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TWI840525B - 用以估計溫度的靜電卡盤加熱器電阻量測 - Google Patents

用以估計溫度的靜電卡盤加熱器電阻量測 Download PDF

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TWI840525B
TWI840525B TW109108138A TW109108138A TWI840525B TW I840525 B TWI840525 B TW I840525B TW 109108138 A TW109108138 A TW 109108138A TW 109108138 A TW109108138 A TW 109108138A TW I840525 B TWI840525 B TW I840525B
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克利斯多夫 肯伯
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

一種控制器，其包含：電壓感測器，其耦合至整合在靜電卡盤中之加熱器跡線，而用以感測橫跨加熱器跡線之電壓差，其中加熱器跡線係與加熱器區域相關聯。該控制器包含耦合至加熱器跡線之電流感測器，其用以感測加熱器跡線中之電流。該控制器包含電阻識別器，用以基於電壓差及感測到之電流來識別加熱器跡線之電阻。控制器包含溫度關聯器，用以基於電阻以及加熱器跡線之相關函數來估計加熱器區域之溫度。該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。

Description

用以估計溫度的靜電卡盤加熱器電阻量測
本實施例係關於用來處理例如半導體晶圓之基板的靜電卡盤（ESC）。ESC可用於在進行蝕刻或沉積處理的電漿反應室中支撐半導體基板。本實施例尤其是關於在不使用位於ESC之加熱器區域中的溫度感測器的情況下，測量ESC之加熱器區域內的加熱器跡線的電阻，以估計加熱器區域的溫度。
許多現代的半導體製造處理係在電漿處理模組中執行，其中當暴露於電漿時，基板係固持在基板支架上。在電漿處理操作期間對基板的溫度控制是可以影響處理操作結果的一個因素。為了在電漿處理操作期間提供對基板溫度的控制，需要精確且可靠地測量基板支架的溫度，以便推斷固持在其上之基板的溫度。
此處所提供之背景描述係為了總體上呈現本揭露內容上下文的目的。在此背景部分中所描述的範圍內，目前列名的發明人之工作成果以及在提出申請時可能無法以其他方式視為先前技術的描述態樣，均未明示或暗示地承認為相對於本發明的先前技術。
在此上下文中出現了本揭露內容之實施例。
本實施例涉及解決相關技術中發現的一或多個問題，並且具體地包含用於電漿處理室的靜電卡盤，其中，ESC包含在ESC之加熱器區域中的加熱器跡線，其中加熱器跡線係配置用於透過加熱器跡線的確定電阻來感測溫度。  下面描述本揭露內容的幾個發明實施例。
本揭露內容之實施例包含一種控制器，其包含電壓感測器，該電壓感測器係耦合至整合在靜電卡盤中之加熱器跡線，並用以感測橫跨加熱器跡線之電壓差，其中加熱器跡線係與加熱器區域相關聯。該控制器包含耦合至加熱器跡線之電流感測器，其用以感測加熱器跡線中之電流。該控制器包含電阻識別器，其用以基於電壓差及感測到之電流來識別加熱器跡線之電阻。該控制器包含溫度關聯器，其用以基於電阻以及加熱器跡線之相關函數來估計加熱器區域之溫度。該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。
本揭露內容的其他實施例包含配置用以向使用者提供資訊的使用者介面。可以在電漿處理室外部之一顯示器中設置使用者介面。該顯示器係用以顯示與電漿處理室之靜電卡盤的第一加熱器區域的相關資訊。該資訊包含與該第一加熱器區域相關聯的第一溫度。第一溫度係由第一溫度控制器所決定，第一溫度控制器係用以感測橫跨與第一加熱器區域相關聯之第一加熱器跡線的電壓差。第一溫度控制器係用以感測第一加熱器跡線內之電流。第一溫度控制器係用以基於該電壓差以及感測到之該電流來識別第一加熱器跡線之電阻。第一溫度控制器係用以基於該電阻以及第一加熱器跡線之相關函數來估計第一溫度。
使用者介面可以包含提供一建議之警示，該建議係基於該資訊而包含至少一要採取的動作。具體而言，第一溫度係由第一溫度控制器所決定，第一溫度控制器係用以: 感測橫跨整合在第一加熱器區域之第一加熱器跡線的電壓差；感測第一加熱器跡線內之電流；基於該電壓差以及感測到之該電流來識別第一加熱器跡線之電阻；基於該電阻以及第一加熱器跡線之相關函數來估計該第一溫度。
本揭露內容之實施例包含用於電漿處理室的靜電卡盤（ESC），其中，該ESC係配置用以在處理期間支撐基板。ESC包含第一加熱器區域。該ESC包含具有整合於加熱器區域中的第一加熱器跡線，該第一加熱器跡線並用以提供熱能至該加熱器區域。該第一加熱器跡線係具有輸入端及輸出端。第一溫度控制器係用以估計第一加熱器區域中之溫度。該溫度控制器係用以感測橫跨第一加熱器跡線之電壓差並感測第一加熱器跡線中之第一電流。第一溫度控制器係用以基於感測到之第一電壓差及感測到之第一電流來識別第一加熱器跡線之第一電阻。第一溫度控制器係用以基於識別出之第一電阻以及第一加熱器跡線之第一相關函數來估計第一加熱器區域之第一溫度，其中第一相關函數係使用第一加熱器跡線之電阻的第一溫度係數。
本揭露內容的其他實施例包含一種控制電漿處理室中之靜電卡盤(ESC)溫度的方法，該ESC包含具有加熱器跡線整合於其中之加熱器區域。該加熱器跡線具有輸入端及輸出端且用以提供熱能至該加熱器區域。本方法包含供應功率至該加熱器跡線。本方法包含感測橫跨加熱器跡線的電壓差(例如在加熱器跡線之輸入端與輸出端之間)。本方法包含感測加熱器跡線中之電流。本方法包含基於感測到之電壓差及感測到之電流來識別加熱器跡線之電阻。本方法包含基於識別出之電阻以及加熱器跡線之相關函數且在不使用加熱器區域中之溫度感測器的情況下來估計加熱器區域之溫度，其中該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。
本揭露內容的其他實施方式包含用於處理基板的電漿處理系統。該電漿處理系統包含具有用於支撐基板之靜電卡盤（ESC）的反應器，其中該反應器係配置用以接收處理氣體。該ESC包含一加熱器區域。該ESC 還包含一整合在加熱器區域中之加熱器跡線。該加熱器跡線係配置用以提供熱能至加熱器區域，且包含輸入端和輸出端。該電漿處理系統包含耦合的溫度控制器，其配置係用以感測加熱器跡線之輸入端和輸出端之間的電壓差並感測加熱器跡線中之電流。溫度控制器係用以基於感測到之電壓差及感測到之電流來識別加熱器跡線之電阻。溫度控制器係用以基於識別出之電阻以及加熱器跡線之相關函數來估計加熱器區域之溫度，其中該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。
熟悉本領域之技藝人員在透過閱讀整個說明書和申請專利範圍可以認識到這些和其他優點。
儘管以下詳細描述出於說明的目的而包含了許多具體細節，但對於本領域的一般通常知識者將理解到對以下細節在本揭露內容的範圍內的許多變化和變更。因此，對以下描述之本揭露內容之態樣的闡述並不會失去對本說明之後的申請專利範圍的任何概括性說明，且不會對其施加任何限制。
一般來說，本揭露內容的各種實施例描述了確定靜電卡盤（ESC）之相應加熱器區域的估計溫度的系統及方法，其係透過用於加熱該加熱器區域之相應加熱器跡線的電阻測量以及使用該加熱器跡線之電阻的溫度係數的相關函數。由於本揭露內容之實施例並不需要插入專用的溫度探針和/或感測器至ESC 之層的切口中(本應為感測器專用位置)，所以ESC本身可以比傳統的ESC 更薄。
此外，本揭露內容之實施例提供了在ESC 表面上之射頻（RF）均勻性的改進，因為在ESC陶瓷中並沒有如傳統配置用於溫度測量之ESC所要求之用於直接溫度感測的切口、孔。
