JP7670760B2 - 温度調整可能なマルチゾーン静電チャック - Google Patents

Description

本明細書に記載の実施形態形態は、概して半導体製造に関し、より具体的には、静電チャックの温度制御又は温度較正、及び、これらを用いる方法に関する。

デバイスパターンのフィーチャの大きさが小さくなるにつれて、安定的で再現可能なデバイス性能について、当該フィーチャの限界寸法（ＣＤ：ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ）の要件がますます重要な基準になる。処理チャンバ内で処理される基板全体での許容されうるＣＤの変動は、チャンバ及び基板の温度偏差、流体の伝導性、ＲＦ場といった様々なチャンバ処理パラメータ制御に因り、実現が困難である。

静電チャックを利用する処理においては、基板の表面全体の温度制御を均一にすることは、基板の下にあるチャックの不均一な構造のために、さらに困難である。例えば、静電チャックの幾つかの領域にはガス孔があるが、他の領域では、ガス孔から横方向に外れたところにリフトピン孔がある。更に別の領域にはチャック電極があるが、他の領域では、チャック電極から横方向に外れたところにヒータ電極がある。静電チャックの構造は横方向と方位角の双方において変動しうるため、チャックと基板との間の熱伝達の均一性が複雑になっていて、当該均一性を獲得することが非常に困難であり、結果的に、チャック表面に亘って局所的に熱いスポット及び局所的に冷たいスポットが生じ、基板の表面に沿って処理結果が不均一になる。

加えて、各チャンバの保守又は点検の間に、静電チャックの温度プロファイルが変わりうる。したがって、静電チャック全体に分布する温度プロファイルは、チャック表面の熱いスポット及び冷たいスポット全体にわたって温度の変動が生じる可能性があるため、較正又は制御が困難である。

従って、シンプルな温度較正を提供することが可能な改良された基板支持アセンブリに対する必要性がある。

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個別のチューニングを可能とする、基板支持アセンブリの温度を較正する方法を提供する。一実施形態において、システムが、
基板支持アセンブリに対して動作を実行するよう構成されたアプリケーションプログラムを含むメモリと、
基板支持アセンブリ内に配置された制御ボードであって、
無線インタフェースを有するプロセッサ、
パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラであって、プロセッサが、動作中にメモリにアクセスして当該メモリからアプリケーションプログラムを読み出すためにメモリと接続されている、パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラ、及び
パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラに接続された加熱素子であって、複数の空間的にチューニング可能なヒータを含み、複数の空間的にチューニング可能なヒータが、パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラによって個別にチューニング可能である、加熱素子
を含む制御ボードと
を備える。

他の実施形態において、基板支持アセンブリ上でプロセスを実行する方法が、
基板支持アセンブリ上に配置された基板の初期温度プロファイルを得るために、基板支持アセンブリ上で所定のプロセスを実行することであって、支持アセンブリが、主ヒータと、空間的にチューニング可能なヒータとを有する、所定のプロセスを実行することと、
所定のプロセスを実行した結果から温度偏差プロファイルを決定することと、
基板支持アセンブリ内に配置されたプロセッサによってターニングパラメータを決定することと、
温度偏差プロファイルに応じて、ターニングパラメータを使用して、基板支持アセンブリでの目標温度プロファイルに対して初期温度プロファイルを調整することであって、
空間的にチューニング可能なヒータの１つ以上に供給される電力を増大させること
を含む、初期温度プロファイルを調整することと、
ターニングパラメータ及び温度偏差プロファイルを、基板支持アセンブリ内に配置されたメモリに格納することと
を含む。

さらに別の実施形態において、基板支持アセンブリ上でプロセスを実行する方法が、
基板支持アセンブリ上に配置された基板に対してプロセスを実行する際に、基板支持アセンブリの第１の温度プロファイルを測定することと、
基板支持アセンブリ内に配置されたプロセッサにより第１の温度プロファイルと目標温度プロファイルとを比較することによって、温度オフセットマップを決定することと、
第１の温度プロファイルを基板支持アセンブリの目標温度プロファイルに対して較正するために、プロセッサによってチューニングパラメータを決定することと、
チューニングパラメータを基板支持アセンブリ内に配置されたメモリに格納することと
を含む。

本発明の上述の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約されている本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

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的な上面図である。 空間的にチューニング可能なヒータを有する基板支持アセンブリの概略的な部分的側方断面図である。 本開示の実施形態が実現されうるソフトウェアルーチンを格納し実行するのために適したシステムの制御アーキテクチャのブロック図である。 空間的にチューニング可能なヒータの例示的なレイアウトを示す基板支持アセンブリの上面図である。 一実施形態に係る空間的にチューニング可能なヒータの温度較正プロセスを実行するためのフロー図である。 図５の温度較正プロセスの前及び当該プロセスの後の基板温度プロファイルである。

理解が容易になるよう、可能な場合には、各図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。１つの実施形態で開示された要素は、具体的な記述がなくても、他の実施形態で有益に使用できることが想定される。

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を別々に調整することを可能とする、空間的にチューニング可能なヒータを較正する方法を提供する。較正プロセスは、静電チャック（ＥＳＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋ）と基板との間の熱伝達を調整又は較正することを含む。本方法は、複数のチューナブルヒータがその内部に配置されたＥＳＣに載置される基板を、当該ＥＳＣの予め較正された温度プロファイルを得るために処理することを含む。予め較正された温度プロファイルを得るために利用される基板は、ダミー基板又は較正基板であってよい。温度偏差プロファイルが、基板を処理した結果（例えば、予め較正された温度プロファイルの結果）と、目標の結果プロファイルと比較することによって決定される。次いで、ＥＳＣ内のヒータに供給される電力が較正され、温度偏差プロファイルに基づいて、ＥＳＣの予め較正された温度プロファイルが目標の結果プロファイルと一致するように調整される。目標結果プロファイルに対して調整することは、温度偏差プロファイルに対応して、１つ以上のばらばらの位置にある１つ以上のチューニング可能なヒータへの電力を増大させることを含む。次いで、調整／較正のためのチューニングパラメータ、及び偏差プロファイルが、ＥＳＣに埋め込まれたメモリに格納される。

空間的にチューニング可能なヒータを有する基板支持アセンブリが、以下ではエッチング処理チャンバにおいて記載されるが、基板支持アセンブリは、とりわけ物理気相堆積チャンバ、化学気相堆積チャンパ、イオン注入チャンバといった他の種類のプラズマ処理チャンバにおいて、及び、横方向温度プロファイルの方位角におけるチューニングが望ましい他のシステムにおいて利用することができる。また、空間的にチューニング可能なヒータは、半導体処理に使用されないものを含め、他の表面の温度を制御するためにも利用できることが企図される。

当業者には分かるように、本発明の態様が、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されうる。これに対応して、本開示の実現は、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、本明細書で「回路」、「モジュール」又は「システム」と称されうるソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態の形を取りうる。さらに、本開示の実現は、コンピュータ可読プログラムコードが具現化される１つ以上のコンピュータ可読媒体において具現化されるコンピュータプログラム製品の形態を取りうる。

実行されると、予防的な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構成されたプログラム製品を格納するために、１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが利用されうる。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であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外線の、若しくは半導体のシステム、装置、若しくはデバイス、又はこれらの任意の適切な組み合わせでありうるが、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実施例（非包括的な列挙）には、持ち運び可能なフロッピィディスク、ハードディスク、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、持ち運び可能なコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ：ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、光学的ストレージデバイス、磁気的ストレージデバイス、又はこれらの任意の適切な組み合わせが含まれる。本書の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって、又はこれらに関連して使用するプログラムを含み若しくは格納することが可能な任意の有形媒体であってよい。

コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読プログラムコードが具現化されたデータ信号であって、例えばベースバンドで又は搬送波の一部として伝播されるデータ信号を含みうる。このような伝播信号は、電磁信号、光信号、無線信号、又はこ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の形態を取りうる。コンピュータ可読信号媒体は、命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって、又はこれらに関連して使用するためのプログラムを通信、伝播、伝送することが可能な、コンピュータ可読記憶媒体でない任意のコンピュータ可読媒体でありうる。

コンピュータ可読媒体上で具現化される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み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の適切な媒体を用いて伝送されうる。

本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、ＪＡＶＡ（登録商標）、ＳＭＡＬＬＴＡＬＫ（登録商標）、又はＣ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語といった従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで書くことができる。プログラムコードは、専ら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でかつ部分的に遠隔コンピュータ上で、又は専ら遠隔コンピュータ若しくはサーバ上で、実行することができる。後者の場合、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ：ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）を含む任意の種類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よく、又は、（例えば、インターネットサービスプロバイダを利用してインターネットを介して）外部のコンピュータへの接続がなされてよい。

また、コンピュータプログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他のデバイスにロードして、一連の動作ステップを、当該コンピュータ、他のプログラム可能な装置又は他のデバイス上で実行させて、コンピュータにより実現されるプロセスを創出し、これにより、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図又はブロックにおいて特定された機能／作用を実現するためのプロセスを提供するようにすることが可能である。

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機能に提供されうる。クラウドコンピューティングとは、ネットワーク上のサービスとしてスケーラブルな計算資源を提供することを指す。より形式的には、クラウドコンピューティングは、計算資源とその基盤となる技術的構造（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計算能力として定義することができ、最小限の管理労力又はサービスプロバイダの相互作用を用いて迅速にプロビジョニング及び解放できる設定可能な計算資源の共有プールへの便利なオンデマンドネットワークアクセスを可能とする。したがって、クラウドコンピューティングは、ユーザが「クラウド」内の仮想的な計算資源（例えば、ストレージ、データ、アプリケーション、さらには完全に仮想化された計算システム）に対して、当該計算資源を提供するために使用する基盤となる物理的システム（又は当該システムの位置）に関係なく、アクセスすることを可能にする。

典型的に、クラウド計算資源は、ユーザが実際に使用した計算資源（例えば、ユーザにより使用された記憶空間の量、又は、ユーザによってインスタンス化された複数の仮想化されたシステム）に対してのみユーザに課金される有料ベースで、ユーザに提供される。ユーザは、いつでも、またインターネット上のどこからでも、クラウド内に存在する任意のリソースにアクセスすることが可能である。本発明の文脈において、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、１つ以上のアース用ストラップ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、クラウド内の計算システム上で実行することができる。このような場合に、ソフトウェアルーチンは、クラウド内の記憶位置に空間的及び非空間的なデータを保持することができる。そうすることにより、ユーザはこの情報に、クラウドに接続されたネットワーク（例えばインターネット）に接続された任意の計算システムからアクセスすることが可能となる。

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の概略的な上面図である。マルチチャンバ真空処理システム１００は、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フェース１４０も含む。マルチチャンバ真空処理システム１００は、ＡＰコントローラ（ＡＰＣ：ａｄｖａｎｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１８０に付加的に取り付けられうる。ＡＰＣ１８０は、データベース１８２及び計算プラットフォーム１８４を有しうる。ＡＰＣ１８０は、任意選択に、システムコントローラ１６０に付加して使用することができ、製造施設において複数の処理ツール１０２を統合する。ＡＰＣ１８０は、動作を追跡して、そこで製造される基板についての指標値を格納することができる。

ファクトリインタフェース（ＦＩ：ｆａｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１４０は、複数の前面開口ユニバーサルポッド（ＦＯＵＰ：ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｐｏｄ）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、計測ステーション１５０といった追加のステーションを有することもできる。計測ステーション１５０は、代替的に、ＦＯＵＰ１４４の隣に位置してよい。ＦＩロボット１４２は、レールと、可動エンドエフェクタとを有してよく、この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を搬送するための他の適切な装置であってよい。ＦＩロボット１４２は、大気条件で動作可能であり、ＦＯＵＰ１４４と、計測ステーション１５０と、処理システム１００の１つ以上のロードロックチャンバ１３４、１３２との間で、可動エンドエフェクタ上に配置された基板１１８を移送するのに十分な可動範囲を有するよう構成される。ＦＯＵＰ１４４は、マルチチャンバ真空処理システム１００へと及びマルチチャンバ真空処理システム１００から基板１１８を移送するために、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、別個の計測ステーション、化学研磨ステーション、又はさら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が、ファクトリインタフェース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、ファクトリインタフェース１４０内で維持される実質的な周囲環境と、真空気密処理プラットフォーム１１０内で維持される真空環境と、の間の基板１１８の移送を容易にする。ロードロックチャンバ１３４、１３２は、ＦＩ１４０からロードロックチャンバ１３４、１３２へと及びロードロックチャンバ１３４、１３２から基板１１８をそこを介して移送することができる１つ以上の入口／出口スロット（図示せず）を有している。同様に、ロードロックチャンバ１３４、１３２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との間で基板１１８をそこを介して移送することができる同じ数の入口／出口スロットを有している。ロードロックチャンバ１３４、１３２の入口／出口スロットのそれぞれは、ロードロックチャンバ１３４、１３２の内部をＦＩ１４０又は真空気密封処理プラットフォーム１１０の内部から隔離するために、スリット弁（図示せず）によって選択的にシールされる。

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、移送チャンバ１３０の周囲に配置された複数の取り付けられたチャンバ１２０を有する。移送チャンバ１３０は、真空気密処理プラットフォーム１１０内に還元雰囲気条件を提供するための真空システム（図示せず）に連結されている。移送チャンバ１３０は、少なくとも１つの移送チャンバロボット１１４を収容する。移送チャンバロボット１１４は、任意のチャンバ１２０と共に基板１１８を移送するために回転することが可能である。取り付けられたチャンバ１２０の１つ以上が、エッチングチャンバ、又は、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といった堆積チャンバを含むことができ、基板１１８を処理するための基板支持アセンブリ２００（図２に示す）を有している。加えて、取り付けられたチャンバ１２０の１つが、計測チャンバ１５２であってよく、この計測チャンバ１５２は、基板１１８の属性を測定するための計測装置、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を有する。幾つかの実施形態において、１つのチャンバ１２０が、基板１１８のエッチングと測定の両方を行うことができる。例えば、基板１１８の属性を測定するための計測装置が、チャンバ１２０に組み込まれうる。代替的に、基板１１８の属性を測定するための計測装置が、移送チャンバ１３０、ＦＩ１４０、又は他の便利な位置に位置してよい。

システムコントローラ１６０が、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／又は各モジュールに接続されており、これらを制御する。一般に、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への直接的な制御を用いて、又は代替的に、上記チャンバ及び装置に関連付けら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の動作のあらゆる態様を制御することができる。さらに、システムコントローラ１６０はまた、ＡＰＣ１８０を介して、移送チャンバロボット１１４及び他のコントローラに関連付けられた制御ユニットと通信するよう構成されうる。例えば、移送チャンバロボット１１４の移動、処理チャンバ１２０との間での基板１１８の移動、及び処理シーケンスの実行、及びマルチチャンバ真空処理システム１００の様々の構成要素の動作の調整等が、システムコントローラ１６０によって制御されうる。加えて、システムコントローラ１６０は、処理チャンバ１２０内での処理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、基板支持表面の温度プロファイル、ガス流量、及び処理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。動作中に、システムコントローラ１６０は、各チャンバ及び各装置からのフィードバックが、基板のスループットを最適化することを可能とする。

