TW202205371A - 溫度控制裝置、溫度控制方法及載置台 - Google Patents

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Abstract

本發明即使於加熱器斷路之情形下，亦高度維持被處理基板之溫度控制的精度。本發明之基板處理裝置具備靜電夾盤、複數個加熱器（6c-1及6c-2）、及控制部21。複數個加熱器埋入至靜電夾盤內部的各分割區域6d。各分割區域6d中埋入之複數個加熱器係並聯連接。控制部21在每一分割區域6d，基於埋入至分割區域6d之複數個加熱器所流通之電流的合計値，而判斷每一分割區域6d中埋入之一部分的加熱器有無斷路。而且，控制部21於判斷為埋入至分割區域6d之一部分的加熱器已斷路之情形下，控制成使「埋入至一部分的加熱器已斷路之分割區域6d內」之每一個加熱器所流通的電流大於「任一加熱器均未斷路」之分割區域6d內的每一個加熱器所流通的電流。

Description

溫度控制裝置、溫度控制方法及載置台
本發明的各種態樣及實施形態係關於溫度控制裝置、溫度控制方法及載置台。
半導體製造過程之中，被處理基板即半導體晶圓的溫度係左右半導體特性的一重要因素。因此，製造過程之中，吾人須以高精度控制半導體晶圓的溫度。為了實現此情事，舉例而言，可將載置半導體晶圓之載置台分割為複數個區域，並在分割之各個區域設置可獨立控制的加熱器。
又，製造過程之中，會有以下情形：處理氣體的溫度、或壓力、射頻電力的分佈、處理氣體的流向等主要因素導致在半導體晶圓上產生局部溫度分佈偏差。為了抑制此情事，可將載置台的區域更精細地分割，並藉由各個區域中埋入之加熱器而獨立控制各區域的溫度。
當載置台的區域的分割數增多時，則各個區域的面積縮小，各個區域中埋入之加熱器的尺寸亦縮小。當加熱器的尺寸縮小時，則會使加熱器變細用以產生預定熱量。因此，加熱器的斷路風險昇高。載置台的區域會有分割成數百以上區域之情形，且當其中一部分區域內加熱器斷路時，則會替換整個載置台，半導體的製造成本增加。
為了避免此情事，普知一種自動修正方法，於一部分的加熱器斷路之情形下，控制其周邊的加熱器的熱量，藉以利用已斷路之加熱器周邊的加熱器，補充已斷路之加熱器應產生之熱量（例如參照下述專利文獻1）。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2016-6875號公報
〔發明所欲解決之問題〕
然而，以往的自動修正方法，於已斷路之加熱器與未斷路之加熱器鄰接之情形下，可藉由周邊的加熱器補充已斷路之加熱器應產生的熱量。但是，於相鄰接之複數個加熱器已斷路之情形下，會有已斷路之加熱器與未斷路之加熱器未鄰接之情形。如此情形下，不易藉由周邊的加熱器補充已斷路之加熱器應產生之熱量。 〔解決問題之方式〕
本發明的一態樣係溫度控制裝置，具備載置台、複數個加熱器、及控制部。載置台載置被處理基板。複數個加熱器埋入至「係載置台內部、並係將載置台的頂面分割為複數個區域」之各個分割區域。控制部在每一分割區域，基於埋入至分割區域之複數個加熱器所流通之電流的合計値，而判斷每一分割區域中埋入之一部分的加熱器有無斷路。又，各個分割區域中埋入之複數個加熱器係並聯連接。又，控制部以下述方式進行控制：於各個分割區域之中判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路之情形下，使埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域內」之每一個加熱器所流通的電流大於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通之電流。 〔發明之效果〕
依據本發明的各種態樣及實施形態，即使於加熱器已斷路之情形下亦能高度維持被處理基板之溫度控制的精度。
〔實施發明之較佳形態〕
本案揭示之溫度控制裝置於一實施形態之中，具備載置台、複數個加熱器、及控制部。載置台載置被處理基板。複數個加熱器埋入至「係載置台的內部、並係將載置台的頂面分割為複數個區域」之各個分割區域。控制部在每一分割區域，基於埋入至分割區域之複數個加熱器所流通之電流的合計値，而判斷每一分割區域中埋入之一部分的加熱器有無斷路。又，各個分割區域中埋入之複數個加熱器係並聯連接。又，控制部以下述方式進行控制：於各個分割區域之中判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路之情形下，使埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域內」之每一個加熱器所流通的電流大於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通的電流。
