CN212084949U - 处理基板的*** - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种处理基板的***。包括：腔室主体，在所述腔室主体中限定处理空间，基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理空间中，所述基板支撑组件具有静电卡盘和加热器；第一传感器；和控制器，所述控制器接收来自所述第一传感器的信号，所述信号对应于所述静电卡盘的电阻率的变化，且响应于接收到所述信号以将所述加热器控制到第一温度设定点。

Description

处理基板的***
技术领域
本公开内容的实现一般涉及用于处理基板(例如半导体基板)的设备。更具体地，涉及用于半导体基板的处理室的温度控制。
背景技术
在处理室中的基板处理中，将基板放置在处理室中的基板支撑件上，同时在处理室中维持合适的处理条件，以在基板的表面上沉积、蚀刻、形成层或以其他方式处理基板的表面。可以使用高温等离子体处理环境在处理室中处理基板。在处理期间对于基板的关键特性重要的一个处理条件是基板温度。基板温度为在处理室中被处理的基板的温度。基板温度需要维持在目标基板温度，以实现正在制造的基板的高公差。
随着基板的特征尺寸减小并且处理室中的温度增加，越来越需要将处理的基板的基板温度维持在目标基板温度。基板的处理对处理期间的温度波动高度敏感，并且控制基板的基板温度对于实现被处理基板的高公差是必要的。
处理室中的基板支撑件可包括加热器设备，所述加热器设备用于加热处理室的处理空间和由基板支撑件支撑的基板。加热器设备具有加热器温度设定点，该加热器温度设定点确定加热器设备的热输出。控制加热器设备以具有选定的加热器温度设定点，以将基板温度维持在目标基板温度。
需要一种用于在处理期间控制基板温度的方法和设备。
实用新型内容
在一个实施方式中，非暂时性机器可读存储介质上存储有用于处理处理室中的基板的计算机程序。该计算机程序包括一组指令，所述指令用于使处理室执行处理，该处理包括在第一处理操作期间使用加热器设备加热第一基板。加热器设备在第一处理操作的至少第一部分期间具有第一温度设定点，并且第一基板设置在处理室中的静电卡盘的基板支撑表面上。该计算机程序还包括确定对应于静电卡盘中的电阻率变化的第一参数变化，基于第一参数变化确定加热器设备的第二温度设定点，以及将加热器设备控制到第二温度设定点。
在另一实施方式中，一种处理基板的***，包括：腔室主体，在所述腔室主体中限定处理空间，基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理空间中，所述基板支撑组件具有静电卡盘和加热器；第一传感器；和控制器，所述控制器接收来自所述第一传感器的信号，所述信号对应于所述静电卡盘的电阻率的变化，且响应于接收到所述信号以将所述加热器控制到第一温度设定点。
附图说明
因此，可以详细地理解本公开内容的上述特征的方式，通过参考本公开内容的方面，可以获得以上简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了本公开内容的典型方面，因此不应视为限制其范围，因为本公开内容可允许其他同等有效的方面。
图1是可用于一个实施方式的处理室的示意性截面图。
图2是图1的处理室的基板支撑组件的放大的示意性截面图。
图3是耦合到电极电源、漏电流传感器和***控制器的，对于一个实施方式是有用的静电卡盘的示意性截面图。
图4是示出根据一个实施方式的在图1的处理室的基板支撑组件处在不同加热器温度设定点TH处测量的漏电流IL的曲线图。
图5是示出根据另一实施方式的非传感器基板温度和传感器基板温度的检测温度与深度的关系的图表。
图6是示出根据另一实施方式的漏电流IL和基板温度的图表。
图7是示出根据另一实施方式的漏电流随时间变化的图表。
图8是示出根据另一实施方式的加热器温度设定点随时间的变化的图表。
图9是根据另一实施方式的基板的处理方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。另外，一个示例的元件可以有利地适于在本文描述的其他示例中使用。
具体实施方式