システムコントローラ１６０については、以下で図４を参照しながら説明する。システムコントローラ１６０は、チャンバ１２０内で処理が施される基板１１８のための処理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、計測装置からのフィードバックを使用して、処理レシピの変更を決定することができる。計測装置は、基板１１８全体の重要な寸法を測定して、基板支持アセンブリ全体における局所的な温度といったプロセスパラメータを変えて、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２００の部分を詳細に示す概略的な部分側面図であり、基板支持アセンブリ２００は、当該基板支持アセンブリ全体にわたる温度プロファイルの調整を提供するよう構成されている。基板支持アセンブリ２００全体にわたる温度プロファイルの調整は、コントローラ１６０上で実行されるソフトウェアルーチンによって制御されうる。基板支持アセンブリ２００は、マルチチャンバ真空処理システム１００内の任意のチャンバ１２０内に配置されうる。又は代替的に、ソフトウェアルーチンは、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から離れて位置する第２のコントローラ（図示せず）によって、又はＡＰＣ１８０によって格納及び／又は実行されてもよい。

基板支持アセンブリ２００は、一般に、少なくとも１つの基板支持体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でありうる。一実施形態において、基板支持体２１０が静電チャックであり、以下では静電チャック２１０として説明される。基板支持アセンブリ２００はまた、冷却基部２６０も含みうる。冷却基部２６０は、代替的に、基板支持アセンブリ２００とは別体であってよい。基板支持アセンブリ２００は、支持ペデステル２０５に着脱可能に連結されうる。支持ペデスタル２０５は、ペデスタル基部２４４を含みうる。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すことができ、基板支持アセンブリ２００の１つ以上の部品を新しくすることが可能となる。

静電チャック２１０は、取り付け面２０３と、当該取り付け面２０３とは反対側のワークピース支持面２０２とを有し、ここで基板１１８は、ワークピース支持面２０２に移動可能に載置される。静電チャック２１０は、一般に、誘電体２０８に埋め込まれたチャック電極２０７を含む。チャック電極２０７は、静電チャック２１０の取り付け面２０３の付近に示されているが、チャック電極２０７は、ワークピース支持面２０２の直下など、静電チャック２１０の他の部分に埋め込まれてもよい。チャック電極２０７は、単極若しくは双極の電極として、又は、他の適切な構成として構成されうる。チャック電極２０７は、ＲＦフィルタ２０４を介してチャック電源２０６に接続されており、このチャック電源２０６は、静電チャック２１０のワークピース支持面２０２に基板１１８を静電気で固定するためのＲＦ電力又はＤＣ電力を供給する。ＲＦフィルタ２０４が、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、チャンバの外で電気機器を損傷させること又は電気的障害となることを防止する。

静電チャック２１０の誘電体２０８は、ＡｌＮ又はＡｌ_２Ｏ_３といったセラミック材料で製造されうる。代替的に、誘電体２０８は、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といったポリマーから作製されうる。ヒータが、誘電体２０８に埋め込まれうる。誘電体２０８は、１つ以上の主抵抗加熱器２１２及び／又は複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４を含みうる。主抵抗加熱器２１２は、基板１１８の処理及び／又は処理チャンバ１２０の内部の洗浄といったチャンバプロセスを行うための温度まで、基板支持アセンブリ２００の温度を上げるために設けられうる。主抵抗加熱器２１２は、横方向に分けられた任意の１つ以上の加熱ゾーン、例えば、同心円状のリングの形状をした複数のゾーンを提供するよう構成されうる。空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、主抵抗加熱器２１２と相補的であり、主抵抗加熱器２１２により画定された横方向に分けられた複数の加熱ゾーンのうちの任意の１つ以上にゾーンおける複数のばらばらの位置で、静電チャック２１０の局所的温度を調整するよう構成されている。例えば、空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、円形の配列において、列及び行のデカルト格子において、六角格子において、又は他の適切なマトリクスにおいて配置されうる。したがって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、基板支持アセンブリ２００に載置される基板１１８の温度プロファイルに対して局所的な調整を提供する。したがって、主抵抗加熱器２１２は、グローバルなマクロスケールで、ワークピース支持面２０２の温度プロファイルを維持するよう動作し、空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、局所的なマイクロスケールで、ワークピース支持面２０２の温度プロファイルのばらばらの位置で温度を調整するよう動作する。

主抵抗加熱器２１２及び空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、ＲＦフィルタ２１８を介してヒータ電源２２２に接続されている。ヒータ電源２２２は、個々のヒータ２１２、２１４に９００ワット以上の電力を供給することができる。コントローラ１６０が、ヒータ電源２２２の動作を制御することができ、このヒータ電源は一般に、所定の温度プロファイルに基板１１８を加熱するために個々のヒータ２１２、２１４に電力を供給するよう設定される。一実施形態において、主抵抗加熱器２１２は、横方向に分けられた加熱ゾーンを含み、コントローラ１６０は、主抵抗加熱器２１２の１つのゾーンが、又は単一の空間的にチューニング可能なヒータ２１４さえも、隣り合う個々のヒータ２１２、２１４に対して優先的に加熱されることを可能とする。幾つかの実施形態において、各空間的にチューニング可能なヒータ２１４が、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のうちの他のヒータ２１４とは異なる温度を提供するよう独立して制御されうる。幾つかの実施形態において、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のうちの複数に、例えば、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の少なくとも２つ及び全てに、独立的に及び／又は同時に電力供給されて、安定的な温度プロファイルがもたらされ、結果的に、安定して容易に制御される温度プロファイルであって、所望のように局所的に温度設定される温度プロファイルが得られ、このことは、基板処理結果の均一性及び予測可能性の向上に寄与する。

静電チャック２１０は、１つ以上の温度センサ２５４を含みうる。温度センサ２５４は、ワークピース支持面２０２上の複数のばらばら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によって主抵抗加熱器２１２及び空間的にチューニング可能なヒータ２１４に印加される電力を制御するための温度フィードバック情報を、コントローラ１６０に提供することができる。加えて、フィードバック情報は、冷却基部２６０の動作を制御するために使用されうる。

静電チャック２１０は、温度制御された冷却基部２６０上に配置されうる。冷却基部２６０は、熱伝導流体源２６２に接続されている。熱伝導流体源２６２は、液体、気体、これらの組み合わせといった熱伝導流体を提供し、この熱伝導流体は、冷却基部２６０内に配置された１つ以上の導管２９０を通って循環させられる。コントローラ１６０が、隣り合う隔離された導管２９０を流過する流体を制御して、静電チャック２１０と冷却基部２６０の様々な領域との間の熱伝達の局所的な制御を可能とし、このことによって、基板１１８の横方向の温度ファイルの制御が支援される。

ペデスタル基部２４４が、冷却基部２６０の下方に配置されており、複数のリフティングピンを昇降させるよう構成された複数の駆動機構を収容するよう構成されている。追加的に、ペデスタル基部２４４は、静電チャック２１０及び冷却基部２６０からの複数の流体接続を収容するよう構成されている。ペデスタル基部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構成されている。無数の接続、例えば流体、電気信号、データ信号が、基板支持アセンブリ２００の外部又は内部を走っていてよい。

システムコントローラ１６０が、ペデスタル基部２４４内に配置された制御ボード２５０を含む。代替的に、制御ボード２５０が、基板支持アセンブリ２００の内部又は外部の他の箇所に配置されうる。制御ボード２５０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラ２１６を有しうる。制御ボード２５０はまた、任意選択的に、温度センサコントローラ２５２を有しうる。

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の温度センサ２５４に通信可能に接続されうる。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の周囲のばらばら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。次いで、実際の温度読み取り値のデータが、ＰＷＭヒータコントローラ２１６に送信され、解析及び計算のためにシステムコントローラ１６０にさらに送信される。

ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、個々のヒータ２１２、２１４に直接又は間接的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によって個々のヒータ２１２、２１４に供給される電力を修正することができる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、各空間的にチューニング可能なヒータ２１４での温度を測定することによってプログラム化され、較正されうる。すなわち、各空間的にチューニング可能なヒータ２１４には、それ自身の独立したＰＷＭ制御がある。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、個々の空間的にチューニング可能なヒータ２１４に対する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、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のうちの１つへの１００％の電力によって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の上の表面位置について主ヒータによって設定された温度を上げるための約５℃分の熱出力がもたらされるさらに、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の１つ以上への２０パーセントの電力によって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の上の表面位置について主ヒータによって設定された温度を上げるための約１℃分の熱出力をもたらされる。電力は、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の幾つかについて２０％まで下げることができ、処理動作の全体を通してそのレベルに維持されうる。加えて、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、第１の電力レベルで、例えば８０パーセントで１つ以上の空間的にチューニング可能なヒータ２１４を動作させ、第２の電力レベルで、例えば約２０パーセントで１つ以上の別の空間的にチューニング可能なヒータ２１４を同時に動作させることができる。一実施形態において、温度が、空間的にチューニング可能なヒータ２１４への電力を徐々に増大させることによって調整されうる。例えば、プロセスの進行中に空間的にチューニング可能なヒータ２１４に供給される電力を、パーセンテージ単位で増大させ、例えば９％分増大させることで、温度の上昇が得られうる。他の実施形態において、同相で又は位相をずらして、１つ以上の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のオン及びオフを繰り返すことによって温度が調節され得、他のチューニング可能なヒータ２１４も、オン及びオフが繰り返される。さらに別の実施形態において、所望の温度プロファイルを維持するために、必要に応じて、電力レベルを調整することと、１つ以上の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のオン、オフを繰り返して電力を徐々に調整することの組み合わせによって、温度が調整されうる。さらに別の例において、静電チャック２１０全体にわたって空間的にチューニング可能なヒータ２１４の間で同じ比例電力分布を維持しながら、空間的にチューニング可能な個々のヒータ２１２、２１４の全てに電力を供給することによって、静電チャック２１０全体の温度を同時に上げることができる。例えば、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のうちの１つによって制御される個別の領域は、隣の個別領域よりも約０．５％高い温度バイアスを有しうる。従って、静電チャック２１０全体にわたる全ての空間的にチューニング可能な個々のヒータ２１２、２１４に電力を供給しながら、個別領域このような静電チャック２１０が、その隣りの個別領域に対して依然として維持される。したがって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のそれぞれを個々に制御することによって、このような温度バイアスが、静電チャック２１０全体にわたる比較的より均一な温度分布が提供されるように制御され、調整されうる。

温度プロファイル（例えば、温度マップ）は、単一のインスタンスにわたる各個別の空間的にチューニング可能なヒータ２１４の熱出力を変更することで獲得されうる。測定された温度プロファイルは、基板温度プロファイルを、空間的にチューニング可能なヒータ２１４ごとの電力分布曲線と相関させることができる。したがって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、個々の空間的にチューニング可能なヒータ２１４について電力設定を調整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ために使用されうる。ロジック部が、ＰＷＭヒータコントローラ２１６内、メモリ３０２（図３に図示）内、若しくは、ペデスタル基部２４４内に配置されたＰＷＭヒータコントローラ２１６に接続された他のメモリ素子（図示せず）内、又は、コントローラ１６０といった、外部に接続されたコントローラ内に直接的に配置されうる。したがって、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のそれぞれの出力を、他の複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のそれぞれ及び主抵抗加熱器２１２に対して、独立して別々に制御するよう構成されている。

処理チャンバ１２０内の基板１１８の表面の温度は、ポンプによる処理ガスの排出、スリットバルブドア、プラズマ、及び他の要因から影響を受けうる。コントローラ１６０は、高品質の処理結果を得るための基板１１８のための温度プロファイルマップを有しうる。コントローラ１６０は、基板１１８の処理結果におけるずれ又は悪い傾向を補正するために、計測装置又は他の処理装置から入力を受け取ることができる。例えば、基板１１８の一領域を、基板１１８の他の領域よりも速く処理することができる。コントローラ１６０は、較正プロセスを実行するなど、処理速度がずれている領域内での基板１１８の表面温度を調整するために、空間的にチューニング可能なヒータ２１４に信号を送ることができる。コントローラ１６０は、異なる処理速度を有する領域の形状と類似したパターンで、空間的にチューニング可能なヒータ２１４を調整することができる。空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、温度プロファイルの変動を約＋／－０．３℃に低減することによって、主抵抗加熱器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よう調整することが可能である。温度プロファイルが、所望の結果を得るために、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の使用を通じて、基板１１８の領域にわたって均一にされ又は所定のやり方で正確に変えられる。主抵抗加熱器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、独立して制御可能な空間的にチューニング可能なヒータ２１４を使用することで、基板全体で局所的な温度均一性を制御して非常に小さな公差とすることが可能になり、したがって、基板１１８を処理する際の静電チャック２１０全体での正確な処理が可能となる。加えて、主抵抗加熱器２１２に対する空間的にチューニング可能なヒータ２１４の小さい大きさ及び高い密度によって、静電チャック２１０上の特定の位置での温度制御が可能となり、実質的に、隣接領域の温度に影響を及ぼすことなく、従って、局所的に熱いスポット及び冷たいスポットを補償して所望の温度プロファイルを実現し、局所的な温度制御を向上させることが可能となる。

３００ｍｍ基板と共に使用するよう構成された基板支持アセンブリ２００の所与の実施形態では、約１００～約４００個、又はさらに多くの空間的にチューニング可能なヒータ２１４が存在しうることが企図される。４５０ｍｍ以上の基板については、さらに多くの空間的にチューニング可能なヒータ２１４が企図される。空間的にチューニング可能なヒータ２１４の例示的な分布については、以下で図４を参照しながら説明する。一例において、図１～図２に示される例において、約１５０個～約３００個の空間的にチューニング可能なヒータ２１４が存在する。

図３は、破線で示すようなＲＦ環境３５１内のペデスタル基部２４４内に配置された制御ボード２５０のブロック図を示している。上述したように、制御ボード２５０内には、ＰＷＭヒータコントローラ２１６が配置されている。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、無線で制御することが可能なプロセッサ３０４に接続されている。プロセッサ３０４は、ＰＷＭヒータコントローラ２１６にコマンド又は信号を送ることができる。コマンド又は信号は、ＰＷＭヒータコントローラ２１６に送られる設定ポイントを制御して個々のヒータ２１２、２１４をさらに制御するために、予め設定されうる。プロセッサ３０４は、無線で制御することができ、又は、コントローラ１６０と直接に、若しくはプロセッサ３０４に電気的に接続された外部コントローラ３３８を介して通信することができる。外部コントローラ３３８はさらに、任意の適切なやり方でコントローラ１６０と通信することができる。

ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、アイソレータ３０８に接続されている。アイソレータ３０８は、ＰＷＭヒータコントローラ２１６からＰＷＭ信号を受け取る。アイソレータ３０８は、光アイソレータでありうる。アイソレータ３０８は、スイッチングデバイス３０６にさらに接続されている。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、１つ以上のスイッチングデバイス３０６をオン又はオフにすることができ、上記スイッチングデバイス３０６はさらに加熱素子３１１に接続されている。加熱素子３１１は、静電チャック２１０内に配置された空間的にチューニング可能なヒータ２１４及び主抵抗加熱器２１２の個別制御を提供するために、空間的にチューニング可能なヒータ２１４及び主抵抗加熱器２１２と接続している。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、スイッチングデバイス３０６を介して加熱素子３１１に印加される電力のデューティサイクル、電圧、電流、又は持続時間のうちの少なくとも１つ以上を制御することができる。一実施形態において、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、コントローラ１６０及び／又はプロセッサ３０４から、ピン又は出力のデューティサイクルを設定するコマンドを受信する。次いで、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、設定されたデューティサイクルに従って、スイッチングデバイス３０６をオン及びオフにする。デューティサイクルを上下させることで、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、スイッチングデバイス３０６がオフにされる時間量に対して、スイッチングデバイス３０６がオンにされる時間量を制御することができる。スイッチングデバイス３０６は、オンにされると、加熱素子３１１への電力及び制御を提供する。スイッチングデバイス３０６のデューティサイクルを制御することによって、加熱素子３１１に伝達される電力量が高精度で制御されうる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、オン／オフ状態を切り替えることができ、又は、加熱素子３１１に接続された個々の空間的にチューニング可能なヒータ２１４及び主抵抗加熱器２１２のためのデューティサイクルを制御することができる。代替的又は追加的に、ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、加熱素子３１１に接続された個々のヒータ２１２、２１４に伝達される電力量を制御することができる。制御ボード２５０は、複数のＰＷＭヒータコントローラ２１６を含むことができ、各ＰＷＭヒータコントローラ２１６が、複数のスイッチングデバイス３０６（例えば、トランジスタ、サイリスタ、トライアック等）及びこれらのスイッチングデバイス３０６に接続された要素を制御しうることに注意されたい。

ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、個々のヒータ２１２、２１４に供給される電力のパラメータを調整することで、個々のヒータ２１２、２１４の温度を制御することができる。個々のヒータ２１２、２１４の温度を制御するためにＰＷＭヒータコントローラ２１６に入力される入力命令は、コントローラ１６０がさらに無線で制御又は通信できるプロセッサ３０４からのユーザ入力に由来しうる。一実施形態において、温度が、個々のヒータ２１２、２１４への電力を徐々に増大させることで調節されうる。例えば、温度の上昇が、加熱素子に供給される電力の或るパーセンテージ分の増加により、例えば９％分増加させることにより獲得されうる。他の実施形態において、温度が、加熱素子のオン／オフを繰り返すことによって調節されうる。さらに別の実施形態において、温度が、各加熱素子のオン／オフを繰り返すことと、各加熱素子への電力を徐々に調整することの組み合わせによって調節されうる。温度プロファイル（例えば、マップ）が、この方法を用いて獲得されうる。温度プロファイルは、温度を、個々の加熱素子ごとに電力分布曲線と相関させることができる。次いで、このような温度プロファイルがＰＷＭヒータコントローラ２１６に送信され、さらにプロセッサ３０４に送信される。したがって、個々の加熱素子が、ＰＷＭヒータコントローラ２１６からさらにプロセッサ３０４への、個々の加熱素子のための電力設定を調整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ために使用されうる。ロジック部が、ＰＷＭヒータコントローラ２１６内、プロセッサ３０４内、又は、制御ボード２５０に含まれるメモリ３０２といった別の処理デバイス内に直接的に配置されうる。測定されて較正された温度プロファイルはメモリ３０２に格納することができ、このメモリ３０２は、繰り返し使用するためにプロセッサ３０４と通信でき、又は将来の較正のためにデータベースと通信できることに注意されたい。

幾つかの例において、プロセッサ３０４は、所定の閾値を超えた電力が印加されると、メモリ３０２に格納された命令を自動的に実行するように動作可能であり、これにより、温度較正プロセスが、必要に応じて自動的にトリガされうる。

制御ボード２５０は、追加的に、第１のセンサ３１４及び第２のセンサ３１６といった１つ以上のセンサを含む。第１のセンサ３１４及び第２のセンサ３１６は、アナログセンサであってよく、第１のセンサ３１４及び第２のセンサ３１６からのアナログ測定信号を受信することができるアナログ信号受信部３１２に接続されうる。次に、アナログ信号受信部３１２から受信されたアナログ測定信号が、プロセッサ３０４に送信されて、アナログ測定信号がデジタル測定信号に変換される。次いで、変換されたデジタル電気測定信号が、デジタル光測定信号又は他の測定信号に変換されてデジタル信号出力３１０へ送られ、このデジタル信号出力３１０がこのような信号を、加熱素子を制御するためにＰＷＭヒータコントローラ２１６に送信することができる。代替的に、第１のセンサ３１４及び／又は第２のセンサ３１６は、デジタル測定信号をプロセッサ３０４に出力するデジタルセンサであってよく、このデジタル測定信号は、ＰＷＭヒータコントローラ２１６にさらに送信されうる。

外部コントローラ３３８が、プロセッサ３０４に電気的に接続されている。ＲＦフィルタ２０４が、プロセッサ３０４と外部コントローラ３３８との間に配置されている。外部コントローラ３３８は、外部コントローラ３３８の構成要素に電力を供給する第１の電源３３６と、制御ボード２５０内に配置されたプロセッサ３０４に電力を供給する第２の電源３３０と、を含む。第１の電源３３６は電源３４４に接続されており、第２の電源３３０も電源３４４に接続されている。第２の電源３３０は、ＡＣ接触器３５５を介して電源３４４に接続されている。第１の電源３３６は、第１の電源３３６の電圧レベルを測定又は監視することが可能な外部コントローラ３３８内の単一の電流／電圧クランプといった、電流／電圧クランプを含みうる。ＲＦフィルタ２０４が、制御ボード２５０から第２の電源３３０を隔てている。上述したように、ＲＦフィルタ２０４は、ＲＦ環境３５１によって電力線に導入されるＲＦノイズをフィルタリングにより除去して、外部コントローラ３３８を保護する。一例において、第２の電源３３０が、約９ボルト～４０ボルトの範囲の電圧電力をプロセッサ３０４に供給する。

外部コントローラ３３８は、コントローラ１６０と通信することができる処理装置３３４をさらに備える。処理装置３３４は、第１の電源３３６によって給電されうる。処理装置３３４は、ＥＣＡＴ（例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ又はＥｔｈｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）入力ポート３４０及びＥＣＡＴ出力ポート３４２から、又はＥｔｈｅｒｎｅｔ ＴＣＰ－ＩＰから信号を受信することができる簡素なデジタル入力インタフェース、デジタル出力インタフェース、アナログ入力インタフェース、及びアナログ出力インタフェースを含む。処理装置３３４は、当該処理装置３３４にコマンド及び信号を提供するコントローラ１６０と通信する。ＲＦ環境３５１及び制御ボード２５０の外部にあるＥＣＡＴ入力ポート３４０及びＥＣＡＴ出力ポート３４２は、必要に応じて、信号又はコマンドを処理デバイス３３４にさらに送信することができる。コントローラ１６０が、ユーザ入力に従ってコマンドを生成し、そのコマンドを処理装置３３４に送る。例えば、ユーザは、処理レシピを選択しその処理レシピを実行するコマンドを出す入力を提供することができる。処理装置３３４は、コントローラ１６０から受信したコマンドに基づいて、１つ以上の追加コマンドを生成することができる。例えば、コントローラ１６０は、ＥＣＡＴ入力ポート３４０及びＥＣＡＴ出力ポート３４２のための命令と制御ボード２５０のための他の命令とを必要に応じて処理装置３３４に生成させるコマンドを、処理装置３３４に送信することができる。上記命令は、アナログ信号又はデジタル信号でありうる。従って、処理装置３３４は、ＲＦ環境３５１の中とＲＦ環境３５１の外の両方に存在する複数の異なる種類のデジタルデバイス及びアナログデバイスを制御するためのコマンドを生成することができる。

