的可用資訊與設計階段期間提供的參考資訊進行比較。如此可偵測並警告任何硬體故障或超出預定義的可接受限制的不匹配。此外，每當根據不匹配的類型而允許時，關於不匹配的定量資訊可用於偏置目標加熱器溫度1110，以使基板效能符合目標規格1111。
圖13是用於閉迴路溫度控制的方法1300的一個實施例的流程圖。方法1300可由處理邏輯來執行，該處理邏輯可包括硬體（例如，處理裝置、電路、專用邏輯、可程式化邏輯、微代碼、硬體裝置及積體電路等）、軟體（例如，在處理裝置上運行或執行的指令）或上述組合。方法1300可由圖10的系統的部件執行。為了實現閉迴路控制，可重複方塊1320至1360中的操作。
方法1300從方塊1310開始，如上所述地將RTD放置在與基板支撐組件整合在一起的多區加熱器的不同加熱區處。
在方塊1320處，從RTD收集溫度反饋。可即時收集溫度反饋；亦即，在測量當前溫度資料和藉由改變腔室硬體來調節溫度之間沒有明顯的延遲。
在方塊1330處，提供即時溫度反饋資料來作為閉迴路處理控制演算法的輸入。已參考圖10至圖12討論了處理控制演算法的實例。
在方塊1340處，將每個加熱區的加熱器溫度的目標值設置成閉迴路處理控制演算法的另一輸入。加熱器溫度的目標值係由如晶圓溫度－加熱器溫度模型的模型計算。晶圓溫度是處理參數的函數，該等處理參數如噴頭溫度、腔室壓力、加熱器與噴頭的距離等，（如圖6、圖7和圖10所示）。
在方塊1350處，演算法輸出加熱器功率的目標值。注意，此演算法可計算要被輸送到多區加熱器的僅一個區的功率，或可計算要被輸送到多區加熱器的複數個區的功率的相應值。注意，在一些實施例中，採用多個多區加熱器。此演算法具有以與多區加熱器的空間配置相稱的適當精細度來計算功率的能力。
在方塊1360處，控制腔室硬體以匹配與處理參數的最佳值相關的加熱器溫度的目標值。推薦參數的最佳值可以是對應於已知最佳做法（BKM）的歷史參數。例如，可控制加熱器的功率（可選地，可控制熱交換器的溫度）以在多區加熱器的特定區達到特定溫度，從而得到的晶圓溫度表明處理參數為最佳。使用處理參數的BKM值作為參考，可對當前處理進行調整，以提出一種改進的配方，該配方更適合於特定的腔室配置以使產量最大化。
所屬技術領域中具有通常知識者將理解，儘管圖13中的流程圖圖示了特定的序列或順序，但除非另有說明，否則可修改處理的順序。因此，圖示的實施例應當僅被理解為實例，且可用不同順序執行圖示的處理，且可平行地執行一些處理。另外，在各種實施例中可省略一個或多個過程。因此，並非在每個實施例中都需要所有處理。其他處理流程亦是可能的。
圖14圖示了電腦系統1400的示例機器；電腦系統1400的示例機器中可執行用於使機器執行本文所討論的方法中的任何一者或多者的一組指令。在一些實施例中，電腦系統1400可用於執行控制器的操作（例如，執行演算法以獨立地控制多區加熱器中的溫度）。在替代實施例中，機器可連接（例如聯網）到LAN、內部網路、外部網路及/或網際網路中的其他機器。機器可在客戶端－伺服器網路環境中以伺服器或客戶端機器的身分運行、可作為對等（或分佈式）網路環境中的對等機器運行，亦可作為雲端計算架構或環境的伺服器或客戶端機器運行。
機器可以是個人電腦（PC）、平板PC、機頂盒（STB）、個人數位助理（PDA）、蜂巢式電話、Web設備、伺服器、網路路由器、交換器或橋接器，或任何能夠執行一組指定該機器要執行的操作的指令（順序指令或其他指令）的機器。此外，雖然圖示了單個機器，但術語「機器」亦應被理解為包括機器的任何集合；該等機器的任何集合單獨地或共同地執行一組（或多組）指令以執行本文討論的任何一個或多個方法。