本公开内容一般涉及用于检测和/或控制在处理室中处理的基板的温度的方法和设备。该方法和装置提供处理室的处理空间中的基板的热控制。在一个实施方式中，具有介电材料和电极的静电卡盘(ESC)用作基板温度传感器。将夹持电压施加到电极上以在基板上产生夹持力。在处理室中处理基板期间，漏电流流过静电卡盘的电介质和电极，并由漏电流传感器测量。漏电流的变化对应于基板温度的变化。加热器的温度设定点是由一个使用来自基板温度传感器的漏电流参数的***控制器加以调节。***控制器至少部分地基于来自漏电流传感器的漏电流信息来调节加热器温度设定点。***控制器调节加热器温度设定点，以在处理室中的处理操作的至少一部分期间将基板温度维持在目标基板温度。
图1是根据本公开内容的一个方面的处理室100的截面图。处理室100可以是适于蚀刻基板的蚀刻腔室，例如基板154。可适于如本文所述受益的处理室的实例是
Figure DEST_PATH_GDA0002685811980000031
蚀刻处理室和PRECISIONTM处理室，其可从位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials，Inc.)商购获得。也可以使用其他处理室，包括来自其他制造商的处理室。
处理室100可用于各种等离子体处理，包括沉积和去除处理。在一个方面，处理室100可用于利用一种或多种蚀刻剂执行干式蚀刻。例如，处理室100可用于由前体CxFy(其中x和y代表已知化合物)、O2、NF3或它们的组合形成等离子体。在另一实施方式中，处理室100可用于具有一种或多种化学试剂的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
处理室100包括腔室主体102、盖组件106和基板支撑组件104。盖组件106 定位在腔室主体102的上端。图1的盖组件106和基板支撑组件104可以与任何处理室一起用于等离子体或热处理。来自其他制造商的腔室也可以与上述部件一起使用。基板支撑组件104设置在腔室主体102的内部，且盖组件106耦接至腔室主体102且将该基板支撑组件104包围在处理空间120中。腔室主体102包括形成在其侧壁中的狭缝阀开口126。狭缝阀开口126选择性地打开和关闭，以允许由基板处理机器人(未示出)进入处理空间120以进行基板传送。示出的排气口152延伸穿过腔室主体102。
顶部电极108可以邻近腔室主体102设置，并将腔室主体102与盖组件106 的其他部件分开。顶部电极108可以是盖组件106的一部分，或者可以是单独的侧壁电极。
隔离器110(所述隔离器110可以是诸如陶瓷或金属氧化物的介电材料，例如氧化铝和/或氮化铝)接触顶部电极108并将顶部电极108与气体分配器112和腔室主体102电气地和热地分开。气体分配器112具有开口118而用于允许处理气体进入处理空间120。处理气体可以经由导管114供应到处理室100，并且处理气体可以在流过开口118之前进入气体混合区域116。气体分配器112可以耦接到电源142，例如RF发生器。也可以使用DC电源，脉冲DC电源和脉冲RF电源。
基板支撑组件104可包括设置在其上端的基板支撑表面180。基板支撑组件 104可以由金属或陶瓷材料形成，例如金属氧化物或氮化物或氧化物/氮化物混合物、例如铝、氧化铝、氮化铝或氧化铝/氮化物混合物。基板支撑表面180被配置为支撑基板154以进行处理。基板支撑表面180可以通过轴144耦接到升降机构，轴144延伸穿过腔室主体102的底表面。升降机构可以通过波纹管柔性地密封到腔室主体102，该波纹管防止真空从轴144周围泄漏。升降机构允许基板支撑表面180在腔室主体102内在下部传送位置和多个升高的处理位置之间垂直移动。
静电卡盘(ESC)160设置在基板支撑组件104中。静电卡盘160包括一个或多个电极162和介电材料164。在一些实施方式中，静电卡盘160的介电材料 164形成基板支撑表面180。在图1中四个电极162由虚线描绘。介电材料164可以是适用于静电卡盘的任何介电材料。在静电卡盘160的实施方式中，介电材料可包括氧化物/氮化物混合物，例如铝、氧化铝、氮化铝或氧化铝/氮化物混合物。