したがって、外部コントローラ３３８内の第１電源３３６及び第２の電源３３０はほとんどの場合に、処理装置３３４及び制御ボード２５０に電力を供給して、静電チャック２１０内の個々のヒータ２１２、２１４に温度較正プロセスを実行するために利用される。従って、外部コントローラ３３８の比較的コンパクトな構造が利用される。従来のコントローラにしばしば見られるプログラム可能な論理制御装置（ＰＣＬ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）又はプログラミングプロセッサを無くして、スペースを節約し、外部コントローラ３３８のフットプリントを縮小することができる。第１の電源３３６及び第２の電源３３０からの比較的予測可能な低レベルの電力が、ＰＷＭヒータコントローラ２１６を介して加熱素子３１１に電力を供給するために利用されうる。したがって、第２の電源３３０（又は第１の電源３３６）内の１つの単一の電流クランプで、一般には、外部コントローラ３３８内で利用される電圧及び電流レベルを制御して、制御ボード２５０内の加熱素子３１１に電力供給するためには十分である。

静電チャックの電源がオフされている実施形態において、電力をさらに、必要に応じて、第２電源３３０からプロセッサ３０４を介してメモリ３０２に供給して、情報（例えば、データや温度分布マップ）にアクセスすることができる。例えば、外部コントローラ３３８内の第２の電源３３０の制御を利用することによって、必要に応じて、温度分布マップ及び／又はヒータ電力調整分布マップにオフラインでアクセスすることができる。したがって、静電チャックのメモリ３０２に格納された情報が、処理チャンバ又は静電チャックがオフラインであり稼働していなくても容易にアクセスすることができる。

図４は、静電チャック２１０の上面図であり、空間的にチューニング可能なヒータ２１４をその中に有するセル４１０、４１２の例示的なレイアウトを示す。セル４１０、４１２は、隣り合うセル４１０、４１２間のサーマルチョーク４１１として作用する材料（又は間隙）を有することができる。サーマルチョーク４１１は、隣り合うセル４１０、４１２を分離し、それらの間の伝導を低減する。したがって、各セル４１０、４１２内の各空間的にチューニング可能なヒータ２１４に供給される電力を個別かつ独立的に制御することによって、温度を制御するための局所的な方法であって、基板１１８の特定の点を加熱又は冷却することを可能とする方法が実現され、したがって、真にアドレス可能な横方向温度プロファイルの調整、及び基板１１８の表面の制御が可能となる。

サーマルチョーク４１１は、隣り合う各セル４１０、４１２の間に配置されている。各セル４１０、４１２には、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の少なくとも１つが関連付けられている。図示されたセル４１０、４１２の数は例示のためにすぎず、任意の数の実施形態が、実質的により多くの（又はより少ない）セル４１０、４１２を有することができる。空間的にチューニング可能なヒータ２１４の数は、主抵抗加熱器２１２の数よりも少なくとも一桁大きくてよい。基板支持アセンブリ２００全体に位置する空間的にチューニング可能なヒータ２１４の数は、３００を優に超えてよく、例えば５００より大きい数である。

空間的にチューニング可能なヒータ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ようなパターンで構成されうる。上記パターンは、静電チャック２１０の中心点４０１に関して対称的であっても非対称的であってもよい。各空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、プロセッサ３０４からの無線制御を通じて、ＰＷＭヒータコントローラ２１６を介してコントローラ１６０によって制御されうる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６は、局所的領域を画定する単一の空間的にチューニング可能なヒータ２１４をオンにすることができ、又は、様々な同心円状のゾーン４０２、４０４、４０６、４０８など、様々な同心円状のゾーン若しくはデカルト格子、又は、所望の温度プロファイルを決定するための非連続的構成を含む他の所望の外形構成を画定するようグループ化された複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４に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、同心円状リングに限定されないこのような独立した位置で、又は、当該技術分野で知られる中心からエッジに至る他の構成において、温度を正確に制御することが可能である。

図４に図示された例において、空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、複数の同心円状ゾーン４０２、４０４、４０６、４０８内で画定された同心円状チャネルに配置されており、このようにして、個々の温度制御可能なセル４１０、４１２の極性が定められる。複数の同心円状ゾーン４０２、４０４、４０６、４０８は、静電チャック２１０の中心点４０１を中心として画定されている。各同心円状ゾーン４０２、４０４、４０６、４０８内の空間的にチューニング可能なヒータ２１４の同心円状チャネルのパターンは、任意選択的に、サーマルチョーク４１１によって分離されうる。空間的にチューニング可能なヒータ２１４及びセル４１０、４１２が他の配向で配置されうることが企図される。上述したように、空間的にチューニング可能なヒータ２１４を、１つのゾーン内の独立した制御を含めて、グループで又は単独で作動させることができると理解されたい。

空間的にチューニング可能なヒータ２１４の数及び密度は、基板全体にわたる温度均一性を非常に小さな公差へと制御する能力に寄与し、当該小さな公差によって、基板１１８を処理する際の正確な処理が可能とある。さらに、空間的にチューニング可能なヒータ２１４のうちの１つを、他の空間的にチューニング可能なヒータ２１４に対して個別に制御することで、基板支持アセンブリ２００の表面に沿ったばらばらの位置での温度制御が可能となり、その際に、表面の隣接領域又は隣り合う領域の温度に実質的に影響を与えることがない。この特徴により、局所的に熱いスポット及び冷たいスポットを補償することが可能となる。空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、約０．０℃と約５０．０℃の間の個々の温度範囲を有することができ、摂氏約０．１℃ずつ上げて温度の上昇を制御する能力を備える。一実施形態において、基板支持アセンブリ２００内の複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、主抵抗加熱器２１２と共に、その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た。したがって、空間的にチューニング可能なヒータ２１４によって、基板支持アセンブリ２００上で処理される基板１１８の横方向温度プロファイルの横方向と方位角方向の双方の調整が可能となる。

個々のヒータ２１２、２１４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、プロセスチャンバ１２０内の基板１１８の温度プロファイルを調整するために、現在の基板温度プロファイルマップ及び較正方法を組み込むことができる。

図５は、個々の制御可能な個々のヒータ２１２、２１４を利用して基板支持体の温度を較正するために利用されうるプロセス５００を示している。プロセス５００は、コントローラ１６０に、又は制御ボード２５０内のメモリ３０２に保存することができ、これにより、較正プロセスが、必要に応じて、顧客サイト（又は製造サイト以外の他の場所）での予防的保守又は他の点検の後に較正を実行するために、容易にアクセス可能である。フロー図は、計算装置上のソフトウェアルーチンとして実現されうる。空間的にチューニング可能なヒータは、独立的に制御可能であり、その上で処理される基板の温度プロファイルを決定する。コントローラが、各個別の空間的にチューニング可能なヒータに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つ以上を他の上記ヒータに対して制御することによって、１の空間的にチューニング可能なヒータによって生成された熱を、他の空間的にチューニング可能なヒータに対して変更することができる。また、空間的にチューニング可能なヒータに供給される電力は、上述のように複数のヒータ間で同時に供給され、又は代替的に、個々の空間的にチューニング可能なヒータを横切って連続的に走査されうる。基板支持アセンブリ２００上の温度プロファイルを収集して較正するのを助けるために、基板１１８といったワークピースを基板支持アセンブリ上で処理することができる。例えば、基板が真空チャンバ内で、例えばプラズマプロセスを用いて処理されうる。任意選択的に、処理チャンバ内でプラズマの存在下で実施されうる真空プロセスは、エッチング、化学気相堆積、物理気相堆積、イオン注入、プラズマ処理、アニーリング、酸素物除去、軽減（ａｂａｔｅｍｅｎｔ）、又は、他のプラズマ処理を含みうる。ワークピースが、他の用途のために、他の環境において、例えば大気条件で温度制御された表面上で処理されうることが企図される。