此外，由於不存在直接的溫度感測器組件嵌入在ESC裡的需求（即沒有光纖感測器、帶隙感測器等），因此與先前的系統相比，本揭露內容之實施例的ESC加熱控制系統可以更經濟地製造並且節省大量成本。
此外，由於本揭露內容之實施例的ESC加熱系統不需要像以前的加熱系統中那樣使用溫度感測器，因此它們可以在高溫下（例如高於攝氏150度的工作範圍）操作而無需像以前那些用於直接感應ESC 之加熱器區域溫度的溫度感測器一樣考慮加熱限制（例如帶隙感測器可以在最高攝氏150度下運行）。
此外，比起對在RF熱邊界外之加熱器區域的溫度提供開放性迴路控制的先前加熱控制系統，因其溫度測量的準確性較差，本揭露內容之實施例提供了更準確的溫度測量，對加熱器跡線進行原位（例如在RF熱邊界內）閉迴路控制是可能的。
此外，因為對用於加熱ESC之加熱器區域之加熱器跡線的厚度並沒有要求，當為了確定溫度的目的而測量電壓和電流，加熱器跡線可以是任意的薄，並且仍然配置成用於在本揭露內容之實施例中測量電壓和電流，以確定加熱器跡線的溫度並估計加熱器區域的溫度。
且，比起傳統具有有限數量之加熱器區域的加熱器系統，由於其需要空間溫度感測器、且因ESC陶瓷的低熱傳導性而在加熱器跡線與相應加熱器區域之間的溫度關聯性之分辨率低，本發明的實施例可以在將熱能施加到ESC的複數個加熱器區域時提供進一步的處理控制，因為可以透過對那些加熱器跡線的閉迴路控制而將加熱器跡線製作的任意地細，從而使ESC內配置之加熱器區域(例如分布在整個ESC中之個別控制之垂直加熱器跡線)的數量更多。
此外，本揭露內容之實施例係配置用以提供對加熱器區域溫度的更精確測量，因為是測量加熱器區域內之加熱器跡線的電阻、而不是感測加熱器區域之陶瓷的溫度，如此會降低了傳統溫度感測系統所經歷的溫度串擾或區域之間的洩漏對測量的影響。
本揭露內容之實施例涉及電漿處理模組，例如那些用於電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉漂洗室或模組、金屬電鍍室或模組、清潔室或模組、斜角邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、電漿增強化學氣相沉積（ PECVD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、徑跡室或模組、以及在半導體晶圓製造和/或製造過程中可能關聯或使用的任何其他半導體處理系統，以包含例如電鍍、電蝕刻、電拋光、電化學機械拋光、沉積、濕式沉積以及矽通孔（TSV）處理的處理。此外，本揭露內容之實施例不限於本文提供的例示，並且可以在採用不同配置、幾何形狀和電漿產生技術（例如感應耦合系統、電容耦合系統、電子迴旋共振系統、微波系統等）的不同電漿處理系統中實踐。電漿處理系統和電漿處理模組的例示在共同持有的美國專利號第8,862,855號、第8,847,495號和第8,485,128號以及美國專利申請號第15/369,110 ，其全部內容係透過引用而整體併入。重要的是，本揭露內容之實施例的電漿處理模組包含配置用以支撐基板的靜電卡盤，其中，可以透過用於加熱加熱器區域之相應加熱器跡線的電阻測量以及使用加熱器跡線之電阻的溫度係數之加熱器跡線的相關函數來確定ESC中之相應加熱器區域的估計溫度。透過相應加熱器跡線的電阻測量以及相應的相關函數所判定之加熱器區域的溫度可以應用於加熱除了配置用於支撐基板的其他加熱組件。例如，在其他實施例中，加熱組件可以包含噴淋頭、ESC、支撐卡盤、基座、腔室部件或者可以安裝在用於處理基板的反應器、腔室、處理模組等中的其他結構或部件。
在整篇說明書中，如本文所用之術語「基板」是指本揭露內容之實施例中的半導體晶圓。然而吾人應該理解，在其他實施例中，術語「基板」可以指由藍寶石、GaN、GaAs或SiC或其他基板材料所形成的基板，並且可以包含玻璃面板/基板、金屬箔、金屬片、聚合物材料或類似的東西。而且，在各個實施例中，本文所指的基板可以在形式、形狀和/或尺寸上變化。例如，在一些實施例中，本文所指的基板可以對應於200 mm（毫米）的半導體晶圓、300 mm的半導體晶圓或450 mm的半導體晶圓。另外，在一些實施例中，本文所指的基板可以對應於非圓形基板，例如用於平面顯示器的矩形基板等，並且可以包含其他形狀。
在對各個實施例的以上一般理解之後，現在將參考各個附圖來描述實施例的例示細節。在一或多個附圖中，相似編號的元件和/或組件通常旨在具有相同的配置和/或功能。此外，附圖可能未按比例繪製，而是旨在說明和強調新穎的概念。顯而易見的是，可以在沒有一些或所有這些具體細節的情況下實踐本實施例。在其他情況下，並未詳細描述眾所周知的處理操作，以免不必要地使本實施例模糊不清。
圖1顯示反應器系統100，其可以用於在基板上沉積膜，例如在原子層沉積（ALD）處理中形成的膜。這些反應器可以利用一或多個加熱器，並且在該例示性反應器中可以使用共用端子構造來控制溫度以實現均勻性或控制定制的設定。具體而言，圖1顯示了用於處理晶圓101的基板處理系統100。該系統包含具有下部腔室部分102b和上部腔室部分102a的腔室102。中心柱160 係配置用以支撐基座140，在一實施例中，該基座為帶電電極。基座140係經由匹配網路106而電耦合到RF電源104。RF 電源104係由控制模組110(例如控制器)所控制。控制模組110係配置用以透過執行處理輸入和控制108來操作基板處理系統100。處理輸入和控制108可以包含處理配方，例如功率水平、時間參數、處理氣體、晶圓101的機械式運動等等，俾使例如在晶圓101上沉積或形成膜。
基座140包含靜電卡盤（ESC）310 ，靜電卡盤（ESC）310 之配置係用以在暴露於產生電漿的電漿處理環境中時支撐基板101。本揭露內容之實施例提供了在反應器系統100內的電漿處理操作期間對ESC 310 的一或多個加熱器區域的判定和/或測量。具體而言，透過對用於加熱加熱器區域之相應加熱器跡線的電阻測量以及使用加熱器跡線之電阻溫度係數的加熱器跡線之相關函數來確定相應加熱器區域的估計溫度。
中心柱160 還包含升降銷（未顯示），升降銷中的每一個均由相應的升降銷致動環120致動，升降銷致動環120則由升降銷控制器122所控制。升降銷係用於將晶圓101從基座140上抬起，而讓末端效應器拾取晶圓101 並在末端效應器放置後將晶圓101放下。基板處理系統100還包含氣體供應歧管112，其連接到處理氣體114，例如，來自設施的氣體化學物質供應。取決於要執行的處理，控制模組110控制經由氣體供應歧管112的處理氣體114的輸送、腔室壓力、產生自一或多個RF電源之RF功率、排氣泵等。接著，所選擇的氣體便流入噴淋頭150中，並分佈在界定於面對晶圓101的噴淋頭150的面以及位於基座140上的晶圓101之間的空間體積中。在ALD處理中，氣體可以是選擇用於吸收的反應物或用於與吸收的反應物反應。
此外，氣體可以預先混合或不預先混合。可以採用適當的閥門和質量流量控制機制來確保在該處理的沉積和電漿處理階段期間輸送正確的氣體。處理氣體係透過出口離開腔室。真空泵（例如一階段或兩階段之機械式乾泵和/或渦輪分子泵）係藉由例如節流閥或擺錘閥(pendulum valve)的閉迴路控制流量限制裝置而將處理處理氣體抽出並在反應器內保持適當的低壓。
圖中還顯示了環繞基座140之外側區域的載子環175。載子環175 係配置用以坐落在載子環支撐區域上，該載子環支撐區域位於基座140中心之晶圓支撐區域向下一階處。載子環175 包含其圓盤結構的外邊緣側(例如外徑)以及其圓盤結構的晶圓邊緣側(例如內徑，也就是最接近晶圓101所在的位置)。載子環175的晶圓邊緣側包含複數個接觸支撐結構，其配置係用以在載子環175 被支架叉(spider fork)180抬起時舉升晶圓101。載子環175因此與晶圓101一起被舉升並且可被轉換至例如在多站式系統中之另一站。在其他實施例中，該腔室為單站式腔室。