电极162可以嵌入介电材料164中。电极162可以嵌入基板支撑组件104内或者耦接到基板支撑组件104的表面。所述一个或多个电极162可以是板、多孔板、网、金属丝网，或任何其它分布式布置。一个或多个电极162可以通过电极控制线168耦接到电极电源166，以向电极162提供功率并且有助于在处理基板154 期间夹持基板154。电极电源166在图2中被描绘为VESC并且包括地216。
用电极电源166为电极162供电产生电场以吸引基板154朝向电极162和基板支撑表面180，从而将基板154固定到基板支撑组件104的基板支撑表面180。电极控制线168可以是电缆。电极电源166可以将DC电压施加到电极162。漏电流传感器178经由电极电源166耦接到电极162，以测量在基板154与电极162之间流动的漏电流。在一些实施方式中，漏电流传感器178可直接耦接到电极控制线168。
在一些实施方式中，基板支撑组件104可包括额外电极162，以用于与顶部电极108组合以在基板154的处理期间产生等离子体。使用设置在基板支撑组件 104中或靠近基板支撑组件104以产生等离子体的顶部电极108和附加电极162 可以具有多种实施方式。另外，一个或多个电极162可以与顶部电极108结合使用，以在处理基板154期间产生等离子体。
在一些实施方式中，电极电源166以例如大约13.56MHz的频率提供高达约 1000W(但不限于约1000W)的RF能量，但是可以提供其他频率和功率，这取决于应用。电极电源166可以是能够产生连续或脉冲功率的一者或两者。在一些方面，偏置源可以是DC或脉冲DC源。在一些方面，偏置源可以能够提供多个频率，例如13.56MHz和2MHz。
基板支撑组件104进一步包括设置在其中的加热器设备170。加热器设备 170用于加热基板154，并且可以在处理基板154期间偶然加热处理室100的处理空间120。加热器设备170通过加热器控制线174耦接到加热器电源172。加热器设备170可包括输出热量的加热器元件176。加热器元件176可以采用加热器线圈的形式，该加热器线圈通过使电流流过而输出热量。加热器设备170可以具有各种实施方式。基板支撑组件104中的导管(未示出)可以在加热器设备和基板支撑表面180与处理空间120之间提供通路，以便于将热量施加到基板154。在一些实施方式中，加热器设备170可以设置在基板支撑组件104的外部并且靠近处理空间120，以在用于处理基板154的处理操作期间加热基板154。加热器设备170可设置在盖组件106中。
加热器温度传感器182用于确定加热器设备170的温度。加热器温度传感器 182可以使用热电偶确定所述加热器设备温度。加热器温度传感器182可以是用于测量加热器设备170的温度的其他传感器的形式，包括热敏电阻和晶格振动传感器。加热器温度传感器182由传感器控制线184耦接至***控制器186。***控制器186耦接至加热器电源172以控制加热器设备170的温度。***控制器 186可以调节加热器设备170的参数来调节和控制加热器设备170的温度。***控制器186还耦接到漏电流传感器178。漏电流传感器178发送包括漏电流参数的信息，该信息对应于在基板和电极162之间流动的漏电流。
在一个示例中，***控制器186可以是包括用于存储软件的存储器210的通用计算机，如图2所示。软件可以包括用于控制处理室100，包括加热器设备170 的温度以在处理期间控制基板154的温度的指令，如下面进一步论述的。
参考图2，示出了处理室100的基板支撑组件104的放大示意性截面图，该基板支撑组件耦接到电极电源166、加热器电源172和***控制器186。加热器设备170与基板支撑表面180和基板154分开一加热器距离，该加热器距离由设置在由基板支撑表面180限定的第一水平面204和从加热器设备170延伸的第二平面206之间的箭头200表示。
电极162与基板支撑表面180和基板154分开一电极距离，该电极距离由在第一水平面204和从电极162延伸的第三水平轴208之间延伸的箭头202表示。如图2所示，静电卡盘160的电极162设置在加热器设备170和基板支撑表面180之间。在这种情况下，电极162比加热器设备170更靠近基板支撑表面180和基板 154。例如，在说明性实施方式中，处理室100的电极距离为约1毫米，并且加热器距离为约4毫米。