プロセス５００は、工程５０２において、基板支持アセンブリ２００上に配置された基板１１８といった基板に対して所定のプロセスを実行することによって開始される。基板１１８は、必要に応じて、正規の製造ウエハ、較正ウエハ又はダミーウエハでありうることに注意されたい。所定のプロセスは、基板支持アセンブリ２００全体に分布する温度プロファイルを得るために利用されるプロセスでありうる。

工程５０４では、工程５０２で実行された所定のプロセスに基づいて、予め較正された基板温度プロファイルが得られる。温度プロファイルが、（図２に示したような）温度センサ２５４によって測定され、次いで、さらなる処理及び／又は解析のためにコントローラ１６０に送信されうる。

工程５０６では、予め較正された基板温度プロファイルが解析されて、コントローラ１６０内及び／又はメモリ３０２内に格納された目標温度プロファイルと比較された後で、温度オフセット（例えば、温度偏差）マップが決定される。温度オフセット（例えば、温度偏差）マップは、温度チューニングパラメータをさらに決定しうる。温度オフセットは、チューニングマップ又はチューニング加熱プロファイルを決定するために、ＰＷＭヒータコントローラ２１６又はプロセッサ３０４といった温度チューナにフィードバックされている。例えば、チューニングマップは、各セル４１０、４１２に対してどれだけの温度上昇又は温度低下が必要であるかを決定することができる。これに対応して、空間的にチューニング可能なヒータ２１４及び／又は主抵抗加熱器２１２のそれぞれに供給される電力を調整して、異なるレベルの電圧／異なる量の電圧を提供することができ、このことは、空間的にチューニング可能なヒータ２１４及び／又は主抵抗加熱器２１２によって生成される熱エネルギーに影響を与えることができる。結果的に、局所化された温度調整及びオフセットを、チューニングマップに基づいて調整することができ、これにより、ＥＳＣ全体にわたる所望の均一な温度プロファイルが提供される。

工程５０８では、ＥＳＣのチューニングマップが、温度チューニングパラメータを決定して、指定ゾーン内に位置する所定のべつべつの個別ヒータ２１２、２１４を較正するために利用される。したがって、較正プロセスが、温度オフセット（例えば、温度偏差）マップに基づきチューニングマップから決定された温度チューニングパラメータに基づいて実行される。空間的にチューニング可能なヒータ２１４ごとの制御を、静電チャック２１０内で同時に行うことができ、空間的にチューニング可能なヒータ２１４の任意の選択により、特定の温度プロファイル／マップを迅速に生成することが可能とする。第２の電源３３０から個々の空間的にチューニング可能なヒータ２１４への電力の制御／供給が、外部コントローラ３３８を介して提供されてもよい。ＰＷＭヒータコントローラ２１６が、各個々の空間的にチューナブルなヒータ２１４に供給される電力を調整し、これにより、ＥＳＣの温度設定を局所的に制御するために、空間的にチューニング可能なヒータ２１４から様々な熱エネルギーを供給して、所望の温度プロファイルを実現することができる。１の空間的にチューニング可能なヒータ２１４への電力が調整されている間、他の空間的にチューニング可能なヒータ２１４はオフにされてよく、又は所与の出力で保持されてよい。代替的に、複数の空間的にチューニング可能なヒータ２１４への、例えば２つの、それ以上の又は全ての空間的にチューニング可能なヒータ２１４への電力が、同時に調整されてよい。１５０個以上の空間的にチューニング可能なヒータ２１４が存在してもよく、各空間的にチューニング可能なヒータ２１４は、カスタマイズ可能な熱出力を得るために個別に制御される。例えば、プロセッサ３０４が、１の空間的にチューニング可能なヒータ、例えば空間的にチューニング可能なヒータ_ｘに対して、当該ヒータに隣接する第１の位置で約１℃分の温度の上昇を実現するために２０パーセントの電力を供給することを、ＰＷＭヒータコントローラ２１６に指示することができる。プロセッサ３０４は同時に、例えば空間的にチューニング可能なヒータ_ｙなどの第２の空間的にチューニング可能なヒータに、当該ヒータに隣接する第２の位置で約４℃分の上昇を実現するために８０パーセントの電力を供給するよう、ＰＷＭヒータコントローラ２１６に命令することができる。このようにして、独特の温度プロファイルを作成するために、最大１００パーセントの空間的にチューニング可能なヒータを、同時に個別に制御することができる。

従来では、光ファイバ接続又は光フィードスルーといった幾つかの光通信が、ヒータをチューニングするためのチューニングパラメータを決定するために信号を伝送するのを支援するために利用されうる。しかしながら、このような光通信は、基板支持アセンブリ２００内に配置された追加の光デバイスを必要とすることが多く、製造コスト又は測定の複雑さを悪化させる可能性がある。対照的に、本開示では、温度センサ２５４からのフィードバック制御の後で、ＰＷＭヒータコントローラ２１６と、プロセッサ３０４と、第２の電源３３０との間の指向性通信によって、このような光学装置の利用を無くすことができる。したがって、基板支持アセンブリ２００のコンパクトな構造、及び制御ボード２５０の簡素な設計が獲得され、データ通信が強化され、チューニングプロセスの制御が簡素化されうる。さらに、プロセッサ３０４からの無線インタフェースも、より瞬間的な、効率が良い動的なやり方で、温度の調整の制御を支援しうる。第２の電源３３０が、ＰＷＭヒータコントローラ２１６を介して１の空間的にチューニング可能なヒータ２１４に電力を供給しながら、同時に、異なる重複時間間隔で、他の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のオン、オフを繰り返し、さらに別の空間的にチューニング可能なヒータ２１４のオン、オフを繰り返すことができる。このようにして、空間的に制御可能なヒータ２１４は、チューニングマップから設定された温度チューニングパラメータと一致するよう作成された、基板支持体全体の温度プロファイルを有することができる。

工程５１０では、較正プロセスが完了した後で、チューニングマップ、並びに、温度偏差又はオフセットマップ、第２の電源３３０から供給された電力、ＰＷＭヒータコントローラ２１６からのコマンド、及び決定されたチューニングパラメータといった他の情報を、メモリ３０２に格納することができ、これらは、コントローラ１６０及び／又はプロセッサ３０４によって容易にアクセス可能かつ読み取り可能でありうる。メモリ３０２に格納されたチューニングマップ、並びに、温度オフセット及び温度偏差プロファイル、及び決定されたチューニングパラメータは、予防的点検が行われた後で、又は較正プロセスを必要とする任意の適切な状況において、基板支持アセンブリ２００の温度プロファイルを較正するために繰り返し参照されうる。

図６Ａ及び図６Ｂは、温度較正プロセスの前及び当該プロセスの後における基板１１８の温度プロファイルである。工程５０４での温度測定の後に、図６Ａに示されるような、予め較正された基板温度プロファイル又はマップ６０２が得られる。図６Ａの例では、予め較正された基板温度プロファイル６０２は、おおよそ３つの異なる温度ゾーン６１０、６１２、６１３を有する非対称的な構成でありうる。第１のゾーン６１２が、中心からわずかに外れて形成されており、第２のゾーン６１３及び第３のゾーン６１０よりも高い温度を有する。第１のゾーン６１２における比較的高い温度は、第２のゾーン６１３及び第３のゾーン６１０とは異なる速度で、基板を不利に処理する可能性がある。工程５０８での温度較正プロセスが完了した後で、第２のゾーン６１３及び第３のゾーン６１０における温度が、当該第２のゾーン６１３及び第３のゾーン６１０内に位置するヒータ２１４に供給される電力を増大させることで上げられうる。代替的に、第１のゾーン６１２内の温度が、当該第１のゾーン６１２内に位置するヒータ２１４に供給される電力を減少させることによって下げられてよい。したがって、温度較正の後で、較正された温度プロファイル（例えば、温度マップ）６５０は、図６Ｂに示されるように、基板にわたって実質的により均一であり、中心ゾーン６５２は所望の温度範囲を有し、小さなエッジゾーン６５４は、中心ゾーン６５２からわずかに低く又は高い温度を有する。このようにして、基板支持アセンブリ２００全体で均一な温度プロファイルが得られる。