此外，原位加熱器溫度控制器200係配置用以控制基座140之ESC 310的一或多個加熱器區域的溫度。加熱器區域係用於在基板處理期間精確控制ESC 310 的表面溫度。可控的多個加熱器區域提供了調節ESC 310之溫度跡線（例如徑向跡線等）的能力，以補償變動的環境情況（例如熱損失情況、在不同處理步驟之間變化的傳熱情況等）。在一實施例中，原位加熱器溫度控制器200可以在具有相應加熱器區域之加熱器跡線的閉迴路配置中獨立操作。在另一實施例中，原位加熱器溫度控制器200可以在具有相應加熱器區域之加熱器跡線的閉迴路配置中與控制器110結合操作。在實施例中，原位溫度控制器200係位於腔室102中。在其它實施例中，可以有多個溫度控制器位於腔室102內部及外部，如下所述。
圖2顯示了用於處理半導體基板之反應器系統100 的系統圖，該反應器系統包含腔室102，其包含具有ESC 310 的基座140，其中ESC 310 包含由一或多個加熱器跡線加熱之一或多個加熱器區域，且每一加熱器跡線係用於溫度感測，根據本揭露內容之一實施例，其中加熱器跡線係由一或多個原位溫度控制器所控制。圖中顯示了設置在基座140上方的半導體基板101。噴淋頭150係用於供應用於在腔室102中製造和產生電漿的處理氣體。氣體供應器114便根據所執行的處理配方來供應一或多個氣體。控制器110係用於對反應器系統100的各個組件提供指令，包含例如氣體供應器114、壓力控制器、溫度控制器和其他處理參數的設施。
此外，ESC 310 的基座140可配置有一或多個加熱器區域，其中在一實施例中，該加熱器區域在處理過程中係被一或多個原位溫度控制器200 可控制地加熱。例如，一或多個原位溫度控制器200 係配置用以控制ESC 310之一或多個加熱器區域的溫度。原位溫度控制器200係位於RF熱邊界內，使得藉由位於腔室102內，每一原位溫度控制器200均暴露於處理條件下（例如提高的溫度、壓力等）。在實施例中，ESC 310之一或多個加熱器區域可以由一或多個原位溫度控制器和/或控制器110控制。即，每一加熱器區域可以由(1)一或多個原位溫度控制器200獨立地控制，(2)個別地由控制器110 （即位於RF熱邊界之外）所控制，或由（3）一或多個原位溫度控制器200和/或控制器110的組合所控制。出於多種原因，擁有多個能夠控制一或多個加熱器區域溫度的溫度控制器可能是有益的，其原因包含但不限於在控制器故障的情況下提供支援、透過將溫度控制器放置在一或多個位置來進行精度控制、藉由將不同的控制器分配給不同的加熱器區域等來提高效率。
僅出於說明目的，ESC 310 可以配置有兩個加熱器區域，由加熱器跡線R-in（例如電阻元件）加熱的內部加熱器區域以及由加熱器跡線R-out（例如電阻元件）加熱的外部加熱器區域。加熱器電源240A係配置用以向佈置在ESC 310中的內部加熱器區域供應功率。加熱器電源240B係配置用以向佈置在ESC 310中的外部加熱器區域供應功率。在實施例中，原位溫度控制器200、控制器110或其組合係被耦合到加熱器電源240A和加熱器電源240B，以控制供應至加熱器跡線R-in及加熱器跡線R-out的功率，藉此控制內部及外部加熱器區域內的溫度。例如，在一實施例中，原位溫度控制器200可以以閉迴路配置而耦合到加熱器電源240A及加熱器電源240B，以控制內部和外部加熱器區域內的溫度。在另一實施例中，控制器110可以以閉迴路配置而耦合到加熱器電源240A和加熱器電源240B，以控制內部和外部加熱器區域內的溫度。在又一個實施例中，原位溫度控制器200和/或控制器110以閉迴路配置耦合到加熱器電源240A和加熱器電源240B，以控制內部和外部加熱器區域內的溫度。為了清楚和簡潔起見，描述了本說明書中的各個實施例，其中ESC 310的一或多個加熱器區域係由原位溫度控制器200控制，但吾人應當理解，在其他實施例中，加熱器區域可以由原位溫度控制器200和/或控制器110單獨或以各個組合方式來控制。
具體而言，原位控制器200的功能係提供用於加熱相應加熱器區域之相應加熱器跡線的電阻測量，其中電阻測量是透過一或多個電壓測量和電流測量來決定的。接下來，相應加熱器區域的估計溫度是使用電阻測量和加熱器跡線的相關函數來決定的，其中該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。在一閉迴路配置中，可以使用該加熱器區域所決定之估計溫度來決定欲供應至相應加熱器區域的功率。例如，如果相應加熱器區域的估計溫度低於期望溫度，那麼便可以施加更多的功率至加熱器跡線，以增加該加熱器區域的溫度。另一方面，如果相應加熱器區域的估計溫度高於期望溫度，那麼便可以施加較少的功率到加熱器跡線，以降低該加熱器區域的溫度。具體而言，加熱器電源240A可以耦合到內部加熱器區域，而加熱器電源240B可以單獨地耦合到外部加熱器區域。通常，加熱器電源240A能夠供給電壓V-in到加熱器跡線R-in中來影響內部加熱器區域中溫度的變化。類似地，加熱器電源240B能夠供給電壓V-out到加熱器跡線R-out，以影響外部加熱器區域中的溫度變化。
圖3A顯示了根據本揭露內容之一實施例之例示性基板支架的垂直剖面圖，該基板支架係配置作為一靜電卡盤，其包含由一或多個加熱器跡線加熱的一或多個加熱器區域，而每一加熱器跡線係配置用於溫度感測。具體而言，該基板支架可以是ESC 310 或其他類型的基板支撐元件。為了簡潔和清楚起見，在說明書中將基板支架描述為靜電卡盤。
ESC 310可以是基座140的最上層。且ESC 310 可以包含底板、設置在底板上方的黏合層、以及設置在黏合層上方的陶瓷層，其中該黏合層係將陶瓷層固定在底板上。為了簡潔和清楚起見，並未顯示底板、黏合層和陶瓷層。陶瓷層可以包含一或多個層。ESC 310的頂表面可以包含配置用以在處理期間支撐基板101的區域。
ESC 310可以包含一或多個耦合到箝位電壓電源（未顯示）的箝位電極（未顯示），以將受支撐的基板夾固到ESC310。在一些實施例中，單一電極可以配置用以產生用於將基板101保持在陶瓷層上的電場。在其他實施例中，兩個或更多個箝位電極可以配置用以在電極之間產生差分電壓，然後產生用於將基板101保持在陶瓷層上的電場。
如圖所示，ESC 310包含一或多個加熱器區域。例如，ESC 310可包含複數個加熱器區域，例如加熱器區域1 （320-A）、加熱器區域2 （320-B）、一直到加熱器區域N（320-N），其中每一加熱器區域均可被單獨地控制（例如，一加熱器區域可以獨立於另一加熱器區域而被控制）。在一實施例中，該等加熱器區域係位於相同的水平面中。在另一實施例中，該等加熱器區域可以位於不同的水平面中，使得第一加熱器區域和第二加熱器區域可以位於不同的水平面中。每一加熱器區域可以包含一加熱器跡線（例如電阻元件），其係電耦合到用於控制供應功率至相應加熱器跡線（例如透過相應之加熱器電源來供應功率 -未顯示）的控制器。每一加熱器跡線可以整合在相應的加熱器區域中或嵌入在相應的加熱器區域中，並且配置用以提供熱能至相應的加熱器區域。例如，可以製造加熱器跡線並使其形成於ESC 310 的陶瓷層內，俾使加熱器跡線設置在陶瓷層的內部。如此，由加熱器跡線所產生的熱能便可以被傳遞到陶瓷層。每一加熱器跡線均具有一輸入端及一輸出端。每一加熱器跡線均可以由相應的原位溫度控制器200 控制。例如，相應的原位溫度控制器200 可以耦合在相應加熱器跡線之輸入端與加熱器跡線之輸出端之間。如前所述，控制器可以是原位溫度控制器200、控制器110或其組合。例如，加熱器區域1係經由輸入線路305A （例如耦合到加熱器跡線1的輸入端）和輸出線路307A （例如耦合到加熱器跡線1的輸出端）來耦合到原位溫度控制器A（200A ）。亦即，原位溫度控制器A（200A）係耦合在加熱器區域1（320-A）之加熱器跡線1的輸入端和輸出端之間。而且，原位溫度控制器B（200B）係耦合在加熱器區域2（320-B）的輸入端（例如透過輸入線路305B）和加熱器跡線2的輸出端（例如透過輸出線路307B）之間。其他的加熱器跡線亦受到類似的控制，以包含耦合在加熱器區域N（320-N）之加熱器跡線N的輸入端（例如透過輸入線路305N）和輸出端（例如透過輸出線路307N）之間的原位溫度控制器N（200N）。在實施例中，一或多個原位溫度控制器200可以用於控制一或多個加熱器區域，使得每一加熱器區域可以由相應的原位溫度控制器200以一對一的關係進行控制，或者可以使原位溫度控制器200的數量少於加熱器區域的數量來進行處理，或者也可以使用一個原位溫度控制器200來進行處理。