又，本案揭示之溫度控制裝置的一實施形態之中，各個分割區域亦可埋入有並聯連接之二個加熱器。又，控制部，在每一分割區域，亦可於埋入至分割區域之二個加熱器所流通之電流的合計値未滿第一閾值、且係第二閾值以上之情形下，判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路，其中，前述第一閾值小於任一加熱器均未斷路之情形下埋入至分割區域之二個加熱器所流通之電流的合計値，且前述第二閾值小於前述第一閾值。
又，本案揭示之溫度控制裝置的一實施形態之中，加熱器亦可係電阻加熱器。又，第一閾値亦可係將任一加熱器均未斷路之情形下埋入至分割區域之二個加熱器所流通之電流的合計値的（1／2）倍的値加上預定邊限之値，且第二閾値亦可係將0加上預定邊限之値。
又，本案揭示之溫度控制裝置的一實施形態之中，控制部亦可以下述方式進行控制：於各個分割區域之中，判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路之情形下，使埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域內」之每一個加熱器所流通的電流成為任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通的電流的√2倍。
又，本案揭示之溫度控制裝置的一實施形態之中，載置台亦可包含層疊之複數個絕緣層，且埋入至分割區域之複數個加熱器中之各加熱器亦可配置在複數個絕緣層中之一絕緣層的不同面。
又，本案揭示之溫度控制裝置的一實施形態之中，載置台亦可包含層疊之複數個絕緣層，且埋入至分割區域之複數個加熱器中之各加熱器亦可配置在複數個絕緣層中之一絕緣層的同一面。
又，本案揭示之溫度控制方法，於一實施形態是一種將載置台上所載置之被處理基板的溫度加以控制之溫度控制方法，包含：測定步驟，在每一分割區域測定「埋入至係載置台的內部、並係將載置台的頂面分割成複數個區域之各個分割區域，且並聯連接」之複數個加熱器所流通之電流的合計値；判斷步驟，基於每一分割區域之電流的合計値而判斷埋入至每一分割區域之一部分的加熱器有無斷路；以及控制步驟，控制成於各個分割區域之中判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路之情形下，使埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域內」之每一個加熱器所流通的電流大於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通的電流。
又，本案揭示之載置台，於一實施形態係載置被處理基板之載置台，具備：複數個加熱器，埋入至「係載置台的內部、並係將載置台的頂面分割成複數個區域」之各個分割區；且各個分割區域中埋入之複數個加熱器係並聯連接。
以下基於圖式詳細說明本案揭示之溫度控制裝置、溫度控制方法及載置台的實施形態。此外，本實施形態不限定本案揭示之溫度控制裝置、溫度控制方法及載置台。 〔實施例〕
〔基板處理裝置100的構成〕 圖1係顯示基板處理裝置100的構成的一例之剖視圖。基板處理裝置100例如圖1所示，具有氣密構成、且電性接地之腔室1。腔室1例如係由表面利用陽極氧化被膜覆蓋之鋁等而形成為略圓筒狀。本實施例之中，基板處理裝置100係電容耦合型的平行板電漿處理裝置。
腔室1內設有例如利用鋁等導電性金屬而形成之基材2a。基材2a具有下部電極之功能。基材2a係由絕緣板3上所設之導體的支持台4所支持。又，基材2a的上方的外周設有例如利用單晶矽等形成之聚焦環5。再者，基材2a及支持台4的周圍以圍繞基材2a及支持台4之方式設有例如由石英等構成之圓筒狀的內壁構件3a。
基材2a的上方，以與基材2a幾乎平行相向之方式，換言之，以與基材2a上所配置之半導體晶圓W相向之方式，設置有：噴淋頭16，具有作為上部電極的功能。噴淋頭16與基材2a係作為一對電極（上部電極與下部電極）而發揮功能。基材2a經由阻抗匹配器11a而連接有射頻電源12a。又，基材2a經由阻抗匹配器11b而連接有射頻電源12b。
射頻電源12a例如將電漿之產生所使用之預定頻率（例如100MHz）的射頻電力供給至基材2a。又，射頻電源12b例如將係離子之拉入（偏壓）所使用之預定頻率的射頻電力、且係低於射頻電源12a之頻率（例如13MHz）的射頻電力供給至基材2a。射頻電源12a與12b之導通（On）與斷開（Off）之控制、藉由射頻電源12a、12b而供給之射頻的電力等係由後述控制裝置60而控制。
基材2a的頂面設有：靜電夾盤6，用以吸附固持被處理基板的一例即半導體晶圓W，且一併將半導體晶圓W的溫度加以控制。靜電夾盤6具有多層層疊之絕緣層6b、絕緣層6b之間所設之電極6a與複數個加熱器6c。電極6a連接至直流電源13。加熱器6c連接至後述控制板20。電極6a藉由從直流電源13施加之直流電壓而使靜電夾盤6的表面產生庫侖力，並藉由庫侖力而使靜電夾盤6的頂面吸附固持半導體晶圓W。直流電源13的導通及斷開係由後述控制裝置60而控制。