在一个实施方式中，加热器温度传感器182包括位于加热器元件176附近的热电偶，以测量加热器设备170的加热器温度。至少部分地由于支撑基板154 的基板支撑表面180与加热器设备170之间的距离，加热器温度可以与基板154 处理期间的基板温度不同。***控制器186控制加热器电源172和加热器设备 170，使得加热器设备170被控制到加热器温度设定点，以在基板154的处理操作期间将基板154维持在目标基板温度。
在一些实施方式中，处理操作在基板154被装载到处理室100中时开始，并且在基板154从处理室100移除时结束。当基板154被装载到处理室100中时开始并且当从处理室100移除基板154时结束的处理操作可以被称为处理运行。在其他实施方式中，处理操作持续一指定的时间期间，同时基板154被装载到处理室100中。在一些实施方式中，目标基板温度可为575摄氏度至700摄氏度。加热器设备170由***控制器186所控制，以在基板154的处理操作期间维持目标基板温度。
在基板154的处理操作期间维持目标基板温度意味着在处理操作期间基板的温度维持在公差温度范围内。例如，在处理操作期间，公差温度范围可以是三摄氏度。例如，若目标基板温度是600摄氏度，则在处理操作期间基板154 的容许温度范围将在599摄氏度和601摄氏度之间。例如，基板温度可以偏离600 摄氏度的目标基板温度。通过将基板温度维持在基板温度公差范围内，将基板温度控制到目标基板温度。在其他实施方式中，对于正在处理的基板，公差温度范围可以是二摄氏度。
用于处理基板154的操作例程、操作信息和操作参数(包括漏电流参数和参数变化)可以存储在***控制器186中。另外，根据所公开的实施方式，加热器温度设定点和对应于漏电流参数的操作参数可以存储在查找表中或以另外方式提供用于调节加热器设备以将基板温度维持在目标基板温度的信息。
***控制器186可以具有存储器210、CPU 212和输入/输出装置214。***控制器186使用操作例程和操作信息来控制处理室100的操作。基板温度例程用于在基板154的处理操作期间将基板温度维持在目标基板温度。基板温度例程可以存储在存储器210中或存储在非暂时性机器可读存储介质上。非暂时性机器可读存储介质，其上存储有用于处理处理室100中的基板154的计算机程序。该计算机程序包括用于使处理室100在基板154上执行处理的设定指令的例程。
为了处理基板154，操作处理室100以在处理操作期间具有可在操作时间段内延伸的目标基板温度。加热器设备170具有加热器温度设定点，该加热器温度设定点使用处理室100的经验数据建立以实现目标基板温度。经验数据可以用于在维护周期内操作处理室100。维护周期可以在多天或数周内用于处理室 100的多个处理运行，其中多个基板154会被处理。
在一些实施方式中，第一加热器温度设定点可以在第一维护周期期间用于多次运行。在第一维护周期结束时，维护周期可发生，其中在处理室100上执行维护操作。也可以在维护周期期间执行质量控制操作。
质量控制操作可以包括将加热器温度设定点校准到由基板温度传感器测量的基板温度，基板温度传感器可以包括红外温度传感器和热电偶。质量控制操作减少了处理室100制造基板154的时间量。另外，质量控制中使用的基板154 可能通过与温度传感器接触而被污染。另外，诸如红外温度传感器和热电偶的基板温度传感器可能使处理室100的设计复杂化。在完成质量控制操作之后，接着可以将处理室100重新投入生产，以在随后的维护周期中进行额外的处理运行。通过使用漏电流作为温度的指示，可以尽量减少重新校准和/或复杂的温度感测。
在处理操作期间，使用来自加热器温度传感器182的加热器传感器信息测量加热器温度。加热器传感器信息被发送到***控制器186。***控制器186 可以使用加热器传感器信息来调节加热器电源172以控制提供给加热器设备 170的功率。调节来自加热器设备170的功率以增加或减少加热器输出，使得加热器设备170具有已经选择的加热器温度设定点。