示例性電腦系統1400包括處理裝置1402、主記憶體1404（例如，唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體、如同步DRAM（SDRAM）的動態隨機存取記憶體（DRAM）等）、靜態記憶體1406（例如，快閃記憶體及靜態隨機存取記憶體（SRAM）等）和資料儲存系統1418；上述部件經由匯流排1430彼此通訊。
處理裝置1402代表一或多個通用處理裝置，如微處理器及中央處理單元等。特定言之，處理裝置可以是複雜指令集計算（CISC）微處理器、精簡指令集計算（RISC）微處理器、超長指令字（VLIW）微處理器、或實施其他指令集的處理器，或是實施指令集組合的處理器。處理裝置1402亦可為一或多個專用處理裝置，如專用積體電路（ASIC）、現場可程式化門閘陣列（FPGA）、數位信號處理器（DSP）及網路處理器等。處理裝置1402經配置為執行指令1426以執行本文所討論的操作和步驟。電腦系統1400可進一步包括網路介面裝置1408，以經由網路1420進行通訊。
資料儲存裝置1418可包括機器可讀取媒體1424（亦稱為電腦可讀取媒體），其上儲存有體現本文所述方法或功能中的任何一者或多者的一組或多組指令1426或軟體（例如，用於閉迴路處理控制演算法1114的指令）。在電腦系統1400執行指令1426的期間，指令1426亦可全部或至少部分地駐留在主記憶體1404內及/或處理裝置1402內，主記憶體1404和處理裝置1402亦構成機器可讀取儲存媒體。
在一個實施例中，指令1426包括用於運行演算法以控制處理參數的指令。儘管在示例實施例中將機器可讀取儲存媒體1424圖示成單個媒體，但術語「機器可讀取儲存媒體」應被認為包括儲存一或多個指令集的單個媒體或多個媒體。術語「機器可讀取儲存媒體」亦應被認為包括能夠儲存或編碼一組指令以供機器執行且使機器執行本發明的任何一個或多個方法的任何媒體。術語「機器可讀取儲存媒體」因此應被認為包括但不限於固態記憶體、光學媒體和磁性媒體。
已根據對電腦記憶體內的資料位元的操作的演算法和符號表示來呈現前述詳細描述的某些部分。該等演算法描述和表示是資料處理領域技術人員用來最有效地向該領域中其他技術人員傳達其工作實質的方式。在本文中，演算法通常被認為是引起期望結果之自我一致的操作序列。操作是需要對物理量進行物理操縱的操作。一般而言，儘管不是必須的，該等量採取能被儲存、組合、比較和以其他方式操縱的電信號或磁信號的形式。主要出於通用的原因，已證明有時將該等信號稱為位元、值、元素、符號、字符、項及數字等是方便的。
然而，應該牢記，所有該等和類似術語均應與適當的物理量相關聯，且僅僅是應用於該等量的方便標籤。本申請案可參考電腦系統或類似的電子計算裝置的動作和處理，該等動作和處理將表示為電腦系統的暫存器和記憶體內的實體（電子）量的資料操縱和轉換為類似地表示為電腦系統記憶體或其他此類資訊儲存系統內的實體量的其他資料。
本申請案亦涉及用於執行本文中的操作的設備。此設備可被特別建構成用於預期目的，或此設備可包括由儲存在電腦中的電腦程式選擇性地啟動或重新配置的通用目的電腦。如此的電腦程式可儲存在電腦可讀取儲存媒體中，該電腦可讀取儲存媒體如（但不限於）任何類型的磁碟，該等任何類型的磁碟包括軟碟、光碟、CD-ROM和磁光碟、唯讀記憶體（ROM）、隨機存取記憶體（RAM）、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡或任何類型之適用於儲存電子指令的媒體；每者皆耦接到電腦系統匯流排。
本文所呈現的演算法和顯示與任何特定的電腦或其他設備並非固有地相關。各種通用系統可與根據本文的教示的程式一起使用，或可證明建構更專用的設備來執行方法是方便的。各種該等系統的結構將在以下說明中列出。另外，沒有參考任何特定的程式語言來描述本申請案。將應當理解，可使用各種程式語言來實施如本文所述的本申請案的教示。