又，靜電夾盤6藉由從加熱器6c產生之熱而加熱半導體晶圓W。靜電夾盤6的頂面分割成複數個區域即分割區域，且各個分割區域埋入有複數個加熱器6c。本實施例之中，各個分割區域埋入有二個加熱器6c。本實施例之中，靜電夾盤6係載置台的一例。
基材2a的內部形成有Galden（註冊商標）等冷媒流通之流道2b，且流道2b經由配管2c及2d而連接有冷卻單元33。從冷卻單元33供給之冷媒循環在流道2b內，藉以使基材2a因與冷媒之熱交換而冷卻。由冷卻單元33供給之冷媒的溫度及流量等係由後述控制裝置60而控制。
又，在基材2a，以貫穿基材2a之方式設有：配管32，用以將氦氣等傳熱氣體（背側氣體）供給至半導體晶圓W的背面側。配管32連接至傳熱氣體供給部31。從傳熱氣體供給部31通過配管32而供給至半導體晶圓W的背面側之傳熱氣體的流量等係由後述控制裝置60而控制。
控制裝置60能藉由將流通在流道2b之冷媒的溫度、供給至靜電夾盤6內各加熱器6c之電力、供給至半導體晶圓W的背面之傳熱氣體的流量加以控制，而將靜電夾盤6頂面所吸附固持之半導體晶圓W的溫度控制成預定範圍內的溫度。
噴淋頭16設在腔室1的上部。噴淋頭16具備本體部16a、及構成電極板之上部頂板16b，且隔著絕緣性構件45而由腔室1的上部支持。本體部16a由例如表面施有陽極氧化處理之鋁等形成，且在其下部將上部頂板16b支持成自由裝卸。上部頂板16b係由例如石英等含矽物質形成。
本體部16a的內部設有氣體擴散室16c。在本體部16a的底部，以位在氣體擴散室16c的下部之方式而形成有多數個氣體流出口16e。在上部頂板16b，以沿厚度方向貫穿該上部頂板16b之方式設有複數個氣體導入口16f，且各個氣體導入口16f連通至上述氣體流出口16e。藉由如此構成，供給至氣體擴散室16c之處理氣體經由各個氣體流出口16e及氣體導入口16f而呈噴淋狀擴散供給至腔室1內。此外，本體部16a等設有未圖示之加熱器、或用以使冷媒循環之未圖示的配管等溫度調整器，能於半導體晶圓W之處理時將噴淋頭16控制成期望範圍內的溫度。
本體部16a形成有：氣體導入口16g，用以將處理氣體導入至氣體擴散室16c。氣體導入口16g連接有配管15b的一端，且配管15b的另一端經由閥V及質流控制器（MFC）15a而連接有：處理氣體供給源15，供給半導體晶圓W之處理所使用之處理氣體。從處理氣體供給源15供給之處理氣體經由配管15b而供給至氣體擴散室16c，且經由各個氣體流出口16e及氣體導入口16f而呈噴淋狀擴散供給至腔室1內。閥V及MFC15a係由後述控制裝置60而控制。
噴淋頭16經由低通濾波器（LPF）40及開關41而電性連接有可變直流電源42。可變直流電源42藉由開關41而可進行直流電壓之供給及阻斷。從可變直流電源42供給至噴淋頭16之直流電壓的大小、或開關41之導通與斷開，係由後述控制裝置60而控制。舉例而言，從射頻電源12a及12b將射頻電力供給至基材2a而使腔室1內的處理空間產生電漿之際，因應於需求而藉由控制裝置60使開關41導通，使預定大小的直流電壓施加至作為上部電極而發揮功能的噴淋頭16。
腔室1的底部形成有排氣口71。排氣口71經由排氣管72而連接有排氣裝置73。排氣裝置73具有真空泵，且使此真空泵動作而能藉以將腔室1內減壓至預定真空度為止。排氣裝置73的排氣流量等係由後述控制裝置60而控制。又，腔室1的側壁設有開口部74，開口部74設有用以將該開口部74加以開閉之閘閥G。
在腔室1的內壁，沿著內壁的面而自由裝卸地設有沉積物障壁76。又，內壁構件3a的外周面設有沉積物障壁77，用以覆蓋內壁構件3a。沉積物障壁76及77防止蝕刻副產物（沉積物）附著至腔室1的內壁。在與靜電夾盤6上所吸附固持之半導體晶圓W幾乎相同高度之沉積物障壁76的位置，設有直流接地連接之導電性構件（GND區塊）79。藉由導電性構件79而抑制腔室1內的異常放電。
又，腔室1的周圍以同心圓狀配置有環磁鐵9。環磁鐵9在噴淋頭16與基材2a之間的空間形成磁場。環磁鐵9係由未圖示之旋轉機構固持為自由旋轉。
控制裝置60具有過程控制器61、使用者介面62、及記憶部63。使用者介面62包含：輸入裝置，受理基板處理裝置100之來自操作者等的操作；以及表示裝置等，將過程控制器61所行之處理的結果、或來自過程控制器61的通知加以表示。記憶部63記憶由過程控制器61執行之程式、及包含各處理條件等之配方等。過程控制器61執行從記憶部63讀取出的程式，並基於記憶部63內所記憶之配方而控制基板處理裝置100的各部分，藉以由基板處理裝置100而執行預定處理。
〔靜電夾盤6〕 圖2顯示靜電夾盤6的頂面的一例。在靜電夾盤6的外周，以圍繞靜電夾盤6的方式設有聚焦環5。半導體晶圓W載置之靜電夾盤6的頂面區分為複數個分割區域6d。本實施例之中，分割區域6d係將靜電夾盤6的頂面以同心圓狀分割成複數個區域、且在中心區域以外將各個同心圓狀區域沿周方向分割成複數個區域之各個區域。此外，本實施例之中，靜電夾盤6如圖2所示，區分成27個分割區域6d，但分割區域6d的數量不限於此，靜電夾盤6亦可區分為100個以上的分割區域6d。