***控制器186可以使用经验数据或其他信息来确定对应于目标基板温度的加热器温度设定点。在一些实施方式中，***控制器186可以控制加热器电源172以向加热器设备170提供功率，使得加热器设备170在已经选择的加热器温度设定点处输出热量。对于等离子体处理操作，加热器温度设定点可以在575 至700摄氏度的温度范围内。在其他基板处理操作中，加热器温度设定点范围可以是560至650摄氏度，或者加热器温度设定点范围可以是其他温度范围。
可以使用经验数据和其他信息而基于加热器温度设定点来推断处理操作期间的目标基板温度。然而，对于选定的加热器温度设定点，基板温度可在基板的处理操作期间变化。加热器温度设定点的基板温度的变化可能是由于对基板154的各种热输入和输出。例如，处理室100的辐射边界条件可能由于处理室 100中的部件表面上的涂层或部件老化，包括围绕处理空间120的部件而改变。
处理室100中的腔室部件的表面可以在处理期间通过沉积物涂覆。对于维护周期中的每个额外处理运行，涂层可逐渐增加。在每次处理运行期间逐渐增加处理室100中的涂层可导致处理室100的操作的改变。例如，当涂层变厚时，给定的加热器设定点可能导致不同的基板温度。
基板温度可能受到各种因素的影响。等离子体功率可以添加热源以在处理操作期间向基板154提供热输入。另外，由于各种原因，包括等离子体耦合和发射率的变化，处理室100中的某些部件可以在不同的温度下操作。这些不同的条件可能导致在处理操作期间在选定的加热器温度设定点处输入到基板154 的热量和基板温度的变化。
如下所述，加热器设备170可以从在第一处理运行中使用的第一加热器温度设定点被调节到在第二处理运行中使用的第二加热器温度设定点。可以针对不同的处理运行加以调节加热器温度设定点，因为处理室100中的操作环境对于每个处理运行可以是不同的。通过调节用于不同的处理运行的加热器温度设定点，尽管对于不同的处理运行改变了环境条件(例如老化部件上的涂层增加)，仍然对于不同的处理运行维持基板温度。
***控制器186使用来自静电卡盘160的漏电流来确定基板温度。漏电流对应于基板温度，因此漏电流的变化可用于确定基板温度如何由于到基板的各种热输入和输出而改变。确定基板温度如何在选定的加热器温度设定点处改变提供了一信息，该信息用于确定对所选加热器温度设定点的调节，而用以将基板温度维持在目标基板温度。可以对一个或多个后续处理运行进行对加热器温度设定点的调节。在一些实施方式中，在第一处理操作中确定基板温度的变化，并且在第一处理操作期间进行从第一加热器温度设定点到第二加热器温度设定点的加热器温度设定点的调节以维持基板温度。
如图3所示，基板154和电极162处于不同的电压，如基板154上的负符号和电极162上的正符号所示。基板154和电极162由介电材料164分开。漏电流流过介电材料164、电极电源166和漏电流传感器178。漏电流传感器178可以以传统方式感测漏电流或与漏电流相对应的漏电流参数。漏电流传感器178通常用于测量与静电卡盘相关的漏电流。漏电流信息(包括对应于漏电流的漏电流参数) 从漏电流传感器178传输到***控制器186。
来自静电卡盘160的漏电流可用于确定基板温度，因为漏电流随温度而变化。在一些实施方式中，由漏电流确定的基板温度可以是基板支撑表面180的顶部或介电材料164的顶部的温度。由于基板支撑表面180和介电材料164紧密接近基板154，基板支撑表面180的顶部和介电材料164的温度可用于表示基板温度。
图4示出了在表示为TH的不同加热器温度下测量的表示为IL的漏电流的图。如图所示，随着加热器温度的升高，漏电流增加。当加热器温度在大约575 摄氏度和更高的温度范围内增加时，静电卡盘160的介电材料164的漏电流增加。例如，加热器设备170可以在575摄氏度和700摄氏度之间的范围内操作。在其他实施方式中，加热器设备170可以在560摄氏度和650摄氏度之间的范围内操作。在其他实施方式中，加热器设备170可以在其他温度范围内操作。
介电材料164形成漏电路的一部分，该漏电路包括基板154、电极162和电极电源166。随着基板154的温度增加，漏电流增加。漏电流增加是因为介电材料164的电阻率由于介电材料164的温度升高而降低。同样，随着介电材料164 的电阻率由于温度降低而增加，漏电流减小。
