TWI534941B - 用以監測多工加熱器陣列之溫度與控制該加熱器陣列的系統及方法 - Google Patents

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Description

用以監測多工加熱器陣列之溫度與控制該加熱器陣列的系統及方法 【相關申請案的交互參照】
本申請案依35 U.S.C.§119(e)主張2011年8月17日提出申請且名為「A SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING TEMPERATURES OF AND CONTROLLING MULTIPLEXED HEATER ARRAY」之美國臨時專利申請案第61/524,546號的優先權，其整體係併入於此作為參考。
本發明係有關於一種溫度監測與控制的系統及方法，且尤其有關於一種用以監測多工加熱器陣列之溫度與控制該加熱器陣列的系統及方法。
隨著每一連續之半導體技術世代，基板直徑傾向增加、且電晶體尺寸縮小，而導致對於基板處理中的更高程度之精確性及可重複性的需求。例如矽基板之半導體基板材料係藉由包含使用真空腔室之技術所處理。這些技術包含例如電子束沉積之非電漿應用及例如濺鍍沉積、電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、去膜(resist strip)、及電漿蝕刻之電漿應用。現今可用的電漿處理系統係於受到逐漸增加之對於改善之精確性及可重複性的需求所影響的半導體製造工具之中。電漿處理系統之一度量為增加之均勻度，其包含半導體基板表面上之處理結果的均勻度、及利用名義上相同之輸入參數處理的一系列基板之處理結果的均勻度。基板上均勻度之持續改善係受到期望。在其他方面之外，此需要具有改善之均勻度、一致性及自我診斷法的電漿腔室。
於此敘述一種用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，該基板支撐組件係 用以在半導體處理設備中支撐半導體基板，該加熱板包含複數平面加熱器區、複數二極體、複數電力供應線路及複數電力回流線路，其中各平面加熱器區係連接至該複數電力供應線路其中一者及該複數電力回流線路其中一者，且無兩平面加熱器區分享同一對電力供應線路及電力回流線路，且二極體係串聯於各平面加熱器區與連接至其之該電力供應線路之間、或於各平面加熱器區與連接至其之該電力回流線路之間，使得該二極體不允許電流朝自該電力回流線路通過該平面加熱器區至該電力供應線路的方向流動，該系統包含：電流量測裝置；第一開關裝置，配置成以獨立於該複數電力回流線路之其他者的方式，將該複數電力回流線路之每一者選擇性地連接至電接地、電壓供應或電性絕緣端子；及第二開關裝置，配置成以獨立於該複數電力供應線路之其他者的方式，將該複數電力供應線路之每一者選擇性地連接至電接地、電源、電流量測裝置或電性絕緣端子。
用以在基板上達成期望之臨界尺寸(critical dimension,CD)均勻度的半導體處理設備中之徑向及方位角基板溫度控制變得更加受到要求。即使是溫度的微小變異仍可能影響CD到無法接受的程度，尤其當CD在半導體製造程序中接近約100nm時。
基板支撐組件可針對處理期間之各種功能加以配置，例如支撐基板、調整基板溫度、及供給射頻功率。基板支撐組件可包含有助於在處理期間將基板靜電性地夾持至基板支撐組件上的靜電夾盤(electrostatic chuck,ESC)。ESC可為可調整ESC(tunable ESC,T-ESC)。T-ESC係敘述於共同受讓之美國專利第6,847,014號及第6,921,724號，該等專利案係併入於此作為參考。基板支撐組件可包含陶瓷基板支持件、液冷散熱器(在此稱為冷卻板)及複數同心平面加熱器區，以逐步驟實施、並實現徑向溫度控制。典型地，冷卻板被維持在0℃與30℃之間。加熱器係位於冷卻板上，二者之間具有一層絕熱體。加熱器可將基板支撐組件之支撐表面 維持在高出冷卻板溫度約0℃至80℃之溫度。藉由在複數平面加熱器區內改變加熱器功率，可使基板支撐組件之溫度曲線在中心熱、中心冷、及均勻之間改變。再者，平均基板支撐件溫度可在高出冷卻板溫度0℃至80℃之操作範圍內逐步改變。當CD隨著半導體科技的進步而減小時，小方位角溫度變異漸增性地引起更大的挑戰。