本實施例之中，與各個分割區域6d對應之靜電夾盤6的內部，逐一埋入有二個加熱器6c。供給至各個分割區域6d所埋入之加熱器6c之電力，係由後述控制板20而分別獨立控制。
〔分割區域內的加熱器的構造〕 圖3顯示各分割區域6d所設之加熱器6c的構造的一例。圖3（A）顯示各分割區域6d所設之加熱器6c的剖面的一例。圖3（B）係將各分割區域6d所設之加熱器6c的一例加以顯示之立體圖。本實施例之中，各分割區域6d如圖3（A）及（B）所示，設有二個加熱器6c-1及6c-2。各分割區域6d之中，在多層層疊之絕緣層6b中的一絕緣層6b的一面、且在該絕緣層6b的另一面，例如藉由印刷等而分別形成加熱器6c-1、加熱器6c-2。藉此，能在不會使二個加熱器6c-1及6c-2短路之情況下，容易地將二個加熱器6c-1及6c-2形成在各分割區域6d。各分割區域6d所設之二個加熱器6c-1及6c-2如圖3（B）所示並聯連接，且經由配線200而連接至控制板20。
本實施例之中，加熱器6c-1及6c-2例如係電阻加熱器。此外，各分割區域6d之中，加熱器6c-1及6c-2的電阻値宜相互幾乎等同。又，就其他例而言，加熱器6c-1及6c-2亦可係PTC（Positive Temperature Coefficient，正溫係數）熱敏電阻等半導體加熱器、或帕爾帖元件等。
〔控制板20的構成〕 圖4係顯示控制板20的一例之方塊圖。控制板20如圖4所示，具有控制部21及複數個控制區塊22-1～22-n。此外，以下，於不區別複數個控制區塊22-1～22-n各者而總稱之情形下，則只記載為控制區塊22。控制區塊22係針對靜電夾盤6內的一分割區域而設置一個。各個控制區塊22具有電壓控制部23、開關24、電流控制部25、及電流表26。具備靜電夾盤6、各分割區域6d中埋入之加熱器6c、及控制部21之基板處理裝置100係溫度控制裝置的一例。
電壓控制部23因應於來自控制部21的指示，而產生預定電壓之電力並輸出至開關24。開關24因應於來自控制部21的指示，而將從電壓控制部23輸出之電力加以輸出至電流控制部25或電流表26。電流控制部25將供給至分割區域6d內的各加熱器6c之電流的合計値，控制成由控制部21指示之値。電流表26因應於來自控制部21的指示，並因應於自電壓控制部23輸出之電力，測定分割區域6d內的各加熱器6c所流通之電流的合計値。而且，電流表26將測定之電流的合計値的資料通知予控制部21。
控制部21於基板處理裝置100所行之處理開始前等預定時機，在每一分割區域6d，使電壓控制部23產生預定電壓的電力，並將開關24控制成將來自電壓控制部23的電力加以輸出至電流表26。而且，控制部21將電流表26控制成測定分割區域6d內的各加熱器6c所流通之電流的合計値。
在此，靜電夾盤6內的各分割區域6d所設之二個加熱器6c係並聯連接。因此，各分割區域6d之中，任一加熱器6c已斷路之情形下分割區域6d所流通之電流的合計値小於「任一加熱器6c均未斷路之情形下分割區域6d所流通之電流的合計値」。本實施例之中，各分割區域6d所設之二個加熱器6c的電阻値幾乎等同。因此，各分割區域6d之中，任一加熱器6c已斷路之情形下，分割區域6d所流通之電流的合計値係任一加熱器6c均未斷路之分割區域6d所流通之電流的合計値的約（1／2）倍以下的値。
控制部21判斷由電流表26測定之電流的合計値是否係第一閾値以上。本實施例之中，第一閾値例如係將各分割區域6d之中任一加熱器6c均未斷路之分割區域6d所流通之電流的合計値的（1／2）倍的値加上預定邊限之値。預定邊限例如係基於各加熱器6c的電阻値的偏差、或電流表26導致之電流的測定誤差等而預先決定之値。第一閾値亦可係各分割區域6d之中任一加熱器6c均未斷路之情形下分割區域6d所流通之電流的合計値之例如（2／3）倍之値。
由電流表26測定之電流的合計値未滿第一閾値之情形下，控制部21判斷由電流表26測定之電流的合計値是否係第二閾値以上。本實施例之中，第二閾値係例如將0加上預定邊限之値。預定邊限係例如將電流表26導致之電流測定誤差等而預先決定之値。第二閾値亦可係各分割區域6d之中任一加熱器6c均未斷路之情形下分割區域6d所流通之電流的合計値的（1／3）倍之値。
由電流表26測定之電流的合計値未滿第一閾値、並係第二閾値以上之情形下，吾人認為分割區域6d內的一部分的加熱器6c亦即一個加熱器6c已斷路。於是，控制部21控制成：埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域6d內」之每一個加熱器6c1所流通的電流大於任一加熱器6c均未斷路之情形下每一個加熱器6c1所流通的電流。