静电卡盘160通过提供温度相关的漏电流来用作基板温度传感器，其中该温度相关的漏电流是在当处理室100处理基板154时由漏电流传感器178所感测。经验信息示出，当加热器设备170在基板154的处理操作期间在大约575摄氏度以上的加热器温度下操作时，可以更有效地从静电卡盘160使用漏电流。在大约575摄氏度以下，对于小的温度变化，漏电流的变化幅度可能不足以与温度变化相关联。漏电流可能受到噪声的影响，例如为等离子体处理产生的 RF信号会产生漏电流的微小变化。在大约575摄氏度及以上的加热器温度设定点处，漏电流具有足够的大小以与在基板154的处理操作期间可能发生的基板温度变化相关联。
参考图5，提供了加热器设备170具有TH摄氏度的加热器温度设定点的示例。包括有加热器元件176的加热器设备170会与基板支撑表面180和基板154 分离。基板分离线500表示出加热器设备170与基板支撑表面180的间隔距离。加热器设备170与电极162分离，如虚线的电极分离线502所示。电极162与基板支撑表面180和基板154之间的间隔距离可以配置为2mm或更小。通过将电极 162放置在靠近基板支撑表面180和基板154的位置，来自静电卡盘160的漏电流可用于更有效地确定基板温度。在其他实施方式中，电极间隔距离可以大于 2mm。在图5中，为了说明的目的，电极162显示为距加热器设备170有3mm，并且基板支撑表面180距加热器设备170有4mm。
加热器设备170的加热器温度设定点显示为TH摄氏度。加热器设备170通过加热器温度传感器182，如图1和2所示，以及***控制器186而维持在加热器温度设定点。若加热器温度从加热器温度设定点漂移(如加热器温度传感器182 所测量的)，则***控制器186向加热器电源172发信号以调节提供给加热器设备170的功率和加热器设备170的加热器输出，以便使加热器温度朝加热器温度设定点移动。
由于加热器设备170和基板154之间的间隔距离，处理操作期间的基板温度通常低于加热器温度。经验数据可用于推断非传感器基板温度TS1'。非传感器基板温度TS1'被显示为TH摄氏度的加热器温度。第一线504描绘了基板温度如何随着距加热器设备170的距离而变化。如第一线504所示，非传感器基板温度TS1'随着基板154距加热器设备170的距离增加而从加热器温度TH降低。非传感器基板温度TS1'不使用静电卡盘160作为基板温度传感器。非传感器基板温度TS1'可能是不准确的，因为到基板154的热输入和输出可能会发生变化。
例如，到基板154的热输入和输出可以随着处理室100(在一段时间内)(在处理操作中)或在多个处理运行中使用而变化，使得基板温度TS1'的经验数据变得不那么准确了。在使用处理室100的一段时间内，处理室100的特性可以改变。例如，在多个处理运行中可以在处理室100中的部件上形成涂层，这导致基板温度从非传感器基板温度TS1'漂移达到选定的加热器温度设定点。可能需要用于调节非传感器基板温度TS1'的附加经验数据来考虑处理室100的改变的特性或处理环境。获得额外的经验数据可能需要使处理室100停止服务以进行维护和质量控制，因此其可能是不期望的。
可以使用静电卡盘160作为基板温度传感器来确定基板温度TS1。基板温度 TS1利用来自静电卡盘160中的漏电流来确定。经验数据可用于将漏电流与基板温度相关联。如图5中的第二线506所示，可以基于当加热器温度处于TH摄氏度时确定的漏电流来确定基板温度。如图5所示，在不求助于漏电流的情况下确定的基板温度与使用漏电流确定的基板温度不同，并且差异随着距加热器的距离而增大。
在处理室100中的基板154的处理操作期间确定漏电流。因为在处理操作期间确定漏电流，所以处理室100的特性的变化(例如处理室100中的部件上的涂层)被分解为确定的漏电流和相应的基板温度。使用漏电流确定的基板温度的使用提供了以下益处：不需要频繁地从操作中移除处理室100以获得经验数据以考虑处理室100的改变特性。
参照图6，示出了描绘漏电流与基板温度之间的关系的图表。漏电流IL1对应于基板温度TS1，并且漏电流IL2对应于基板温度TS2。漏电流的变化对应于基板温度变化。在基板154的处理操作期间，基板温度TS或基板温度的变化dTS发生变化与漏电流IL1的变化相关联，并且可以表示为：
Figure DEST_PATH_GDA0002685811980000121