每一原位溫度控制器200 係配置用以感測橫跨相應加熱器跡線的電壓差和電流，以確定加熱器跡線的測量電阻。所測量的電阻可以用於使用相關函數來決定由加熱器跡線加熱之相應加熱器區域的估計溫度。相關函數係根據加熱器跡線之電阻溫度係數對溫度與電阻的關係進行建立模型。以這種方式，一旦知道加熱器跡線的電阻和相應的電阻溫度係數，就可以確定相應加熱器區域的估計溫度。例如，原位溫度控制器A（200A）係配置用以感測在加熱器區域1（320-A）之加熱器跡線1之輸入端處的電壓以及在加熱器跡線1之輸出端處的電壓，從而測量或計算加熱器跡線1兩端的電壓差。此外，原位溫度控制器A（200A）係配置成感測通過加熱器跡線1的電流。該電流在整個加熱器跡線1內應為一致，並且可以在一或多個位置(例如線路307A上方)處測量。透過感測到的電壓差和感測到的電流便可以確定電阻測量值。接著便利用相應的相關函數而將該電阻測量值用來確定相應之加熱器區域的估計溫度，如先前所描述。
因此，無需使用嵌入在ESC 310中的溫度感測器就可以確定加熱器區域的估計溫度。具體而言，相應的原位溫度控制器200 係配置用以確定相應加熱器區域的估計溫度，而不需使用嵌入到ESC 310內的溫度感測器。原位溫度控制器係配置用以探測及/或連接到提供電流的電路，以在包含相應加熱器跡線之ESC 310的加熱器區域內產生熱，以便感測橫跨加熱器跡線的電壓和/或電流。探測及/或連接可以在陶瓷層外部（例如使用引線路、連接至電路等）並且在RF熱環境中進行。在其他實施例中，電流感測、電壓感測、電阻測量和/或確定以及溫度測量和/或確定可以透過將演算法程式化到原位溫度控制器200中。
在一實施例中，原位溫度控制器（例如200A、200B…200N）位於RF邊界330內，以使控制器位於腔室102 的RF熱環境中，例如暴露於處理腔室102的處理條件下。以此方式，本揭露內容之實施例係提供用於在RF熱環境內的原位電阻測量，且進一步提供對供應功率至相應加熱器跡線的原位控制。原位溫度控制器200 可以安裝在ESC控制板上，該ESC控制板係配置用以驅動加熱器區域並提供與位於RF邊界外部（例如RF冷環境）之使用者介面（例如透過光纖佈線以減少RF反饋）之間的通信。也就是說，原位溫度控制器200 可以配置用以控制供應功率至用於加熱相應加熱器區域之相應加熱器跡線。在一實施例中，功率是使用脈寬調變（PWM）來供應。透過每一原位溫度控制器200，控制板係配置用以測量橫跨相應加熱器區域之每一加熱器跡線的電壓和電流，並計算ESC 310 之相應加熱器區域的估計溫度，如前所述。
圖3B顯示一加熱系統，其係配置用以提供熱能至圖3A之靜電卡盤310的特定加熱器區域，其中根據本揭露內容之一實施例，原位溫度控制器200係透過用以向加熱器區域320提供熱能之相應加熱器跡線345所測量的來控制加熱器區域320的溫度。具體而言，加熱器跡線345包含輸入端351和輸出端352，其中加熱器跡線345係耦合到電源240 。例如，電源240 透過線路305而供應功率到輸入端351。電源240係透過線路307而耦合到輸出端352。此外，在一實施例中，原位溫度控制器200係耦接於加熱器跡線之輸入端351和輸出端352之間。例如，原位溫度控制器200可以耦合到線路305 和307以感測電壓和/或電流。且，原位溫度控制器200係耦合到電源240 以傳遞控制信號。例如，加熱器跡線345、原位溫度控制器200、以及電源240可以閉迴路方式耦合，使得原位溫度控制器200 可以基於計算出之加熱器區域320的溫度以及加熱器區域320的期望溫度而用以控制欲供應至加熱器跡線345的功率。
具體而言，原位溫度控制器200係配置用以對加熱器跡線345進行原位電阻測量，以確定ESC 310之相應加熱器區域320的估計溫度。在一實施例中，無需使用嵌入或位於相應加熱器區域中的溫度感測器來確定該估計溫度。本揭露內容之實施例提供了電壓、電流和/或電阻的測量，從而以比現有溫度感測系統低得多的成本來確定在高操作溫度下（例如超過攝氏150度）的估計溫度。此外，由於在ESC的至少一層中不存在溫度感測切口以及連接線路，因此本揭露內容之實施例的溫度感測系統在ESC覆蓋區上提供了較佳的RF均勻性。
原位溫度控制器200 係配置成藉由測量橫跨加熱器跡線345的電壓來執行電壓感測360。例如，在一實施例中，原位溫度控制器200可耦合到加熱器跡線345之輸入端351來測量加熱器跡線345的輸入電壓（V-in）。原位溫度控制器200可以耦合到模擬加熱器跡線之輸入端351的節點355。此外，原位溫度控制器200可耦合到加熱器跡線345之輸出端352，以測量加熱器跡線345的輸出電壓（V-out）。原位溫度控制器200可以耦合到模擬輸出端352的節點357。原位溫度控制器200可以配置用以確定輸入電壓和輸出電壓之間的電壓差。
此外，原位溫度控制器200 係配置用以藉由測量通過加熱器跡線345的電流來執行電流感測370。例如，原位溫度控制器200可耦合到輸入線路305的任何節點356或355以測量電流I，該電流I亦流經加熱器跡線345。此外，原位溫度控制器200可以耦合到輸出線路307的任一節點357或358，以測量相同的電流I，該電流I也流經加熱器跡線345。如此，原位溫度控制器200 可以配置成測量及/或感測橫跨加熱器跡線345的電壓和電流，以計算ESC 310之加熱器區域320的估計溫度，如下面進一步所描述。另外，功率控制器380係配置成基於所確定之加熱器區域320的估計溫度以及可能之加熱器區域320的期望溫度來確定向加熱器跡線345 供應什麼功率，如下文所進一步描述的。例如，功率控制器380可以為電源240輸送特定的電壓位準以供應給加熱器跡線345，或者可以為電源240 輸送遞增的電壓以沿著負向或正向來調節電壓。由加熱器跡線345（如透過電源產生的）產生的熱能係傳遞至在ESC中的相應加熱器區域。
圖3C顯示圖3B之原位溫度控制器200的功率控制器380，根據本揭露內容之一實施例，原位溫度控制器200係配置用於控制供應至加熱器跡線345的功率，以控制加熱器區域320的溫度。如前所述，原位溫度控制器200係配置用以實時感測橫跨加熱器跡線345 的電壓差（Vhtr ），並且實時感測通過加熱器跡線345 的電流（Ihtr ）。
另外，功率控制器380 的電阻識別器365 係配置用以基於感測到的電壓差和感測到的電流（例如實時地）來識別出加熱器跡線345 的電阻。具體而言，可以使用以下公式來計算加熱器區域320之加熱器跡線345 的電阻（Rhtr ）： Rhtr =Vhtr / Ihtr （1）
ESC 310 之相應加熱器區域320 的估計溫度395 可以由溫度相關器385 透過基於識別出的電阻（Rhtr ）和加熱器跡線之電阻溫度係數的相關函數來獲得。在一實施例中，相關函數為線性的。在其他實施例中，相關函數是非線性的。在一實施例中，在沒有溫度感測器嵌入或位於ESC 310 之加熱器區域320 中的情況下，確定了相應加熱器區域320 的估計溫度395 。如前所述，在一實施例中，在ESC 310中並沒有提供感測器以用於確定相應加熱器區域的溫度。具體而言，溫度感測器、電壓感測器和電流感測器在ESC 310內並沒有提供、也沒有嵌入在ESC 310內（例如在層的切口中）。電流和電壓感測可以由位於ESC外部且在RF熱環境內的原位溫度控制器200來執行。例如，可以使用探針、連接等來感測電壓和電流。且，在一實施例中，電壓感測、電流感測、電阻測量和/或確定以及溫度測量和/或確定可以透過將演算法程式化到原位溫度控制器200中。
