[发明专利]衬底处理系统中的衬底支撑件的动态温度控制

说明书

一种用于衬底处理系统的温度受控衬底支撑件包含位于处理室中的衬底支撑件。衬底支撑件分别包括N个区域和N个电阻式加热器，其中N是大于1的整数。温度传感器位于所述N个区域中的一个中。控制器被配置成计算在操作期间所述N个电阻式加热器的N个电阻以及响应于以下条件，在所述衬底处理系统的操作期间调整通向所述N个电阻式加热器中的N‑1个的功率：通过所述温度传感器在所述N个区域中的所述一个中所测得的温度；所述N个电阻式加热器的所述N个电阻；以及N‑1个电阻比。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月5日申请的美国专利申请No.62/694,171的优先权。上述引用的申请其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及衬底处理系统，并且更具体地涉及包括衬底支撑件的动态温度控制的衬底处理系统。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于对衬底(诸如半导体晶片)执行蚀刻、沉积和/或其他处理。可在衬底上执行的示例性工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、原子层蚀刻(ALE)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)和/或其他蚀刻、沉积、和清洁工艺。在处理期间，衬底配置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件(诸如基座、静电卡盘(ESC)等)上。将工艺气体混合物引入处理室以处理衬底。在一些示例中，可激励等离子体以增强处理室内的化学反应。

在衬底处理期间，衬底的温度可以由配置于衬底支撑件中的电阻式加热器控制。在一些示例中，电阻式加热器被配置成两个或更多个单独控制的区域。保持由电阻式加热器加热的区域的热均匀性通常需要对每个区域进行直接温度测量或者单独校准的间接温度测量(例如，通过加热器电阻与温度的已知关系)。

发明内容

一种用于衬底处理系统的温度受控衬底支撑件包含位于处理室中的衬底支撑件。衬底支撑件分别包括N个区域和N个电阻式加热器，其中N是大于1的整数。温度传感器位于所述N个区域中的一个中。控制器被配置成计算在操作期间所述N个电阻式加热器的N个电阻以及响应于以下条件，在所述衬底处理系统的操作期间调整通向所述N个电阻式加热器中的N-1个的功率：通过所述温度传感器在所述N个区域中的所述一个中所测得的温度；所述N个电阻式加热器的所述N个电阻；以及N-1个电阻比。

在其他特征中，当所述衬底支撑件处于均匀温度时，通过分别测量在所述N个区域中的所述N个电阻式加热器的所述N个电阻、并将所述N个区域中的N-1个的所述N个电阻中的N-1个除以对应于所述N个区域中的所述一个的所述N个电阻中的一个来确定所述N-1个电阻比。

在其他特征中，所述均匀温度对应于环境温度。所述N-1个区域不包含温度传感器。所述控制器通过以下步骤来计算在操作期间所述N个电阻式加热器的所述N个电阻：监控分别供应给所述N个电阻式加热器的N个电压；以及基于分别供应给所述N个电阻式加热器的所述N个电压来计算所述N个电阻。

在其他特征中，所述控制器通过以下步骤来计算在操作期间所述N个电阻式加热器的所述N个电阻：监控分别供应给所述N个电阻式加热器的N个电流；以及基于分别供应给所述N个电阻式加热器的所述N个电流来计算所述N个电阻。

在其他特征中，所述控制器通过以下步骤来计算在操作期间所述N个电阻式加热器的所述N个电阻：监控分别供应给所述N个电阻式加热器的N个电流和N个电压；以及基于分别供应给所述N个电阻式加热器的所述N个电流和所述N个电压来计算所述N个电阻。

在其他特征中，所述控制器被配置成基于通过所述温度传感器所测量的温度来控制通向所述N个区域中的所述一个的功率。