其中IL是漏电流，并且漏电流与基板温度的对应关系可以通过实验确定。
在下面的等式中提供了在基板154的处理操作期间作为漏电流的函数的基板温度的变化：
Figure DEST_PATH_GDA0002685811980000122
其中IL是漏电流，并且A是漏电常数。常数A可以通过实验确定。处理室 100可以用于实验，并且可以使用相同的静电卡盘160、提供给静电卡盘160的相同功率以及对基板154的相同处理操作来执行多个处理操作和基板154上的处理运行。然后可以改变基板温度，例如通过在多个处理操作和多个基板154 的处理运行期间使用靠近处理室100的附加热源。然后可以确定多个处理操作、处理运行和变化的基板温度的漏电流。基于来自多个处理操作的实验数据，可以确定常数A。
参照图7和图8所示，加热器设备170的加热器温度设定点可以在基板154 的处理操作期间改变，或者基于漏电流的变化而用于另一基板154的后续处理运行。选择加热器温度设定点TH1以在处理操作期间维持目标基板温度。静电卡盘160用作基板温度传感器，以在基板154的处理操作期间确定基板温度。如图7所示，在加热器设备170具有第一加热器温度设定点TH1的时刻t1测量漏电流IL1。在处理操作期间，漏电流传感器178测量漏电流IL2并将对应于漏电流IL2的漏电流信息发送到***控制器186。从t1到t2，漏电流从漏电流IL1减小到漏电流IL2。从漏电流IL1到漏电流IL2的减小表明静电卡盘160中的介电材料164的电阻率增加并且基板温度降低。
基板154的处理操作期间的基板温度通常维持在目标基板温度。加热器设备170可变化，以调节朝向目标基板温度的基板温度，以解决基板温度从所述目标基板温度漂离。如图8所示，调节加热器设备170的加热器温度设定点以将加热器温度设定点从TH1增加到TH2，以使基板温度朝向目标基板温度而增加。加热器设备170在加热器温度设定点TH2输出额外的热量，使得基板温度升高并朝向目标基板温度移动。
在操作中，在图9中描绘了控制处理室100中的基板温度的控制方法900。在框902，控制方法900包括利用加热器设备170在第一基板上在第一处理操作期间加热第一基板。加热器设备170在第一处理操作的至少第一部分期间具有第一加热器温度设定点。第一基板设置在静电卡盘160上方的处理室100中。
***控制器186可以操作处理程序以控制基板温度，如本文的实施方式中所述。例如，处理程序可以存储在存储器210或其他非暂时性存储器中，并且可以由***控制器186使用。***控制器186可以通过使加热器电源172向加热器设备170提供功率来控制加热器设备170，使得加热器设备170在第一加热器温度设定点下操作。
***控制器186可以存储第一加热器温度设定点。在框904，***控制器186 可确定处理室100的第一参数变化，其中第一参数变化对应于静电卡盘160中的电阻率变化。确定第一参数的改变的步骤可以包括在第一处理操作期间确定第一参数，其中第一参数对应于静电卡盘160中的第一电阻率。可以将第一参数与第二参数进行比较，其中第二参数对应于第二电阻率。第一参数可以是第一漏电流，并且第二参数可以是第二漏电流。第一参数变化可以是第一漏电流变化，且第二加热器温度设定点可以根据在第一处理操作的至少一部分期间的漏电流变化来确定。
在框906，控制方法900包括通过使用第一参数变化来确定加热器设备170 的第二加热器温度设定点。在框908，控制方法900包括控制加热器设备170以将加热器设备170调节到第二加热器温度设定点。通过调节提供给加热器设备 170的功率将加热器设备170调节到第二加热器温度设定点，以将基板温度调节到目标基板温度。目标基板温度是为处理室100选择以执行处理操作的基板温度。通过将加热器设备170调节到第二加热器温度设定点来维持目标基板温度。目标基板温度可具有公差范围。基板是通过将目标基板温度维持在公差范围内而被维持在目标基板温度。
在一些实现方式中，第一处理操作在第一处理运行中执行。控制基板温度的方法还包括在第二处理运行中执行的第二处理操作期间用加热器设备170加热第二基板。在第二处理操作的至少一部分期间，将加热器设备170调节到第二加热器温度设定点。