具體而言，控制部21將電流控制部25控制成使供給至分割區域6d之電流的合計値成為任一加熱器6c均未斷路之情形下分割區域6d所流通之電流的合計値的（1／√2）倍之値。藉此，埋入至「一部分的加熱器6c已斷路之分割區域6d」之每一個加熱器6c1所流通之電流係任一加熱器6c均未斷路之情形下每一個加熱器6c1所流通之電流的√2倍。
藉此，一部分的加熱器6c已斷路之分割區域6d之中，能使供給至未斷路之加熱器6c之電力幾乎等同於任一加熱器6c均未斷路之情形下供給至分割區域6d之電力。因此，一部分的加熱器6c已斷路之分割區域6d之中，能使由未斷路之加熱器6c所產生之熱量幾乎等同於由任一加熱器6c均未斷路之分割區域6d內的加熱器6c所產生之熱量。藉此，各分割區域6d之中，即使於一部分的加熱器6c已斷路之情形下，亦能藉由分割區域6d內的未斷路之加熱器6c而補充已斷路之加熱器6c的熱量。故，即使於加熱器6c已斷路之情形下，亦可高度維持半導體晶圓W之溫度控制的精度。
就全部的分割區域6d而言，電流表26所行之電流的合計値之測定已結束之情形下，控制部21將各控制區塊22內的開關24控制成將來自電壓控制部23的電力加以輸出至電流控制部25。藉此，針對各分割區域6d內的加熱器6c，供給「由對應之控制區塊22內的電流控制部25所控制」之電流。而且，藉由基板處理裝置100而執行依循記憶部63內的配方之處理。
另一方面，出現「由電流表26測定之電流的合計値未滿第二閾値」之分割區域6d之情形下，吾人認為該分割區域6d內的全部的加熱器6c已斷路。此情形下，控制部21將全部之加熱器6c已斷路之分割區域6d的資料通知予控制裝置60。控制裝置60將全部之加熱器6c已斷路之分割區域6d的資料經由使用者介面62而通知予基板處理裝置100的操作者等。
〔溫度控制處理〕 圖5係顯示溫度控制處理的一例之流程圖。控制板20例如於基板處理裝置100設置時、或基板處理裝置100所行之處理開始前等預定時機，執行圖5的流程圖所示之處理。
首先，控制部21在複數個分割區域6d之中選擇一個未選擇的分割區域6d（S100）。而且，控制部21於與步驟S100選擇之分割區域6d對應之控制區塊22之中，使電壓控制部23產生預定電壓的電力，並將開關24控制成將來自電壓控制部23的電力加以輸出至電流表26。藉此，針對在步驟S100選擇之分割區域6d內的加熱器6c，經由電流表26而施加預定電壓（S101）。
其次，電流表26測定分割區域6d內的加熱器6c所流通之電流的合計値（S102）。而且，電流表26將顯示測定之電流的合計値之資料通知予控制部21。控制部21判斷由電流表26通知之資料所示之電流的合計値是否係第一閾値以上（S103）。
電流的合計値係第一閾値以上之情形下（S103：Yes），控制部21執行步驟S107所示之處理。另一方面，電流的合計値未滿第一閾値之情形下（S103：No），控制部21判斷電流的合計値是否未滿第二閾値（S104）。電流的合計値未滿第二閾値之情形下（S104：Yes），控制部21將顯示第一斷路狀態之資料對應至步驟S100選擇之分割區域6d而加以記憶（S105）。而且，控制部21執行步驟S107所示之處理。第一斷路狀態係分割區域6d所含之全部的加熱器6c已斷路之狀態。
另一方面，電流的合計値係第二閾値以上之情形下（S104：No），控制部21將顯示第二斷路狀態之資料對應至步驟S100選擇之分割區域6d而加以記憶（S106）。第二斷路狀態係分割區域6d所含之一部分的加熱器6c已斷路之狀態。
其次，控制部21判斷是否已選擇全部的分割區域6d（S107）。出現未選擇之分割區域6d之情形下（S107：No），控制部21再次執行步驟S100所示之處理。
另一方面，已選擇全部的分割區域6d之情形下（S107：Yes），控制部21判斷第一斷路狀態之分割區域6d是否存在（S108）。存在有第一斷路狀態之分割區域6d之情形下（S108：Yes），控制部21將顯示第一斷路狀態之分割區域6d之資料作為警示而通知予控制裝置60（S110）。控制裝置60的過程控制器61將顯示第一斷路狀態之分割區域6d之資料，作為警示而經由使用者介面62通知予基板處理裝置100的操作者等。而且，控制板20結束本流程圖所示之動作。
另一方面，不存在第一斷路狀態之分割區域6d之情形下（S108：No），控制部21將電流控制部25控制成供給至第二斷路狀態之分割區域6d之電流的値係預定値（S109），且控制板20結束本流程圖所示之動作。具體而言，控制部21將電流控制部25控制成：使埋入至「第二斷路狀態之分割區域6d內」之每一個加熱器6c所流通的電流大於任一加熱器6c均未斷路之情形下每一個加熱器6c所流通的電流。舉例而言，控制部21將電流控制部25控制成供給至第二斷路狀態之分割區域6d之電流係任一加熱器6c均不處於斷路狀態之情形下供給至分割區域6d之電流的合計値的例如（1／√2）倍。藉此，處於第二斷路狀態之分割區域6d內未斷路之加熱器6c流通有任一加熱器6c均不處於斷路狀態之情形下每一個加熱器6c所流通之電流的√2倍的電流。