具體而言，相應加熱器跡線（例如跡線345）的相關函數係基於幾個參數，包含加熱器跡線345 在加熱器跡線345之校準溫度（T0）下的校準電阻（Rhtr@T0 ）以及加熱器跡線345 的電阻溫度係數TCRhtr 。在一實施例中，校準測量可在校準（預定義的）溫度T0（例如大約是室溫的攝氏20度）下確定。例如，可以在製造期間於工廠執行校準。也就是說，在已知溫度T0下，可以測量和/或校準電阻（Rhtr@T0 ）。通常，電阻的溫度係數TCRhtr 定義了特定材料在每一度溫度變化下的電阻變化。即，隨著特定材料的溫度變化，該材料的相關電阻也將變化，如同其相應之電阻溫度係數所定義。加熱器跡線和/或嵌入在ESC中的加熱器跡線的電阻溫度係數可以是已知的（例如預定義的）和/或校準的，如下所描述者。
在一些實施例中，加熱器跡線345 包含作為電導體的鎢。在其他實施例中，加熱器跡線345 可以包含除了別的之外用於導電的鉬、鉭、鎢、鈀、釕、鉑、合金中的一或多種。在一實施例中，用於加熱器跡線345 的材料具有約4.1×10-3 （.0041）的最小電阻溫度係數。在另一實施例中，用於加熱器跡線345 的材料具有約4.4×10-3 （.0044）的最小電阻溫度係數。
由於用於特定加熱器跡線之材料的已知或校準特性（例如具有已知電阻溫度係數-TCRhtr ），ESC之相應加熱器區域（即透過加熱器跡線加熱）的估計溫度395（Tempzone ）可以基於以下公式計算： Rhtr = Rhtr@T0 * [1 + TCRhtr *（Tempzone – T0）]        （2）
因為加熱器跡線之電阻（Rhtr ）可以被測量，並且剩餘的參數（校準溫度下之校準電阻- Rhtr@T0 以及電阻溫度係數- TCRhtr ）均為已知，因其皆被已預定義及/或校準，故可以確定加熱器跡線的溫度（Tempzone ），該溫度可以估計作為相應加熱器區域的溫度395。加熱器區域的估計溫度395可以被定義為加熱器區域的測量溫度。具體而言，公式3係始於公式2並解出加熱器區域之實時估計溫度395： Tempzone =（Rhtr / Rhtr@T0 - 1）/ TCRhtr + T0             （3）
在一實施例中，相關函數為線性的，其中相關函數係將加熱器跡線之電阻與加熱器跡線之溫度和/或由加熱器跡線加熱之相應加熱器區域的估計溫度關聯在一起。也就是說，TCRhtr 在適當的溫度範圍內是恆定的，因此，相關函數在該溫度範圍內將是線性的，其中相關函數的斜率為電阻的溫度係數– TCRhtr 。在一實施例中，僅針對加熱器跡線的材料對TCRhtr 進行校準（單獨使用）。在那種情況下，加熱器區域的溫度響應係近似於用於加熱相應加熱器區域之加熱器跡線的溫度響應。當假設加熱器跡線之材料的電阻溫度係數為線性時，便可以在加熱器區域和加熱器跡線兩者的溫度響應之間做出良好的估計。
在其他實施例中，相關函數是非線性的。即，TCRhtr 在適當的溫度範圍內並非恆定的。TCRhtr 仍可以定義相關函數在一特定點之曲線斜率。在一實施例中，係將TCRhtr 針對如同嵌入在ESC 內之加熱器跡線來校準。當相關函數為線性或非線性時可以執行校準，但是在相關函數為非線性時尤其有用，以獲得更準確的溫度計算。在那種情況下，可以針對如同嵌入在ESC 內之加熱器跡線在適當溫度範圍內校準相關函數。例如，可以執行對加熱器區域之溫度和加熱器跡線之電阻的測量，以確定更準確的相關函數，其中，該相關函數係定義了加熱器跡線之校準電阻以及由加熱器跡線加熱之加熱器區域的校準溫度響應之間的關係。
可以提供加熱器區域的估計溫度395作為對功率控制器380之溫度比較器387的輸入。也可以提供加熱器區域的期望溫度390 （例如如由製程配方所預定義的）作為對溫度比較器387的輸入。溫度比較器387可以配置用以確定加熱器區域之估計溫度395與期望溫度390之間的差異。且，功率選擇器391 可以配置用以分析該差異並將加熱器區域之估計溫度395與期望溫度390相匹配。例如，功率選擇器391 可以配置用以施加預定響應，以使這兩個值相匹配。如此，功率選擇器391 便提供欲在電源240處施加之響應作為輸出399，而控制了施加至加熱器區域320之加熱器跡線345的功率。該響應可以透過閉迴路分析來確定。也就是說，原位溫度控制器200之功率選擇器391係執行加熱器區域320之估計溫度395的閉迴路分析，以控制由電源240供應至 加熱器跡線345的功率，使得估計溫度395 匹配於加熱器區域之期望溫度390 （例如在整個預定時間區段內）。
例如，功率選擇器391 可以提供由電源240欲供應至加熱器跡線345之電壓位準（V-in）以作為輸出399。在另一實施例中，功率選擇器391 可以執行迭代處理以變更由電源240供應之電壓位準（V-in），以回應於加熱器區域之估計溫度395與期望溫度390之間測量差異的歷史，以便匹配在預定時間區段內之加熱器區域的估計溫度395與期望溫度390。
圖3B和3C之原位溫度控制器200及功率控制器380的邏輯組件顯示出用於執行各個功能（例如電壓感測、電流感測、電阻識別器、溫度相關性、溫度比較器、功率選擇、功率控制等）的例示性配置。吾人應當理解，原位溫度控制器200和功率控制器380內描述的邏輯組件的功能可以邏輯地以多種不同的配置來安排。例如，功率控制器380的一些功能可以分離出來而在原位溫度控制器200內提供，反之亦然。
本揭露內容之實施例提供了一種用於靜電卡盤的多區域加熱系統。例如，可以使用相應的電阻元件來加熱每一區域。在一實施例中，雙區域加熱系統包含圓形加熱區域，例如具有用於加熱之加熱器跡線R-in（例如電阻元件）的內部加熱器區域以及具有用於加熱之加熱器跡線R-out （例如電阻元件）的外部區域。吾人應當理解，雙區域加熱系統僅是一個例示，並且可以支持各種佈局配置。例如，可以提供具有一或多個加熱器區域的加熱系統，例如包含內部區域、中間區域和外部區域的三個加熱器區域系統。各系統之間的加熱器區域的數量可以變化，以包含例如數量1至5個的加熱器區域，或包含數量5至10個或5至15個、或大於5個的加熱器區域或大於10個的加熱器區域、或大於20個加熱器區域、或大於50個加熱器區域、或大於75個加熱器區域、或大於100個加熱器區域、或大於125個加熱器區域。在更其他的例示中，可以以層來將加熱器區域分組，其中一組多個加熱器區域在一個水平層，並且至少一個其他層包含另一組的多個加熱器區域。在其他實施例中，加熱器區域可以以諸多構造來定向，例如餅形、圓形定向的加熱圈、各別電阻元件的格柵、之字形電阻元件、單一電阻元件等。作為實施例的說明，一些佈局構造可以為多個區域提供電阻元件的連續圓形環。如先前所提到的，用於加熱相應加熱器區域之電阻元件和/或加熱器跡線可以整合到界定基座的陶瓷內，之後在其上接收用於處理的基板。
在一實施例中，於ESC的一層中提供了多區域加熱系統，其中，該等區域被佈置在橫跨ESC的格柵中。格柵中的每一元件均可獨立控制以提供熱能。例如，該格柵可以配置成用以加熱元件的14×14格柵，例如相應的加熱器跡線和/或電阻元件。在一實施例中，可以以一對一的關係提供加熱器區域的數量，俾使有14 x 14個加熱器區域。在另一實施例中，提供一些加熱元件以用於冗餘，使得加熱器區域的數量少於加熱元件的數量。例如，可以存在由14 x 14個加熱器元件（例如加熱器跡線、電阻元件等）的格柵所支撐之12 x 12個加熱器區域的配置。在其他實施例中，加熱元件的格柵圖案可以是對稱的、不對稱的、整個格柵圖案均勻分佈的、整個格柵圖案不均勻分佈的、適合在ESC的輪廓內的各種形狀等。所述之加熱系統可以被提供在ESC的一層中，並且可以配置用以提供對整個ESC之熱能的微調。