有利に、較正プロセスは、基板処理プロセス中に、基板支持アセンブリ全体にわたる温度の均一性を提供し、制御することができる。個々の空間的にチューニング可能なヒータは、局所化された温度制御及び補償を容易にし、基板支持アセンブリ全体にわたる温度の均一性を向上させるために使用されうる。ＰＷＭヒータコントローラ２１６に供給される電力からの直接的な通信の使用は、空間的にチューニング可能なヒータから生成される熱を調整するためにさらに利用することができるが、温度プロファイルの効率的で簡単な制御を提供することができ、その際に、測定のために従来の光学デバイスを使用することはない。したがって、空間的にチューニング可能なヒータが、時間の経過に伴う変動を補償するために温度プロファイルを調整する。

以上の説明は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本発明の範囲が、以下の特許請求の範囲により定められる。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
システムであって、
基板支持アセンブリと、
前記基板支持アセンブリに対して動作を実行するよう構成されたアプリケーションプログラムを含むメモリと、
前記基板支持アセンブリ内に配置された制御ボードであって、
無線インタフェースを有するプロセッサ、
パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラであって、前記プロセッサが、動作中に前記メモリにアクセスして前記メモリから前記アプリケーションプログラムを読み出すために前記メモリと接続されている、パルス幅（ＰＷＭ）変調ヒータコントローラ、及び
前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラに接続された加熱素子であって、複数の空間的にチューニング可能なヒータを含み、前記複数の空間的にチューニング可能なヒータが、前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラによって個別にチューニング可能である、加熱素子
を含む制御ボードと
を備える、システム。
（態様２）
前記メモリが、前記制御ボード内に位置する、態様１に記載のシステム。
（態様３）
前記メモリが、前記基板支持アセンブリ内の前記制御ボードから離れて位置する、態様１に記載のシステム。
（態様４）
前記制御ボードに電気的に接続された外部コントローラをさらに含み、
前記外部コントローラが、前記プロセッサに電気的に接続された第１の電源をさらに含み、第１の電源が、前記加熱素子に電力を供給するよう構成される、態様１に記載のシステム。
（態様５）
前記外部コントローラが、プログラミングプロセッサを含まない、態様４に記載のシステム。
（態様６）
前記外部コントローラが、第２の電源をさらに含む、態様４に記載のシステム。
（態様７）
前記プロセッサは、所定の閾値を超える電力が印加されると、前記メモリに格納された命令を自動的に実行するよう動作可能である、態様１に記載のシステム。
（態様８）
基板支持アセンブリ上でプロセスを実行する方法であって、
前記基板支持アセンブリ上に配置された基板の初期温度プロファイルを得るために、基板支持アセンブリ上で所定のプロセスを実行することであって、前記支持アセンブリが、主ヒータと、空間的にチューニング可能なヒータとを有する、所定のプロセスを実行することと、
前記所定のプロセスを実行した結果から温度偏差プロファイルを決定することと、
前記基板支持アセンブリ内に配置されたプロセッサによってターニングパラメータを決定することと、
前記温度偏差プロファイルに応じて、前記ターニングパラメータを使用して、前記基板支持アセンブリの目標温度プロファイルに対して前記初期温度プロファイルを調整することであって、
前記空間的にチューニング可能なヒータの１つ以上に供給される電力を増大させること
を含む、前記初期温度プロファイルを調整することと、
前記ターニングパラメータ及び前記温度偏差プロファイルを、前記基板支持アセンブリ内に配置されたメモリに格納することと
を含む、方法。
（態様９）
前記メモリが、前記基板支持アセンブリに埋め込まれた制御ボード内に配置される、態様８に記載の方法。
（態様１０）
増大する前記電力が、前記基板支持アセンブリの外部に配置された外部コントローラ内に配置された電源から供給される、態様８に記載の方法。
（態様１１）
前記外部コントローラが、単一の電流クランプを含む、態様４又は１０のいずれか１項に記載の方法。
（態様１２）
前記プロセッサが、前記メモリに格納された前記ターニングパラメータ及び前記温度偏差プロファイルを読み出すために前記メモリと通信可能である、態様８に記載の方法。
（態様１３）
前記空間的にチューニング可能なヒータが同時に電力供給され、前記空間的にチューニング可能なヒータのうちの少なくとも２つが、異なるパーセントの電力出力を有する、態様８に記載の方法。
（態様１４）
基板支持アセンブリ上でプロセスを実行する方法であって、
基板支持アセンブリ上に配置された基板に対してプロセスを実行する際に、前記基板支持アセンブリの第１の温度プロファイルを測定することと、
前記基板支持アセンブリ内に配置されたプロセッサにより前記第１の温度プロファイルと目標温度プロファイルとを比較することによって、温度オフセットマップを決定することと、
前記第１の温度プロファイルを前記基板支持アセンブリの前記目標温度プロファイルに対して較正するために、前記プロセッサによってチューニングパラメータを決定することと、
前記チューニングパラメータを前記基板支持アセンブリ内に配置されたメモリに格納することと
を含む、方法。
（態様１５）
前記プロセッサが、無線で制御可能である、態様１、態様８、又は態様１４のいずれか１項に記載の方法。

Claims (6)

1. システムであって、
   基板支持アセンブリと、
   前記基板支持アセンブリに対して動作を実行するよう構成されたアプリケーションプログラムを含むメモリと、
   前記基板支持アセンブリ内に配置された制御ボードであって、
   無線インタフェースを有するプロセッサ、
   パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラであって、前記プロセッサが、動作中に前記メモリにアクセスして前記メモリから前記アプリケーションプログラムを読み出すために前記メモリと接続されている、パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラ、
   前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラに接続された加熱素子であって、複数の空間的にチューニング可能なヒータを含み、前記複数の空間的にチューニング可能なヒータが、前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラによって個別にチューニング可能である、加熱素子、及び
   基板の温度を測定するための温度センサに通信可能に接続された温度センサコントローラであって、前記温度センサからの信号を、温度読み取り値に変換し、その後、前記温度読み取り値のデータを、前記パルス幅変調（ＰＷＭ）ヒータコントローラに送信するように構成された、温度センサコントローラ、を含む制御ボードと
   を備え、
   前記システムが、前記制御ボードに電気的に接続された外部コントローラをさらに含み、
   前記外部コントローラが、前記プロセッサに電気的に接続された第１の電源、及び前記外部コントローラの構成要素に電気的に接続された第２の電源、をさらに含み、前記第１の電源及び前記第２の電源が、前記加熱素子に電力を供給するように構成され、
   前記外部コントローラの前記第１の電源又は前記第２の電源が、単一の電流クランプを含む、
   システム。
2. 前記メモリが、前記制御ボード内に位置する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記メモリが、前記基板支持アセンブリ内の前記制御ボードから離れて位置する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記外部コントローラが、プログラミングプロセッサを含まない、請求項１に記載のシステム。
5. 前記プロセッサは、所定の閾値を超える電力が印加されると、前記メモリに格納された命令を自動的に実行するよう動作可能である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが、無線で制御可能である、請求項１に記載のシステム。

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