由於若干原因，控制溫度並非簡單的任務。首先，許多因素可影響熱傳導，例如熱源及散熱器的位置、介質之移動、材料及形狀。第二，熱傳導為動態過程。除非所考量之系統處於熱平衡狀態，否則熱傳導將發生，且溫度曲線及熱傳導將隨時間改變。第三，例如電漿之非平衡現象必然一直存在於電漿處理中，使得任何實際電漿處理設備的熱傳導行為之理論性預測非常困難(若非不可能)。
電漿處理設備中之基板溫度曲線被許多因素所影響，例如電漿密度曲線、射頻功率曲線及各種加熱夾盤中之冷卻元件的狀況之詳細結構，因此基板溫度曲線通常不均勻，且難以利用小數量之加熱或冷卻元件加以控制。此缺點轉變為橫過整個基板之處理速率上的不均勻性、及基板上之裝置晶粒的臨界尺寸上的不均勻性。
根據溫度控制之複雜本質，將複數可獨立控制平面加熱器區併入基板支撐組件將具有優勢，其使設備能主動產生並維持期望的空間及時間溫度曲線、並能抵銷影響CD不均勻性之其他不利因素。
半導體處理設備中的基板支撐組件用之具有複數可獨立控制平面加熱器區的加熱板係揭露於共同持有之美國專利公開案第2011/0092072號，其揭露內容係併入於此作為參考。此加熱板包含平面加熱器區及電力供應與電力回流線路的可擴充多工布局方案。藉由調整平面加熱器區的功率，便可在徑向及方位角上使處理期間之溫度曲線成形。儘管此加熱板主要係針對電漿處理設備而加以說明，但亦可將此加熱板用於其他不使用電漿的半導 體處理設備。
此加熱板中之平面加熱器區係較佳地排列成經定義之圖形，例如，矩形格、六角格、環形陣列、同心環或任何期望之圖形。每一平面加熱器區可為任何適合之尺寸，且具有一或更多加熱器元件。在某些實施例中，平面加熱器區中之所有加熱器元件係一起開啟或關閉。為了使電連接之數量最少化，電力供應線路及電力回流線路係排列成每一電力供應線路係連接至不同的平面加熱器區之群組、且每一電力回流線路係連接至不同的平面加熱器區之群組，其中每一平面加熱器區係位於連接至一特定電力供應線路之群組的其中一者及連接至一特定電力回流線路之群組的其中一者之中。在某些實施例中，未有兩平面加熱器區連接至相同的一對電力供應與電力回流線路。因此，可藉由導引電流通過平面加熱器區所連接的一對電力供應與電力回流線路，而使此特定平面加熱器區啟動。加熱器元件之功率較佳地小於20W，更佳地為5至10W。加熱器元件可為電阻式加熱器，例如聚亞醯胺加熱器、矽氧橡膠加熱器、雲母加熱器、金屬加熱器(如W、Ni/Cr合金、Mo或Ta)、陶瓷加熱器(如WC)、半導體加熱器或碳加熱器。加熱器元件可為網版印刷、繞線或蝕箔加熱器。在一實施例中，每一平面加熱器區不大於在基板上製造之四個裝置晶粒、或不大於在基板上製造之兩個裝置晶粒、或不大於在基板上製造之一個裝置晶粒，或面積為自16至100cm2、或面積為自1至15cm2、或面積為自2至3cm2，以對應至基板上之裝置晶粒。加熱器元件之厚度可在自2微米(micrometers)至1毫米之範圍內，較佳地為5-80微米。為了在平面加熱器區之間及/或電力供應與電力回流線路之間提供空間，平面加熱器區之總面積可為高達基板支撐組件之上表面的面積之90%，例如該面積之50-90%。電力供應線路或電力回流線路(統稱電力線路)可被配置於平面加熱器區之間的自1至10mm範圍內之間隙中，或配置於藉由電性絕緣層與平面加熱器區分隔的分離平面中。為了承載大電流並減少焦耳加熱(Joule heating)，電力供應線路及電力回流線路係較佳地製成空間之容許 限度的寬度。在其中電力線路位於與平面加熱器區相同之平面中的一實施例中，電力線路之寬度係較佳地介於0.3mm及2mm。在其中電力線路位於與平面加熱器區不同之平面中的另一實施例中，電力線路之寬度可與平面加熱器區一樣大，例如對於300m夾盤而言，該寬度可為1至2英吋。電力線路之材料可與加熱器元件之材料相同或不同。較佳地，電力線路之材料為具有低電阻之材料，例如Cu、Al、W、Inconel®或Mo。