在另一實施例中，加熱系統可以分佈在ESC的多個層上。例如，一層可用於微調提供給ESC的熱能。熱能的微調可以透過上述之用於多區域加熱系統的格柵圖案（例如，12 x 12格柵的加熱元件、14 x 14格柵的加熱元件等）來提供。加熱系統可以包含另一層之一或多個加熱區域，其配置係用以提供施加到ESC之熱能的粗調。例如，可以在整個ESC設置一或多個加熱器區域的環，例如雙加熱器區域ESC（例如兩個加熱器區域）、三加熱器區域ESC（例如三個加熱器區域）或四加熱器區域ESC（例如四個加熱器區域）。
在一實施例中，本揭露內容之實施例不受限於因為陶瓷的低熱導率而在加熱器跡線與該加熱器區域之測量溫度（例如透過溫度感測器）之間的溫度關聯性的低分辨率。在傳統的溫度測量和加熱系統中（例如使用直接溫度感測器），加熱器跡線的厚度不能低於閾值（例如10mm），因為上述之低分辨率溫度關聯性，低於該閾值之加熱器跡線便無法準確地被測量。這也限制了具有精確溫度感測（例如使用直接溫度感測器）的傳統加熱系統中可以提供多少個加熱器區域。另一方面，本揭露內容之實施例具有在加熱器跡線和加熱器區域之測量溫度之間的高分辨率的溫度關聯性，這是因為對於具有低噪音的電壓和電流測量具有高分辨率。以這種方式，本揭露內容之實施例可以提供具有大幅低於先前施加之10mm閾值的橫剖面的加熱器跡線。此外，本揭露內容之實施例可以提供橫剖面寬度（例如橫剖面的水平寬度）小於10mm的加熱器跡線並具有任意厚度。這是因為高分辨率的電壓和電流測量具有較低的噪音，無論加熱器跡線的厚度如何，都可以精確地測量電壓和電流，並且可以更精確地測量相應加熱器區域的估計溫度。另外，本發明的實施例可以在將熱能施加到ESC的多個加熱器區域時提供更進一步的處理控制，因為可以透過對那些加熱器跡線的閉迴路控制來任意地使加熱器跡線變薄，藉此增加配置於ESC中的加熱器區域（例如分佈在整個ESC中之獨立控制的垂直加熱器跡線）的數量。
圖4 為流程圖400，根據本揭露內容之一實施例，其顯示了一種使用整合在ESC中之相應加熱器跡線來控制靜電卡盤之加熱器區域的溫度的方法，該加熱器跡線係配置用以溫度感測並向加熱器區域提供熱能。流程圖400 的方法可以應用在圖1和2的一或多個電漿處理模組100以及圖3A-3C所述之系統。
在步驟410處，本方法包含自電源供應功率至加熱器跡線。加熱器跡線可以整合在用於電漿處理室之ESC 的加熱器區域中。加熱器跡線係配置用以提供熱能至加熱器區域。加熱器跡線可具有一個輸入端和一個輸出端耦合到該電源，如先前所描述。供應至加熱器跡線的功率係由溫度控制器所控制，例如用以提供加熱器跡線之電阻的原位（例如在RF熱環境中）測量並將該電阻與相應加熱器區域之估計溫度相關聯的溫度控制器。
在420處，本方法包含實時感測加熱器跡線的輸入端和輸出端之間的電壓差。具體而言，溫度控制器係配置用以感測加熱器跡線之輸入端處的輸入電壓，並感測加熱器跡線之輸出端處的輸出電壓，如先前所述。以這種方式，可以透過溫度控制器確定加熱器區域內之加熱器跡線上的電壓降。在一實施例中，電壓和電流的感測係於電漿處理室的RF熱環境內執行。
在430處，本方法包含在加熱器跡線中實時感測電流。具體而言，溫度控制器係配置用以感測通過加熱器跡線的電流，如前所述。因為在包含加熱器跡線的整個電路中的電流應該是相等的，所以可以在電路內多個節點中的任一節點上感測電流。例如，可以在加熱器跡線的輸入端或輸出端、或者在感測電壓的位置處感測電流。其他位置可用於發送電流。在一實施例中，係於電漿處理室的RF熱環境內執行電流的感測。
在440處，本方法包含基於感測到的電壓差和感測到的電流來實時地識別加熱器跡線的電阻。具體而言，溫度控制器係配置用以識別電阻，如前所述。在一實施例中，透過電壓（V）、電流（I）和電阻（R）的關係來確定電阻：V ＝ I * 電路的R。
在450處，本方法包含基於所識別的電阻和加熱器跡線的相關函數來估計加熱器區域的溫度。具體來說，在一實施例中，加熱器區域之估計溫度的判定係不使用ESC 之加熱器區域中的溫度感測器（例如嵌入在ESC的層中的溫度感測器），如前所述。相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。在實施例中，如前所述，相關函數可以是線性的或非線性的。
在一些實施例中，相關函數可以是線性的，其中電阻的溫度係數在適當的範圍（例如操作範圍）內是恆定的。相關函數係為了特定的加熱器跡線所定義的，尤其是為了嵌入在ESC中的加熱器跡線。圖5 提供了相關函數500 的圖示，其中，相關函數定義了加熱器跡線之電阻與溫度之間的線性相關和/或關係，其中該加熱器跡線係配置用以向靜電卡盤之加熱器區域提供熱能。相關函數500 係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數（TCRhtr ），其中，相關函數的斜率大約是加熱器跡線及/或嵌入在ESC中之加熱器跡線之電阻的溫度係數（TCRhtr ）。在一實施例中，將相關函數500校準到加熱器跡線。例如，可以在ESC的製造和/或生產期間在工廠執行校準。具體而言，對於給定的材料，電阻之溫度係數（TCRhtr ）是已知的。即，相關函數500 中之線的斜率是已知的。校準為給定的校準溫度（例如攝氏20度）和校準電阻（Rhtr@t0 ）提供了合適的線相交點。以這種方式，可以為特定的加熱器跡線和/或嵌入在ESC的加熱器區域內的加熱器跡線定義相關函數。
在其他實施例中，相關函數可以是非線性的。可以針對加熱器跡線本身或針對嵌入在ESC中的加熱器跡線在合適的操作溫度範圍內校準相關函數。例如，可以執行對加熱器區域之溫度和加熱器跡線之電阻的測量，以確定其非線性相關函數，如前所述，其中該相關函數定義了加熱器跡線之校準電阻與由加熱器跡線加熱之加熱器區域的校準溫度響應之間的關係。
在一實施例中，溫度控制器對加熱器區域之估計溫度與加熱器區域之期望溫度執行了閉迴路分析。在一實施例中，閉迴路分析係在RF熱環境中原位執行。以此種方式，可以如前所述般地使用閉迴路分析來控制供應至加熱器跡線的功率。例如，溫度控制器可以迭代地改變供應至加熱器跡線的功率，以在一段時間內使加熱器區域的估計溫度與期望溫度匹配。在另一實施例中，溫度控制器可以藉由預定義的響應而提供所定義的電壓輸入至加熱器區域之測量出的估計溫度。在一實施例中，供應至加熱器跡線之功率係利用脈寬調變(PWM)來控制。在一實施例中，如前所述，對加熱器跡線提供原位功率控制，其中該閉迴路分析係在電漿處理室的RF熱環境內執行。
在另一實施例中，使用者介面係配置用以向使用者提供資訊。可以在電漿處理室外部的顯示器內提供使用者介面。可以在使用者介面中提供資訊，其中該資訊包含用於電漿處理室之靜電卡盤的第一加熱器區域的第一溫度，該靜電卡盤係配置用以支撐基板。使用者介面可以包含提供建議之警示，該建議係基於該資訊而包含至少一要採取的動作。具體而言，第一溫度係由第一溫度控制器所決定，該第一溫度控制器係用以: 感測橫跨整合在第一加熱器區域之第一加熱器跡線(例如在第一加熱器跡線之輸入端和輸出端之間)的電壓差；感測第一加熱器跡線內之電流；基於感測到之該電壓差以及該電流來識別第一加熱器跡線之電阻；基於該電阻以及第一加熱器跡線之相關函數來估計該第一溫度。
在一些實施例中，警示包含第一加熱器區域的期望溫度與第一溫度之間的差異，其中該差異超過閾值。
在其他實施例中，使用者介面包含靜電卡盤之第二加熱器區域的第二溫度。該第二溫度係由第二溫度控制器所決定，第二溫度控制器係用以: 感測橫跨整合在第二加熱器區域之第二加熱器跡線(例如在第二加熱器跡線之輸入端和輸出端之間)的電壓差；感測第二加熱器跡線內之電流；基於該電壓差以及在第二加熱器跡線內感測到之該電流來識別第二加熱器跡線之電阻；基於該電阻以及第二加熱器跡線之相關函數來估計第二溫度。在又另一實施例中，第一加熱器區域和第二加熱器區域係位在不同的水平面上。
在一實施例中，第一溫度控制器係配置用以對供應至第一加熱器跡線的功率提供原位控制，使得第一溫度控制器位於電漿處理室的RF熱環境內。具體而言，第一溫度控制器對估計出的溫度執行閉迴路分析，以控制供應至第一加熱器跡線的功率，使得估計出的第一溫度與期望溫度匹配。