可將本申請案設置為電腦程式產品或軟體，其可包括其上儲存有指令的機器可讀取媒體，該等指令可用於對電腦系統（或其他電子裝置）進行程式化以執行根據本申請案的處理。機器可讀取媒體包括用於以機器（例如，電腦）可讀取的形式儲存資訊的任何機制。在一些實施例中，機器可讀取（例如，電腦可讀取）媒體包括機器（例如，電腦）可讀取儲存媒體，如唯讀記憶體（「ROM」）、隨機存取記憶體（「RAM」）、磁性磁盤儲存媒體、光學儲存媒體及快閃記憶體部件等。
在前述說明書中，已參考本申請案的特定實例來描述本申請案的實施例。顯而易見的是，在不背離如申請專利範圍中闡述之本申請案的實施例的更廣泛的精神和範疇的情況下，可對本申請案的實施例進行各種修改。說明書和附圖因此應被認為是說明性的而不是限制性的。
100:處理腔室 102:腔室主體 104:壁 106:底部 108:蓋 110:泵送端口 112:氣體面板 114:入口 116:RF電源 118:匹配電路 120:電漿施加器 122:電漿 124:內部容積 125:支撐基座 126:支撐組件 128:臺座基座 130:冷卻基座 131:安裝表面 132:基板支撐件 133:工件表面 134:基板 136:吸盤電極 138:夾持電源 140:空間可調加熱元件 142:調整加熱器電源 144:冷卻器/熱交換器 148:控制器 150:介電主體 152:主體 154:主電阻式加熱器 156:主加熱器電源 160:導管 170:加熱器組件 172:中央處理單元（CPU） 174:記憶體 176:輸入/輸出（I/O）電路 180:設施板 182:RF濾波器 184:RF濾波器 200:基板支撐組件 203:加熱器組件 204:軸 206:電連接 303a:多區加熱器 303b:多區加熱器 380:設施板 404:電阻 405:RTD 406:端子 407:端子 408:端子 409:端子 416:熱扼流圈 422:孔 426:外表面 450:區 460:餅形區域 462:內部楔形件 464:周邊組 490:圖案 1002:腔室 1004:噴頭 1006:晶圓 1008:基板支撐組件 1009:基板支撐組件 1009a:多區加熱器 1009b:多區加熱器 1010:熱交換器（HX）/冷卻器 1012:節流閥（TGV） 1014:序列周邊介面（SPI）通訊鏈路 1016:序列周邊介面（SPI）通訊鏈路 1018:控制介面模組 1020:乙太網路（ECAT）通訊鏈路 1022:乙太網路（ECAT）通訊鏈路 1024:工具控制伺服器（TCS） 1026:與前端伺服器（FES） 1028:溫度 1030:距離 1032:腔室壓力 1034:溫度 1036:處理器 1038:決定 1100:控制架構 1102:晶圓 1104:基板支撐組件 1106:熱交換器 1108:即時溫度資料 1110:目標加熱器溫度值 1112:模型 1114:閉迴路加熱器溫度控制演算法 1116:目標加熱器功率 1118:加熱器電子設備 1120:目標熱交換器溫度 1128:模型 1200:閉迴路加熱器溫度控制架構 1202:演算法 1204:加熱器功率－溫度模型 1206:晶圓錯位偵測 1208:偵測硬體狀態 1210:不匹配/補償器 1212:目標加熱器溫度 1214:目標加熱器功率 1216:加熱器溫度反饋 1218:晶圓錯位警告信號 1220:硬體狀態 1300:方法 1310~1360:方塊 1400:電腦系統 1402:處理裝置 1404:主記憶體 1406:靜態記憶體 1408:網路介面裝置 1418:資料儲存系統 1420:網路 1424:機器可讀取媒體 1430:匯流排