圖1-2顯示基板支撐組件，其包含具有併入兩電性絕緣層104A及104B中之平面加熱器區101陣列的加熱板之一實施例。電性絕緣層可為聚合物材料、無機材料、陶瓷材料(如氧化矽、氧化鋁、氧化釔、氮化鋁)或其他適合的材料。基板支撐組件更包含：(a)具有陶瓷層103(靜電夾持層)的ESC，該陶瓷層103中嵌入電極102(如單極或雙極)以利用一DC電壓將基板靜電性地夾持至陶瓷層103之表面；(b)熱阻障層107；(c)包含冷卻劑流動用之通道106的冷卻板105。
如圖2所示，平面加熱器區101之每一者係連接至電力供應線路201之其中一者及電力回流線路202之其中一者。未有兩平面加熱器區101共享同一對電力供應線路201及電力回流線路202。藉由適當的電切換配置，便可將一對電力供應及電力回流線路201及202連接至一電源(未顯示)，藉以僅使連接至此對線路之平面加熱器區開啟。每一平面加熱器區之時間平均加熱功率可藉由時域多工(time-domain multiplexing)而獨立地加以調整。為了預防不同平面加熱器區之間的串擾(crosstalk)，故將二極體250串聯於每一平面加熱器區101與連接至其之電力供應線路201之間(如圖2所示)、或於每一平面加熱器區101與連接至其之電力回流線路202之間(未顯示)，使得二極體250不允許電流朝自電力回流線路202經由平面加熱器區101至電力供應線路201之方向流動。二極體250係實體上位於平面加熱器區中或鄰近平面加熱器區。
基板支撐組件可包含加熱板之一實施例，其中該加熱板之每一平面加熱器區為近似或小於基板上之單一裝置晶粒或裝置 晶粒群組的尺寸，使得基板溫度可針對每一裝置晶粒加以控制，且因此可針對每一裝置晶粒控制電漿蝕刻製程，以使出自基板之裝置的產能最大化。加熱板可包含10-100、100-200、200-300個或更多平面加熱器區。加熱板之可擴充構造可在具有最小數量之電力供應線路、電力回流線路、及冷卻板內之饋通(feedthroughs)的情況下，輕易容納逐晶粒基板溫度控制所需數量之平面加熱器區(典型地在直徑300mm之基板上有多餘100個晶粒，且因此為100個或更多加熱器區)，藉此減少對基板溫度的擾動、製造成本、及基板支撐組件之複雜性。儘管並未顯示，但基板支撐組件可包含以下特徵：例如用以抬升基板之抬升銷、背側氦冷卻、用以提供溫度回饋訊號之溫度感測器、用以提供加熱功率回饋訊號之電壓及電流感測器、加熱器及/或夾持電極用之功率饋送、及/或RF(射頻)濾波器。
作為電漿處理腔室如何運作之概觀，圖3顯示電漿處理腔室之示意圖，該電漿處理腔室包含腔室713，該腔室713中設有上噴淋頭電極703及基板支撐組件704。基板712係經由裝載埠711裝載至基板支撐組件704上。氣體管線709供應處理氣體到輸送處理氣體至腔室中之上噴淋頭電極703。氣體源708(如供給適當氣體混合物之質流控制器)係連接至氣體管線709。RF電源702係連接至上噴淋頭電極703。在操作中，腔室係藉由真空泵710排空，且RF功率係電容偶合於上噴淋頭電極703與基板支撐組件704中之下電極之間，以在基板712與上噴淋頭電極703之間的空間內使處理氣體充能成為電漿。該電漿可用以將裝置晶粒特徵部蝕刻至基板712上之疊層中。基板支撐組件704可具有加熱器併入其中。應察知儘管電漿處理腔室之詳細設計可加以改變，但RF功率係經由基板支撐組件704耦合至電漿。