A1）在一實施例中，公開了一種用於處理基板的電漿處理系統。該電漿處理系統包含一反應器，其包含用於支撐基板的靜電卡盤（ESC），該反應器係配置用以接收處理氣體。該電漿處理系統包含該ESC之一加熱器區域。該電漿處理系統包含整合在該加熱器區域之加熱器跡線。加熱器跡線係配置用以提供熱能至加熱器區域。加熱器跡線具有一個輸入端及一個輸出端。且電漿處理系統包含一溫度控制器，其配置用以：感測橫跨加熱器跡線的電壓差及感測加熱器跡線內之電流；基於感測到之該電壓差以及該電流來識別加熱器跡線之電阻；以及基於識別出之該電阻以及加熱器跡線之相關函數來估計加熱器區域之溫度。其中該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。
A2）根據A1 的電漿處理系統，其中該相關函數是線性的或非線性的。
A3）根據A1)的電漿處理系統，其中該溫度控制器對加熱器跡線之估計溫度執行閉迴路分析，以控制供應至加熱器跡線的功率，使得估計溫度與加熱器區域之期望溫度匹配。
A4）根據A1)之電漿處理系統，其中該溫度控制器係配置用以對供應至加熱器跡線的功率提供原位控制，使得溫度控制器位於電漿處理室的RF熱環境內。
A5）根據A1）的電漿處理系統，其中該溫度控制器係在不使用加熱器區域中之溫度感測器的情況下估計加熱器區域的溫度。
B1）一種用於處理基板的電漿處理系統。該電漿處理系統包含用於電漿處理室之靜電卡盤(ESC)的第一加熱器區域，其中該ESC係配置用以在處理期間支撐基板。ESC包含整合在加熱器區域中之第一加熱器跡線，該第一加熱器跡線係配置用以向第一加熱器區域提供熱能，該第一加熱器跡線具有第一輸入端和第一輸出端。電漿處理系統包含第一溫度控制器，其係配置用以感測橫跨第一加熱器跡線之第一電壓差並感測第一加熱器跡線中的第一電流。該第一溫度控制器係配置用以基於感測到的第一電壓差和感測到的第一電流來識別第一加熱器跡線的第一電阻。該第一溫度控制器係配置用以基於所識別出的第一電阻和第一加熱器跡線的第一相關函數來估計第一加熱器區域的第一溫度，其中第一相關函數係使用第一加熱器跡線之電阻的第一溫度係數。
B2）根據B1）的電漿處理系統，其中該第一相關函數界定了溫度和電阻的線性相關，並且具有的斜率大約是第一加熱器跡線之電阻的溫度係數。
B3）根據B1）的電漿處理系統，其中該第一相關函數界定了溫度和電阻的非線性相關。
B4）根據B1）的電漿處理系統，其中該第一相關函數係為整合在ESC之第一加熱器區域中的第一加熱器跡線所定義。
B5）根據B1）的電漿處理系統，其中第一溫度控制器在不使用第一加熱器區域中的溫度感測器的情況下來估計第一加熱器區域的第一溫度。
B6）根據B1）的電漿處理系統，其中該第一溫度控制器係對該第一加熱器區域之估計出的第一溫度執行閉迴路分析，以控制供應至該第一加熱器跡線的功率，使得該估計之第一溫度匹配第一加熱器區域之期望溫度。
B7）根據B6）的電漿處理系統，其中第一溫度控制器係使用脈衝寬度調變來控制功率。
B8）根據B6）的電漿處理系統，其中該第一溫度控制器係配置用以對提供至該第一加熱器跡線之功率提供原位控制，使得第一溫度控制器位於電漿處理室之RF熱環境內。
B9）根據B1）的電漿處理系統，包含第二加熱器區域以及整合在ESC之第二加熱器區域中的第二加熱器跡線。第二加熱器跡線係配置用以向第二加熱器區域提供熱能，第二加熱器跡線具有第二輸入端和第二輸出端。該電漿處理系統包含第二溫度控制器，其係配置用以: 感測橫跨第二加熱器跡線的第二電壓差並感測第二加熱器跡線中的第二電流；基於感測到的第二電壓差以及感測到的第二電流來識別第二加熱器跡線的第二電阻；並且基於所識別出的第二電阻和第二加熱器跡線之第二相關函數來估計第二加熱器區域的第二溫度，其中第二相關函數係使用第二加熱器跡線之電阻的第二溫度係數。
B10）根據B9）的電漿處理系統，其中第一加熱器區域和第二加熱器區域在不同的水平面上。
B11）根據B1）的電漿處理系統，其中第一加熱器跡線之橫剖面的水平寬度小於10mm。
圖6 顯示了用於控制上述系統的控制模組600 。在一實施例中，圖1之控制模組110和/或圖2之200可能包含控制模組600的一些例示性組件。例如，控制模組600 可以包含處理器、記憶體和一或多個介面。控制模組600 可以部分基於感測到的值來控制系統中的裝置。僅作為例示，控制模組600 可基於感測到的值和其他控制參數來控制閥602、過濾器加熱器604、泵606、加熱器區域320 和其他裝置608中的一或多個。控制模組600從例如(僅用於舉例)壓力計610、流量計612和/或其他感測器616 接收感測到的值。控制模組600還可以用於在前驅物輸送和薄膜沉積期間控制處理條件。控制模組600 通常將包含一或多個記憶體裝置和一或多個處理器。
控制模組600可以控制前驅物輸送系統和沉積設備的活動。控制模組600係執行電腦程式，其包含用於控制處理時間、輸送系統溫度和橫跨過濾器的壓力差、閥位置、氣體混合物、腔室壓力、腔室溫度、基板溫度、RF功率位準、基板卡盤或基座位置的指令集、以及特定處理的其他參數。控制模組600 還可以監視壓力差並且自動將蒸氣前驅物的輸送從一或多個路徑切換到一或多個其他路徑。在一些實施例中，可以採用儲存在與控制模組600 相關聯的記憶體裝置上的其他電腦程式。
控制模組600可以配置用以感測電壓、感測電流、確定電阻、確定加熱器區域的溫度、以及基於所感測的電壓和電流來控制輸送到加熱器區域320的功率。具體而言，控制模組600 可以配置用以確定ESC中之相應加熱器區域的估計溫度，其中該估計溫度可以透過用於加熱加熱器區域之相應加熱器跡線之電阻測量（例如透過感測電壓和電流來確定）以及透過使用加熱器跡線之電阻溫度係數的加熱器跡線之相關函數來確定。控制模組600可以配置用以針對期望溫度來分析估計溫度，並且指定要施加到加熱器跡線的電壓以作為響應。
通常會有一與控制模組600 相關聯的使用者介面。該使用者介面可以包含顯示器618（例如設備和/或處理條件的顯示螢幕和/或圖形軟體顯示器）以及使用者輸入裝置620，例如指向設備、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等。
用來控制在前驅物輸送、沉積以及處理順序中之其他處理的電腦程式可以以任何傳統的電腦機器可讀程式語言來撰寫，例如組合語言、C、C++、Pascal、Fortran或其他。經編譯過之目標碼或腳本可由處理器執行以實現程式中指定之任務。
與處理條件相關之控制模組參數例如過濾器之壓力差、處理氣體組成及流率、溫度、壓力以及例如RF功率位準及低頻RF頻率的電漿條件、冷卻氣體壓力以及腔室壁溫度。
本系統軟體可設計成或以許多不同的方式來使用。例如，可寫入各種不同的處理室元件子程序或是控制物件來控制所需之處理室元件操作，以執行本發明之沉積處理。以此目的所為之程式或程式段的例子包含基板定位碼、處理氣體控制碼、壓力控制碼、加熱器控制碼以及電漿控制碼。
基板定位程式可包括用以控制腔室元件之程式碼，該腔室元件係用以將基板裝載至基座或卡盤上、並且用以控制在基板與腔室之其它零件（例如氣體入口、及∕或目標物）之間之間距。處理氣體控制程式可包括用以控制氣體組成及流率之編碼，且係可選地包含用以在沉積之前使氣體流至腔室中以穩定腔室內之壓力的編碼。過濾器監控程式包括將測得的差異與預定值進行比較之編碼、及∕或用以切換路徑之編碼。壓力控制程式可包括藉由調節例如腔室之排氣系統中之節流閥來控制腔室中之壓力的編碼。加熱器控制程式可包括用以控制至加熱單元之電流之編碼，該加熱單元係用以加熱在前驅物傳送系統中之元件、基板、及∕或系統之其它部分。或者，加熱器控制程式可控制熱轉移氣體（例如氦）至晶圓卡盤之傳送。
在沉積期間可受監控之感測器的範例包括但不限於質流控制模組、壓力感測器（例如壓力計610）、位於傳送系統中之熱電偶、基座或夾盤。適當編程的反饋及控制演算法可與來自這些感測器的資料一起使用，以維持想要的處理條件。以上描述在所揭露之實施例中於單一或多腔室半導體處理工具中的實施方式。