可藉由參考實施方式來詳細理解在上文簡要概述且在下文更詳細描述的本發明的上述特徵，該等實施方式中的一些實施方式在附圖中圖示。然而，應注意附圖僅圖示了本申請案的一些實施例，因此不應視為對本發明範圍的限制。
圖1是具有一實施例的基板支撐組件的處理腔室的示意性橫截面側視圖，該基板支撐組件具有多區加熱器；
圖2是具有多區加熱器的加熱器組件的另一實施例的透視圖；
圖3圖示了根據本申請案實施例之包含兩個並排佈置的多區加熱器的設施板的頂視圖；
圖4是根據本申請案實施例之多區加熱器的頂視圖；
圖5是根據本申請案實施例之多區加熱器的溫度回讀方法的表格描繪；
圖6圖示根據本申請案實施例之生成用於計算晶圓蝕刻量的數學模型；
圖7圖示根據本申請案實施例之生成用於計算晶圓溫度的數學模型；
圖8圖示了根據本申請案實施例之生成用於從加熱器功率和熱交換器溫度計算加熱器溫度的數學模型；
圖9圖示了根據本申請案的實施例的生成用於從加熱器功率計算加熱器溫度的數學模型；
圖10圖示了根據本申請案實施例之用於獨立控制一或多個多區加熱器的系統的控制架構和功能；
圖11圖示了根據本申請案實施例的用於獨立控制多區加熱器之每個加熱器的系統之基於模型的控制架構；
圖12圖示了根據本申請案的不同實施例之閉迴路加熱器溫度控制如何用於不同目的；
圖13是用於閉迴路溫度控制的方法的一個實施例的流程圖；及
圖14圖示了本申請案的一些實施例可在其中運行的示例性電腦系統的方塊圖；
可預期，在一個實施方式中揭露的元件可在沒有特定敘述的情況下有益地用於其他實施方式中。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
1002:腔室
1004:噴頭
1006:晶圓
1008:基板支撐組件
1009:基板支撐組件
1009a:多區加熱器
1009b:多區加熱器
1010:熱交換器(HX)/冷卻器
1012:節流閥(TGV)
1014:序列周邊介面(SPI)通訊鏈路
1016:序列周邊介面(SPI)通訊鏈路
1018:控制介面模組
1020:乙太網路(ECAT)通訊鏈路
1022:乙太網路(ECAT)通訊鏈路
1024:工具控制伺服器(TCS)
1026:與前端伺服器(FES)
1028:溫度
1030:距離
1032:腔室壓力
1034:溫度
1036:處理器
1038:決定

Claims (20)

  1. 一種方法，包括以下操作： 收集來自複數個溫度偵測器的溫度反饋，該複數個溫度偵測器中的每一者經放置在支撐一晶圓的一基板支撐組件的複數個加熱區中的一相應加熱區中； 提供代表該溫度反饋的資料作為一處理控制演算法的一第一輸入； 提供使用一模型所計算之該複數個加熱區中之一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值來作為該處理控制演算法的一第二輸入； 計算為實現該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值之加熱器功率的目標值，其中由運行該處理控制演算法的一處理器基於該第一輸入和該第二輸入來執行該計算；及 控制包括該基板支撐組件的一處理腔室的腔室硬體，以匹配該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該複數個溫度偵測器包括複數個電阻式溫度偵測器（RTD）。
  3. 如請求項1所述的方法，其中該模型經配置成基於對應於一或多個處理參數的當前最佳值的晶圓特性來計算該一或多個加熱區中的一特定加熱區的加熱器溫度的一目標值。