在此，將電流I供給至任一加熱器6c均不處於斷路狀態之分割區域6d之情形下，該分割區域6d所含之二個加熱器6c分別流通有電流I的（1／2）倍的電流。因此，當將各個加熱器6c的電阻値定為R時，則供給至各個加熱器6c之電力係R・（I／2）2 ，且分割區域6d整體產生因應於（RI2 ／2）之電力之熱量。
另一方面，針對處於第二斷路狀態之分割區域6d，供給以下電流：任一加熱器6c均不處於斷路狀態之情形下供給至分割區域6d之電流I的（1／√2）倍。因此，處於第二斷路狀態之分割區域6d內未斷路之加熱器6c流通有（I／√2）之電流。因此，處於第二斷路狀態之分割區域6d整體，產生與由任一加熱器6c均不處於斷路狀態之分割區域6d內的加熱器6c所產生之熱量幾乎相同之因應於（RI2 ／2）之電力之熱量。如上所述，各分割區域6d之中，即使於一部分的加熱器6c已斷路之情形下，亦可藉由分割區域6d內未斷路之加熱器6c而補充已斷路之加熱器6c的熱量。
以上說明基板處理裝置100的實施例。由上述說明顯然可知依據本實施例的基板處理裝置100，則即使於加熱器6c已斷路之情形下，亦能高度維持半導體晶圓W之溫度控制的精度。
〈其他〉 此外，本發明不限定於上述實施例，可於其主旨範圍內進行各種變形。
舉例而言，上述實施例之中，各分割區域6d所設之複數個加熱器6c係形成在一絕緣層6b中的不同面，但本案揭示之技術不限於此。各分割區域6d所設之複數個加熱器6c亦可如圖6所示，形成在一絕緣層6b中之同一面。圖6顯示各分割區域6d所設之加熱器6c的構造之其他例。圖6（A）顯示各分割區域6d所設之加熱器6c的剖面的一例。圖6（B）係顯示各分割區域6d所設之加熱器6c的一例之立體圖。
二個加熱器6c-1及6c-2如圖6所示，可藉由形成在絕緣層6b的同一面，而使自各加熱器6c至半導體晶圓W為止的距離幾乎同等。藉此，各分割區域6d能縮小下述情形下給予至半導體晶圓W之熱量的差：使僅一加熱器6c發熱之情形；以及使僅另一加熱器6c發熱之情形。藉此，即使於一部分的加熱器6c已斷路之情形下，亦能高度維持半導體晶圓W之溫度控制的精度。
又，上述實施例之中，各分割區域6d設有並聯連接之二個加熱器6c，但亦就其他例而言，各分割區域6d亦可設有並聯連接之三以上的加熱器6c。
又，上述實施例之中，多層層疊之絕緣層6b中之一絕緣層6b設有複數個加熱器6c，但本案揭示之技術不限於此。舉例而言，亦可在絕緣性薄膜的同一面或不同面形成並聯連接之複數個加熱器6c，並將形成有加熱器6c之薄膜黏貼至靜電夾盤6的下表面。
又，上述實施例，使用係電容耦合型平行板電漿處理裝置的一例之基板處理裝置100而進行說明，但本案揭示之技術不限於此。只要係將半導體晶圓W加以處理之裝置，且係於處理中將半導體晶圓W的溫度加以控制之裝置，亦可將上述實施例所揭示之技術應用於使用感應耦合電漿（ICP，Inductively Coupled Plasma）方式或微波方式等電漿之處理裝置。又，上述實施例所揭示之技術亦可應用於不使用電漿之進行熱處理等之裝置。
G:閘閥 V:閥 W:半導體晶圓 100:基板處理裝置 1:腔室 2a:基材 2b:流道 2c:配管 2d:配管 3:絕緣板 3a:內壁構件 4:支持台 5:聚焦環 6:靜電夾盤 6a:電極 6b:絕緣層 6c,6c-1,6c-2:加熱器 6d:分割區域 9:環磁鐵 11a,11b:匹配器 12a,12b:射頻電源 13:直流電源 15:處理氣體供給源 15a:MFC(質流控制器) 15b:配管 16:噴淋頭 16a:本體部 16b:上部頂板 16c:氣體擴散室 16e:氣體流出口 16f:氣體導入口 16g:氣體導入口 20:控制板 200:配線 21:控制部 22,22-1~22-n:控制區塊 23:電壓控制部 24:開關 25:電流控制部 26:電流表 31:傳熱氣體供給部 32:配管 33:冷卻單元 40:LPF(低通濾波器) 41:開關 42:可變直流電源 45:絕緣性構件 60:控制裝置 61:過程控制器 62:使用者介面 63:記憶部 71:排氣口 72:排氣管 73:排氣裝置 74:開口部 76:沉積物障壁 77:沉積物障壁 79:導電性構件
圖1係顯示基板處理裝置的一例之剖視圖。 圖2顯示靜電夾盤的頂面的一例。 圖3（A）、（B）顯示各分割區域所設之加熱器的構造的一例。 圖4係顯示控制板的一例之方塊圖。 圖5係顯示溫度控制處理的一例之流程圖。 圖6（A）、（B）顯示各分割區域所設之加熱器的構造的其他例。
6c-1,6c-2:加熱器
6d:分割區域
20:控制板
21:控制部
22-1~22-n:控制區塊
23:電壓控制部
24:開關
25:電流控制部
26:電流表
60:控制裝置

Claims (26)