為了達成期望之基板支撐件溫度曲線，所以供應至每一平面加熱器區101之電功率可基於其實際溫度而加以調整。每一平面加熱器區101處之實際溫度可藉由量測連接至該處之二極體250的反向飽和電流來監測。圖4顯示二極體250的示範性電流- 電壓特性(I-V曲線)。當二極體250位於其反向偏壓區域中(由較暗方塊401所標示之區域)時，通過二極體250之電流係實質上獨立於二極體250上之偏壓。此電流之強度被稱為反向飽和電流I r 。I r 之溫度相依關係可近似為： 其中A為二極體250之接面的面積；T為以凱氏溫度(Kelvin)表示之二極體250的溫度；γ為常數；Eg為構成接面之材料的能隙(energy gap)(對於矽而言為Eg=1.12eV)；k為波茲曼常數。
圖5顯示系統500之電路圖，其係配置成藉由量測連接至每一平面加熱器區101之二極體250的反向飽和電流I r ，來控制加熱板並監測其中之每一平面加熱器區101的溫度。為了簡化起見，僅顯示四個平面加熱器區。此系統500可配置成與任何數量之平面加熱器區一起運作。
系統500包含電流量測裝置560、開關裝置1000、開關裝置2000、選擇性之開閉開關575，選擇性之校準裝置570。開關裝置1000係配置成選擇性地使每一電力回流線路202獨立於其他電力回流線路而連接至電接地、電壓源520或電絕緣端子。開關裝置2000配置成選擇性地使每一電力供應線路201獨立於其他電力供應線路而連接至電接地、電源510、電流量測裝置560或電絕緣端子。電壓源520供應非負電壓。選擇性之校準裝置570可提供各二極體250之反向飽和電流I r 及其溫度T之間關係的校準。校準裝置570包含與平面加熱器區101及二極體250熱絕緣的校準加熱器571、經校準之溫度計572(例如熱電偶)及與二極體250相同類型(較佳地完全相同)之校準二極體573。校準裝置570可位於系統500中。校準加熱器571及溫度計572可由電壓源520供電。校準二極體573之陰極係配置成連接至電壓源520，且陽極係經由開閉開關575連接至電流量測裝置560(亦即校準二極體573受反向偏壓)。校準加熱器571將校準二極體573維持在接近平面加熱器區101之操作溫度的一溫度(例如20至200℃)。處理器5000(如微控制器單元、電腦等)控制開關裝置1000及2000、校準 裝置570及開關575；自電流量測裝置560接收電流讀數；並自校準裝置570接收溫度讀數。若有需要，處理器5000可包含於系統500中。
電流量測裝置560可為任何適當裝置，例如安培計或如圖6所示之基於運算放大器(op amp)的裝置。待量測電流流至輸入端子605，該輸入端子605係經由選擇性之電容器602連接至op amp 601之反相輸入端601a。op amp 601之反相輸入端601a亦經由一電阻值R1之電阻器603連接至op amp 601之輸出端601c。op amp 601之非反相輸入端601b係連接至電接地。連接至op amp 601之輸出端的輸出端子606上之電壓V為電流I之讀數，其中V=I‧R1。圖6中顯示之裝置將輸入端子605上的二極體(二極體250中之一者或校準二極體573)之電流訊號轉換成待傳送至處理器5000作為溫度讀數的輸出端子606上之電壓訊號。
量測加熱板溫度並控制加熱板的方法包含：溫度量測步驟，其包含將連接至平面加熱器區101之電力供應線路201連接至電流量測裝置560、將所有其他電力供應線路連接至電接地、將連接至平面加熱器區101之電力回流線路202連接至電壓源520、將所有其他電力回流線路連接至電性絕緣端子、自電流量測裝置560取得串聯至平面加熱器區101之二極體的反向飽和電流之電流讀數、基於方程式1由電流讀數計算平面加熱器區101之溫度T、由整體加熱板之期望溫度圖形推得平面加熱器區101之設定點T 0 、計算持續時間t俾使以電源510對平面加熱器區101供電經過持續時間t能使平面加熱器區101之溫度自T改變至T 0 。將未連接至平面加熱器區101之所有電力供應線路連接至電接地確保僅有來自連接至平面加熱器區域101之二極體250的反向飽和電流到達電流量測裝置560。