  4. 如請求項1所述的方法，其中該處理控制演算法是一閉迴路演算法，該閉迴路演算法中有以下操作：收集該溫度反饋、提供代表該溫度反饋的資料、提供該加熱器溫度的目標值、計算該加熱器功率的該等目標值，及重複控制腔室硬體。
  5. 如請求項1所述的方法，其中控制該腔室硬體之操作包括以下操作： 控制加熱器電子設備，以將該等計算出的加熱器功率的目標值傳遞到該一或多個加熱區。
  6. 如請求項5所述的方法，其中該控制該腔室硬體之操作進一步包括以下操作： 控制熱交換器溫度，以達到該一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值。
  7. 如請求項3所述的方法，其中該模型所使用的處理參數包括以下的一者或多者：一噴頭的溫度、腔室壓力及該噴頭與該基板支撐組件之間的距離。
  8. 如請求項7所述的方法，其中對應於該一或多個處理參數的該等當前最佳值的該等晶圓特性包括晶圓蝕刻量和晶圓溫度中的一者或兩者。
  9. 如請求項7所述的方法，其中該模型使用的處理參數進一步包括以下一項或多項：腔室主體溫度、熱交換器溫度、升舉銷高度和處理氣體。
  10. 如請求項1所述的方法，其中使用一機器學習演算法利用歷史腔室資料來訓練該模型。
  11. 如請求項1所述的方法，其中該複數個加熱區中的每一者包括一或多個加熱器。
  12. 如請求項1所述的方法，其中該基板支撐組件具有複數個區域，每個區域具有一對應的可獨立控制的複數個加熱區。
  13. 一種系統，包括： 複數個溫度偵測器，該複數個溫度偵測器中的每一者經放置在經配置為支撐一晶圓的一基板支撐組件的複數個加熱區中的一相應加熱區中； 一處理器，該處理器執行一處理控制演算法，且該處理器執行以下步驟： 從該複數個溫度偵測器接收溫度反饋資料； 提供該溫度反饋資料作為該處理控制演算法的一第一輸入； 使用一伺服器中儲存的一模型來計算該複數個加熱區中的一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值； 提供藉由該模型所計算之該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值來作為該處理控制演算法的一第二輸入； 基於該第一輸入和該第二輸入來計算為實現該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值之加熱器功率的目標值；及 計算用於調節包括該基板支撐組件的一處理腔室的腔室硬體的量，以匹配該一或多個加熱區的該等加熱器溫度的目標值。
  14. 如請求項13所述的系統，其中該複數個溫度偵測器包括複數個電阻式溫度偵測器（RTD）。
  15. 如請求項13所述的系統，其中該模型經配置成基於與一或多個處理參數的當前最佳值相對應的晶圓特性，針對一或多個加熱區中的一特定加熱區計算一加熱器溫度的目標值。
  16. 如請求項13所述的系統，其中該腔室硬體包括： 加熱器電子設備，將該等計算出的加熱器功率的目標值傳遞至該一或多個加熱區。
  17. 如請求項16所述的系統，其中該腔室硬體進一步包括： 熱交換器溫度控制器，其助於實現該一或多個加熱區的加熱器溫度的目標值。
  18. 如請求項15所述的系統，其中該模型所使用的處理參數包括以下一者或多者：一噴頭的溫度、腔室壓力及該噴頭與該基板支撐組件之間的距離。
  19. 如請求項18所述的系統，其中由該模型所使用的處理參數進一步包括以下一者或多者：腔室主體溫度、熱交換器溫度、升舉銷高度和處理氣體。
  20. 如請求項13所述的系統，其中該處理控制演算法是一閉迴路演算法。
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