  1. 一種溫度控制裝置，包含： 基材； 靜電吸盤，配置於該基材上，具有複數個分割區域；以及 複數個控制區塊，各自與該複數個分割區域對應； 該靜電吸盤包含具有第一面和位於該第一面的相反側的第二面之絕緣層， 該複數個分割區域，各自包含： 第一加熱器，配置於該絕緣層的該第一面；以及 第二加熱器，配置於該絕緣層的該第一面或該第二面，且與該第一加熱器並聯連接， 該複數個控制區塊，各自包含： 電流表，連接於對應之分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器；以及 電流控制部，根據來自該電流表的輸出，控制供給至對應之分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器的電流。
  2. 如請求項1的溫度控制裝置，其中， 該第二加熱器，配置於該絕緣層的該第二面。
  3. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該電流控制部， 於供給至對應之分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器的電流的合計值未滿第一閾值之情形下，使供給至該第一加熱器及該第二加熱器的電流加大。
  4. 如請求項3的溫度控制裝置，其中， 該第一閾值，係於該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器中任一者均未斷路之情形下，將該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之電流的合計值的（1／2）倍之值加上預定邊限而得之值。
  5. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其更包含： 第一控制部，控制該電流控制部，俾於判斷為該複數個分割區域中之第一分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器中任一加熱器已斷路之情形下，使該第一分割區域中所包含的每一個加熱器所流通之電流，大於該複數個分割區域中的任一加熱器均未斷路的第二分割區域中所包含的每一個加熱器所流通之電流。
  6. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其更包含： 第一控制部，於該複數個分割區域之每一分割區域，於該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之電流的合計值未滿第一閾値、且係第二閾値以上之情形下，判斷該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器中任一者已斷路，其中，該第一閾値小於「任一加熱器均未斷路之情形下該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之電流的合計值」，且該第二閾値小於該第一閾値。
  7. 如請求項6的溫度控制裝置，其中， 該第一閾值係於該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器中之任一者均未斷路之情形下，將該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之電流的合計值的（1／2）倍之值加上預定邊限而得之值，該第二閾值係將0加上預定邊限而得之值。
  8. 如請求項5的溫度控制裝置，其中， 該第一控制部係以下述方式進行控制： 於該複數個分割區域中，於判斷為該分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器中任一加熱器已斷路之情形下，使任一加熱器已斷路的分割區域內中所包含的每一個加熱器所流通之電流，成為於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通之電流的√2倍。
  9. 如請求項5的溫度控制裝置，其中， 該電流控制部進行控制，俾使供給至該分割區域內的該第一加熱器及該第二加熱器的電流的合計值成為從該第一控制部所指示的值； 該複數個控制區塊，更包含： 電壓控制部，產生具有預定電壓的電力並加以輸出； 電流表，因應於從該電壓控制部所輸出的該電力，測定該分割區域內的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之該電流的該合計值，將該電流的該合計值相關的資料通知予該第一控制部；以及 開關，將從該電壓控制部輸出之該電力，輸出至該電流控制部或該電流表。
  10. 如請求項9的溫度控制裝置，其中， 該第一控制部，進行下述控制： 控制該電壓控制部，俾使產生具有該預定電壓的電力； 控制該開關，俾於預定時機對該複數個分割區域之各個分割區域，從該電壓控制部對該電流表輸出該電力； 控制該電流表，俾測定該分割區域內的該第一加熱器及該第二加熱器所流通之該電流的該合計值；以及 控制該複數個控制區塊的各控制區塊的該開關，俾使於對該複數個分割區域以該電流表所進行的該電流的該合計值的測定完成時，從該電壓控制部對該電流控制部輸出該電力。