該方法在該溫度量測步驟後更包含供電步驟，該供電步驟包含維持經過持續時間t的連接至平面加熱器區101之電力供應線路201與電源510之間的連接、及連接至平面加熱器區101之電力回流線路202與電接地之間的連接。該方法可更包含在平面 加熱器區101之每一者上重複溫度量測步驟及供電步驟。
該方法可更包含進行平面加熱器區101上之溫度量測步驟前的選擇性之放電步驟，該放電步驟包含將連接至平面加熱器區101之電力供應線路201連接至電接地，以使連接至平面加熱器區101之二極體250的接面電容放電。
該方法可更包含進行平面加熱器區101上之溫度量測步驟前的選擇性之零點修正步驟，該零點修正步驟包含將連接至平面加熱器區101之電力供應線路201連接至電流量測裝置560、將所有其他電力供應線路連接至電接地、將連接至平面加熱器區101之電力回流線路202連接至電接地、將其他電力回流線路之每一者連接至電性絕緣端子、由電流量測裝置560取得電流讀數(零點電流)。在計算平面加熱器區之溫度T之前，可將零點電流自溫度量測步驟中之電流讀數減去。零點修正步驟消除任何來自電源510經由開關裝置2000之洩漏電流造成的誤差。所有量測、歸零、放電步驟可利用足夠的速度執行，以在運算放大器601之輸出端上使用藉由控制器5000或額外之同步偵測電子設備的同步偵測。經量測之訊號的同步偵測可減少量測雜訊並改善準確度。
該方法可更包含選擇性之校準步驟，用以修正任何二極體250之反向飽和電流的溫度相依性之任何時移(temporal shift)。校準步驟包含使所有電力供應線路201及電力回流線路202自電流量測裝置560斷開、關閉開閉開關575、利用校準加熱器571將校準二極體573加熱至較佳地在二極體250之工作溫度範圍中的溫度、利用校準溫度計572量測校準二極體573之溫度、量測校準二極體573之反向飽和電流、及針對每一二極體250基於所測得之溫度及所測得之反向飽和電流調整方程式1中的參數A及γ。
在包含於此敘述之基板支撐組件及系統的電漿蝕刻設備中處理半導體之方法包含：(a)將半導體基板支撐於基板支撐組件上；(b)藉由以系統對加熱板中之平面加熱器區供電而產生加熱板範圍的期望溫度曲線；(c)使處理氣體充能成為電漿；(d)以電漿 蝕刻半導體；及(e)在以電漿蝕刻半導體期間，使用系統維持期望溫度曲線。在步驟(e)中，系統藉由量測加熱板中之每一平面加熱器區的溫度、並基於其量測之溫度對每一平面加熱器區供電來維持期望溫度曲線。系統藉由取得串聯至平面加熱器區之二極體的反向飽和電流之電流讀數，來量測每一平面加熱器區之溫度。
儘管用以量測加熱板之溫度與控制加熱板的系統500及方法已參考其具體實施例詳加說明，但對於熟悉本技術領域者仍將顯而易見，可在不背離隨附請求項之範圍的情況下作成各種變更及修改。
101‧‧‧平面加熱器區
102‧‧‧電極
103‧‧‧陶瓷層
104A‧‧‧電性絕緣層
104B‧‧‧電性絕緣層
105‧‧‧冷卻板
106‧‧‧通道
107‧‧‧熱阻障層
201‧‧‧電力供應線路
202‧‧‧電力回流線路
250‧‧‧二極體
401‧‧‧方塊
500‧‧‧系統
510‧‧‧電源
520‧‧‧電壓源
560‧‧‧電流量測裝置
570‧‧‧校準裝置
571‧‧‧校準加熱器
572‧‧‧溫度計
573‧‧‧校準二極體
575‧‧‧開閉開關
601‧‧‧運算放大器
601a‧‧‧反相輸入端
601b‧‧‧非反相輸入端
601c‧‧‧輸出端
602‧‧‧電客器
603‧‧‧電阻器
605‧‧‧輸入端子
606‧‧‧輸出端子
702‧‧‧RF電源
703‧‧‧上噴淋頭電極
704‧‧‧基板支撐組件
708‧‧‧氣體源
709‧‧‧氣體管線
710‧‧‧真空泵
711‧‧‧裝載埠
712‧‧‧基板
713‧‧‧腔室
1000‧‧‧開關裝置
2000‧‧‧開關裝置
5000‧‧‧處理器
圖1為其中併入具有平面加熱器區陣列之加熱板的基板支撐組件之示意橫剖面圖，該基板支撐組件亦包含靜電夾盤(electrostatic chuck,ESC)。