在一些实施方式中，控制处理室100中的基板温度的方法进一步包括在第一基板上的第一处理操作的第二部分期间将加热器设备170调节到第二加热器温度设定点。
在一些实施方式中，控制处理室100中的基板温度的方法包括执行多个第一处理运行以处理多个第一基板。在第一处理运行的每一次期间处理多个第一基板中的至少一个。在多个第一处理运行期间，控制加热器设备170以具有第一加热器温度设定点。确定第一参数变化，其中第一参数变化对应于在多个第一处理运行期间设置在处理室100中的静电卡盘160中的多个第一电阻率变化。通过使用第一参数变化来确定加热器设备170的第二加热器温度设定点。
执行多个第二处理运行以处理多个第二基板。在多个第二处理运行期间，控制加热器设备170以具有第二加热器温度设定点。确定第一参数变化的步骤包括在多个第一处理运行期间确定多个第一参数，以及将多个第一参数与至少一个第二参数进行比较。多个第一参数对应于静电卡盘160中的多个电阻率，其中每个第一处理运行与多个电阻率中的至少一个相关联。多个第一参数可以是多个第一漏电流。至少一个第二参数对应于第二电阻率。第二参数可以是第二漏电流。
在一些实施方式中，***控制器186可以使用查找表，该查找表包括与漏电流参数相关联的加热器温度设定点以及用于处理操作的其他信息。所述查找表可以被存储在存储器210或其他非暂时性存储器中，并且可由***控制器186 所存取。例如，第二加热器温度设定点可以用查找表中的一个或多个漏电流参数来识别。
这里公开的实施方式提供了用于控制处理室100中的基板温度的设备和方法，而无需复杂的硬件设计或温度传感器的复杂校准。静电卡盘160和漏电流传感器178用作虚拟温度传感器。虚拟温度传感器用于确定基板温度的变化，然后可以使用基板温度变化来调节加热器设备170的加热器温度设定点以维持目标基板温度。如上所述调节加热器温度设定点可以具有减少处理室100正在进行维护和质量控制操作的时间量的益处。
尽管前述内容涉及本公开内容的示例，但是可以在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他和进一步的示例，并且本公开内容的范围由所附权利要求书来确定。

Claims (10)

1.一种处理基板的***，其特征在于，包括：
腔室主体，在所述腔室主体中限定处理空间，
基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理空间中，所述基板支撑组件具有静电卡盘和加热器；
第一传感器；和
控制器，所述控制器接收来自所述第一传感器的信号，所述信号对应于所述静电卡盘的电阻率的变化，且响应于接收到所述信号以将所述加热器控制到第一温度设定点。
2.如权利要求1所述的***，其中所述第一传感器是漏电流传感器。
3.如权利要求2所述的***，其中对应于所述电阻率的变化的所述信号包括：
确定流过所述静电卡盘的第一漏电流；和
将所述第一漏电流与流过所述静电卡盘的经确定的第二漏电流进行比较。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，进一步包括：
温度传感器，所述温度传感器配置为测量所述加热器的温度。
5.如权利要求4所述的***，其中所述温度传感器耦接到所述控制器并且被配置为向所述控制器提供经测量的加热器温度。
6.如权利要求5所述的***，其中所述第一温度设定点对应于经测量的加热器温度传感器，并且其中所述控制器被配置为响应于从所述第一传感器接收到的信号将所述第一温度设定点调节到第二温度设定点。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，进一步包括：
顶部电极，所述顶部电极配置为在所述处理空间内产生等离子体。
8.如权利要求1所述的***，其中，所述静电卡盘的一个或多个电极设置在所述加热器与所述基板支撑组件的基板支撑表面之间。
9.如权利要求8所述的***，其中，所述一个或多个电极距所述基板支撑表面1mm设置。
10.如权利要求9所述的***，其中，所述加热器距所述基板支撑表面4mm设置。
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