  11. 如請求項5的溫度控制裝置，其中， 該第一控制部，因應於該第一加熱器及該第二加熱器已斷路的判斷，而通知外部裝置。
  12. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該第一加熱器及該第二加熱器，係電阻加熱器。
  13. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該第一加熱器及該第二加熱器，係半導體加熱器。
  14. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該第一加熱器及該第二加熱器，係帕爾帖元件。
  15. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該電流控制部， 對於對應之分割區域中所包含的該第一加熱器及該第二加熱器，獨立控制電流。
  16. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 於該複數個分割區域中，該第一加熱器及該第二加熱器的電阻值彼此大致相同。
  17. 如請求項1或2的溫度控制裝置，其中， 該複數個控制區塊，係被提供至至少一個控制板上。
  18. 一種溫度控制裝置，包含： 載置台，載置被處理基板； 複數個加熱器，係包含於「在該載置台內部、且係將該載置台的頂面分割成複數個區域中之各個分割區域」；以及 控制部，控制該複數個加熱器； 各該分割區域中所包含之該複數個加熱器係並聯連接， 該控制部係以下述方法進行控制： 於各個該分割區域中，於判斷為該分割區域中所包含的一部分的加熱器已斷路之情形下，使「一部分的加熱器已斷路的分割區域內所包含的已斷路的加熱器」以外的每一個加熱器所流通之電流，大於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通的電流。
  19. 如請求項18的溫度控制裝置，其中， 該載置台包含疊層之複數個絕緣層， 該分割區域中所包含的複數個加熱器中之各個加熱器，係配置於該複數個絕緣層中之一絕緣層的不同面。
  20. 如請求項18或19的溫度控制裝置，其中， 各個該分割區域埋入有並聯連接之二個加熱器， 該控制部， 在每一該分割區域，於埋入至該分割區域的二個加熱器所流通之電流的合計值未滿第一閾値、且係第二閾値以上之情形下，判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路，其中，該第一閾値小於「任一加熱器均未斷路之情形下的埋入至該分割區域之二個加熱器所流通之電流的合計値」，且該第二閾値小於該第一閾値。
  21. 如請求項20的溫度控制裝置，其中， 該加熱器係電阻加熱器， 該第一閾值係將任一加熱器均未斷路之情形下該分割區域之中埋入之二個加熱器所流通之電流的合計值的（1／2）倍之值加上預定邊限而得之值， 該第二閾值係將0加上預定邊限而得之值。
  22. 如請求項21的溫度控制裝置，其中， 該控制部係以下述方式進行控制： 於各個該分割區域之中判斷為埋入至該分割區域之一部分的加熱器已斷路之情形下，使埋入至「一部分的加熱器已斷路之分割區域內」之每一個加熱器所流通之電流，成為任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通之電流的√2倍。
  23. 一種溫度控制方法，將載置台之上所載置之被處理基板的溫度加以控制，其特徵為包含： 測定步驟，針對包含於「在該載置台的內部、並係將該載置台的頂面分割成複數個區域之各個分割區域，且並聯連接」之複數個加熱器所流通的電流，於每一該分割區域加以測定；以及 判斷步驟，依據每一該分割區域的電流的測定值，而判斷每一該分割區域中所包含之一部分的加熱器有無斷路；以及 控制步驟，控制成：於各個該分割區域之中判斷為該分割區域中所包含之一部分的加熱器已斷路之情形下，使一部分的加熱器已斷路之分割區域內所包含之每一個加熱器所流通的電流，大於任一加熱器均未斷路之情形下每一個加熱器所流通的電流。
  24. 如請求項23的溫度控制方法，其中， 該載置台包含疊層之複數個絕緣層， 該分割區域中所包含的複數個加熱器中之各加熱器，係配置於該複數個絕緣層中之一絕緣層的不同面。
  25. 一種載置台，載置被處理基板，包含： 複數個加熱器，包含於在該載置台的內部且將該載置台的頂面分割成複數個區域的各個分割區域； 各個該分割區域中所包含的複數個加熱器係並聯連接。
  26. 如請求項25的載置台，其中， 該載置台包含疊層之複數個絕緣層， 該分割區域中所包含的複數個加熱器中之各加熱器，係配置於該複數個絕緣層的中之一絕緣層的不同面。
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