圖2顯示對加熱板之一實施例中的平面加熱區陣列之電力供應線路與電力回流線路之間的位相連接，該加熱板可被併入基板支撐組件中。
圖3為示範性電漿處理腔室之示意圖，該電漿處理腔室可包含於此敘述之基板支撐組件。
圖4顯示連接至加熱板中之平面加熱器區的二極體之示範性電流-電壓特性(I-V曲線)。
圖5顯示依據一實施例之系統的電路圖，其係配置成控制加熱板並監測其中之各平面加熱器區的溫度。
圖6顯示圖5中之系統內的電流量測裝置之電路圖。
101‧‧‧平面加熱器區
102‧‧‧電極
103‧‧‧陶瓷層
104A‧‧‧電性絕緣層
104B‧‧‧電性絕緣層
105‧‧‧冷卻板
106‧‧‧通道
107‧‧‧熱阻障層

Claims (20)

  1. 一種用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，該基板支撐組件係用以在一半導體處理設備中支撐一半導體基板，該加熱板包含複數平面加熱器區、複數二極體、複數電力供應線路及複數電力回流線路，其中各平面加熱器區係連接至該複數電力供應線路其中一者及該複數電力回流線路其中一者，且無兩平面加熱器區分享同一對電力供應線路及電力回流線路，且一二極體係串聯於各平面加熱器區與連接至其之該電力供應線路之間、或於各平面加熱器區與連接至其之該電力回流線路之間，使得該二極體不允許電流朝自該電力回流線路通過該平面加熱器區至該電力供應線路的方向流動，該系統包含：一電流量測裝置；一第一開關裝置，配置成以獨立於該複數電力回流線路之其他者的方式，將該複數電力回流線路之每一者選擇性地連接至一電接地、一電壓供應或一電性絕緣端子；及一第二開關裝置，配置成以獨立於該複數電力供應線路之其他者的方式，將該複數電力供應線路之每一者選擇性地連接至該電接地、一電源、該電流量測裝置或一電性絕緣端子。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，更包含一開閉開關及一校準裝置，該校準裝置係經由該開閉開關連接至該電流量測裝置、且配置成連接至該電壓供應。
  3. 如申請專利範圍第1項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中，該電壓供應輸出非負電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項之用以量測基板支撐組件中之複數區域 加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中該電流量測裝置為一安培計且/或包含一運算放大器。
  5. 如申請專利範圍第2項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中該校準裝置包含一校準加熱器、一已校準溫度計及一校準二極體，該校準二極體之陽極係經由該開閉開關連接至該電流量測裝置，且其陰極係配置成連接至該電壓供應。
  6. 如申請專利範圍第5項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中該校準裝置之該校準二極體與連接至該加熱板中之該複數平面加熱器區的該複數二極體相同。
  7. 如申請專利範圍第1項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中該複數平面加熱器區之每一者的尺寸為自16至100cm2。
  8. 如申請專利範圍第1項之用以量測基板支撐組件中之複數區域加熱板的溫度並控制該複數區域加熱板的系統，其中該加熱板包含10-100、100-200、200-300個或更多平面加熱器區。
  9. 一種電漿處理設備，包含一基板支撐組件、及如申請專利範圍第1項之系統，其中該系統係用以量測該基板支撐組件中之複數區域加熱板的每一加熱器區的溫度、並控制該每一加熱器區，該基板支撐組件係用以在該半導體處理設備中支撐一半導體基板。
  10. 如申請專利範圍第9項之電漿處理設備，其中該電漿處理設備為一電漿蝕刻設備。
  11. 一種量測溫度及維持溫度曲線的方法，用以量測如申請專利範圍第1項之系統的溫度並維持該系統之範圍的一期望溫度曲線，該方法包含一溫度量測步驟，該溫度量測步驟包含：將連接至該複數平面加熱器區其中一者之該電力供應線路連接至該電流量測裝置；將所有其他電力供應線路連接至電接地；將連接至該平面加熱器區之該電力回流線路連接至該電壓供應；將所有其他電力回流線路連接至一電性絕緣端子；自該電流量測裝置取得串聯至該平面加熱器區之該二極體的一反向飽和電流之一電流讀數；自該電流讀數計算該平面加熱器區之溫度T；自該加熱板整體之一期望溫度曲線推得該平面加熱器區之一設定點溫度T 0 ；及計算持續時間t，使得以該電源對該平面加熱器區供電該持續時間t將該平面加熱器區之溫度自T改變至T 0 。
  12. 如申請專利範圍第11項之量測溫度及維持溫度曲線的方法，更包含該溫度量測步驟後之一供電步驟，該供電步驟包含：維持該持續時間t的連接至該平面加熱器區之該電力供應線路與該電源之間的連結、及連接至該平面加熱器區之該電力回流線路與電接地之間的連結。
  13. 如申請專利範圍第12項之量測溫度及維持溫度曲線的方法，更包含在該複數平面加熱器之每一者上重複該溫度量測步驟及/或該供電步驟。
  14. 如申請專利範圍第11項之量測溫度及維持溫度曲線的方法，更包含在該平面加熱器區上進行該溫度量測步驟前的一放電步驟，該放電步驟包含： 將連接至該平面加熱器區之該電力供應線路連接至接地，以使連接至該平面加熱器區之該二極體的接面電容放電。
  15. 如申請專利範圍第11項之量測溫度及維持溫度曲線的方法，更包含在該平面加熱器區上進行該溫度量測步驟前的一零點修正步驟，該零點修正步驟包含：將連接至該平面加熱器區之該電力供應線路連接至該電流量測裝置；將該複數電力供應線路之所有其他者連接至該電接地；將連接至該平面加熱器區之該電力回流線路連接至該電接地；將該複數電力回流線路之其他每一者連接至一電性絕緣端子；及自該電流量測裝置取得一電流讀數(零點電流)。
  16. 如申請專利範圍第15項之量測溫度及維持溫度曲線的方法，其中該溫度量測步驟更包含在計算該平面加熱器區之該溫度T前，自該反向飽和電流減去該零點電流。
  17. 一種二極體校準方法，用以校準如申請專利範圍第6項之系統中的該複數二極體，該方法包含：使所有電力供應線路及電力回流線路自該電流量測裝置斷開；關閉該開閉開關；利用該校準加熱器將該校準二極體加熱至該複數二極體之工作溫度範圍內的一溫度；利用該已校準溫度計量測該校準二極體之溫度；量測該校準二極體之該反向飽和電流；及自以下方程式判定參數A及γ至少其中一者： 其中A為該二極體之接面的面積；T為以凱氏溫度(Kelvin)表示之該二極體的溫度；γ為常數；Eg為構成該接面之材料的能隙(energy gap)(對於矽而言Eg=1.12eV)；k為基於所測得之溫度及所測得之反向飽和電流的每一二極體的波茲曼常數。
  18. 一種半導體基板處理方法，用以在如申請專利範圍第10項之電漿蝕刻設備中處理一半導體基板，該方法包含：(a)在該基板支撐組件上支撐該半導體基板；(b)藉由以該系統對該加熱板中之該複數平面加熱器區供電，而產生該加熱板之範圍的一期望溫度曲線；(c)將一處理氣體充能成為一電漿；(d)利用該電漿蝕刻該半導體基板；及(e)在利用該電漿蝕刻該半導體基板期間，使用該系統維持該期望溫度曲線。
  19. 如申請專利範圍第18項之半導體基板處理方法，其中在步驟(e)中，該系統藉由以下方式維持該期望溫度曲線：量測該加熱板中之每一平面加熱器區的溫度、並基於其測得之溫度對每一平面加熱器區供電。
  20. 如申請專利範圍第19項之半導體基板處理方法，其中該系統藉由取得串聯至該平面加熱器區之該二極體的一反向飽和電流之一電流讀數而量測每一平面加熱器區之溫度。
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