在某些實施方式中，控制器為系統的一部分，其可為上述範例之一部分。這樣的系統可包括半導體處理設備，其中包括一處理工具或複數處理工具、一腔室或複數腔室、用以進行處理之一平台或複數平台、及∕或特定的處理元件（晶圓基座、氣體流動系統等）。這些系統與電子元件整合而用以於半導體晶圓或基板之處理之前、期間內、及之後控制它們的操作。該等電子元件可以稱為「控制器」，其可控制一系統或複數系統之各種元件或子部分。根據處理需求及∕或系統類型，控制器係經程式化以控制本文中所揭露的任何處理，包括處理氣體之輸送、溫度設定（例如加熱及∕或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、定位及操作設定、基板傳遞進入與離開工具以及其他傳送工具、及∕或連接至特定系統或與特定系統接合之負載鎖。
廣義而言，控制器可定義為具有用以接收指令、發出指令、控制操作、使清洗操作得以進行、使端點測量得以進行、及達成類似功能之各種積體電路、邏輯、記憶體、及∕或軟體之電子元件。積體電路可包括儲存程式指令之韌體形式之晶片、數位信號處理器（DSP）、定義為特殊應用積體電路（ASIC）之晶片、及∕或一或更多微處理器、或執行程式指令（例如軟體）之微控制器。程式指令可為以各種單獨設定（或程式檔案）之形式通訊至控制器的指令，其定義了用以在半導體基板上、或對半導體基板、或對系統實行特定處理之操作參數。在一些實施例中，操作參數可以是由製程工程師定義之配方的一部分，以在製造下列一或多個的期間完成一或多個處理步驟: 層、材料、金屬、氧化物、矽、矽氧化物、表面、電路以及/或晶圓之晶粒。
在一些實施方式中，控制器可以是電腦的一部份或是耦合至電腦，而電腦則是整合至系統、耦合至系統或與系統聯網，或前述的組合。例如，控制器可以在晶圓廠電腦主機系統的全部或一部分的「雲端」中，如此可以允許對晶圓處理的遠端存取。該電腦可以啟動對系統進行遠端存取，以監控製造操作的當前進度、檢查過去製造操作的歷史、檢查來自多個製造操作的趨勢或性能指標、改變當前製程的參數、設定製程步驟以接續當前製程、或開始新的製程。在一些例子中，遠端電腦（例如伺服器）可以透過網路向系統提供製程配方，該網路可以包含區域網路或網際網路。
遠端電腦可以包含使用者界面，而使得能夠對參數及/或設定進行輸入或程式化，然後將參數及/或設定從遠端電腦傳送到系統。在一些例子中，控制器接收數據形式的指令，其為在一或多個操作期間要執行的每個製程步驟指定參數。吾人應理解，參數係針對於欲進行製程的類型以及控制器用以與之相接或控制的工具類型。因此如上所述，可以例如透過包含被聯網在一起並朝著共同目的而工作的一或多個離散控制器（例如本文中所描述的處理和控制）來分佈控制器。用於此種目的之分佈式控制器的例子為腔室中的一或多個積體電路，其與遠端（例如在平台等級或作為遠端電腦的一部分）的一或多個積體電路進行通信，這些積體電路相結合以控制腔室中的製程。
非限制性地，系統範例可以包含電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉清洗室或模組、金屬電鍍室或模組、清潔室或模組、斜面邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積（PVD）室或模組、化學氣相沉積（CVD）室或模組、原子層沉積（ALD）室或模組、原子層蝕刻（ALE）室或模組、離子植入室或模組、徑跡室或模組、以及可以與半導體晶圓製造及/或生產中相關聯或用於其中之任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於工具要執行的一或多個製程步驟，控制器可以與下列一或多個通信: 其他工具電路或模組、其他工具組件、叢集工具、其他工具介面、相鄰工具、鄰近工具、位於工廠各處之工具、主電腦、另一控制器或在半導體製造工廠中用於將晶圓容器往返工具位置及/或裝載埠之材料運輸的工具。
實施例的前述說明已為說明和描述之目的而提供。其並非意在詳盡無遺、或限制本發明。一般而言，特定實施例之單獨元件或特徵部並不受限於該特定實施例，反而在可應用之處係可互換的並且可使用在選定的實施例中，即使並未具體地加以顯示或描述。相同的情況可以許多方式加以改變。這類的改變不應被認為悖離本揭露內容，且所有這類的修改應該落入本揭露內容之範疇內。
雖然前述實施例為了清楚理解的目的而詳盡說明，然而，明顯地，在所附之申請專利範圍之範圍內，可實施某種程度的改變與修改。因此，該等實施例應視為說明性而非限制性的，且該等實施例並不限於此處所提出之細節，而是可以在申請專利範圍之範圍及均等物中進行修改。
100:反應器系統/基板處理系統 101:晶圓 102:腔室 102a:上部腔室部分 102b:下部腔室部分 104:RF電源 106:匹配網路 108:處理輸入和控制 110:控制模組/控制器 112:氣體供應歧管 114:處理氣體 120:升降銷致動環 122:升降銷控制器 124:載子環升降及旋轉控制器 140:基座 150:噴淋頭 160:中心柱 175:載子環 180:支架叉 200:原位溫度控制器 200A、200B…200N:原位溫度控制器 240:電源 240A:加熱器電源(Vin) 240B:加熱器電源(Vout) 305, 305A, 305B…305N:輸入線路 307, 307A, 307B,..307N:輸出線路 310:靜電卡盤 320, 320A, 320B,…320N:加熱器區域 330:邊界 345:加熱器跡線 351:輸入端 352:輸出端 355:節點 356:節點 357:節點 358:節點 360:電壓感測 365:電阻識別器 370:電流感測 380:功率控制器 385:溫度相關器 387:溫度比較器 390:期望溫度 391:功率選擇器 395:估計溫度 399:輸出 400:流程圖 410, 420, 430, 440, 450:步驟 500:相關函數 600:控制模組 602:閥 604:過濾器加熱器 606:泵 608:其他裝置 610:壓力計 612:流量計 616:其他感測器 618:顯示器 620:輸入裝置
實施例可參照以下說明並結合隨附圖式而獲得最佳理解。
圖1顯示根據本揭露內容之一實施例的基板處理系統，該基板處理系統係用於處理晶圓，例如在其上形成膜。
圖2顯示用於處理半導體基板之反應器的系統圖，根據本揭露內容之一實施例，該反應器包含靜電卡盤，該靜電卡盤具有由一或多個加熱器跡線加熱的一或多個加熱器區域，每一加熱器跡線係配置用以溫度感測，其中加熱器跡線是由一或多個原位溫度控制器進行控制。
圖 3A顯示配置用以作為靜電卡盤的一示範性基板支架之垂直剖面圖，根據本揭露內容之一實施例，該靜電卡盤包含由一或多個加熱器跡線加熱的一或多個加熱器區域，每一加熱器跡線係配置用以溫度感測。
圖3B 顯示一加熱系統，其配置用以提供熱能至圖3A之靜電卡盤的特定加熱器區域，根據本揭露內容的一實施例，其中溫度控制器係控制透過相應之加熱器跡線所測量之加熱器區域的溫度，該加熱器跡線亦用以提供熱能。
圖 3C顯示圖3B之溫度控制器的功率控制器，根據本揭露內容的一實施例，其係配置用以控制供應至加熱器跡線的功率，以控制加熱器區域的溫度。
圖4 顯示一流程圖，說明使用相應之加熱器跡線來測量靜電卡盤的溫度區之溫度的方法，根據本揭露內容之一實施例，該加熱器跡線係配置用於溫度感測並向加熱器區域提供熱能。
圖5為加熱器跡線的電阻和溫度之間的相關函數的圖，根據本揭露內容之一實施例，該加熱器跡線係配置用以向靜電卡盤的加熱器區域提供熱能，其中，該相關函數係使用加熱器跡線之電阻的溫度係數。
圖6 係顯示了根據本揭露內容之一實施例中之用於控制上述系統的控制模組。
100:反應器系統/基板處理系統
101:晶圓
102:腔室
110:控制模組/控制器
114:處理氣體
140:基座
200:原位溫度控制器
240A:加熱器電源(Vin)
240B:加熱器電源(Vout)
310:靜電卡盤

Claims (29)

  1. 一種控制器，其包含： 一電壓感測器，其耦合至整合在一靜電卡盤中之一加熱器跡線，用以感測橫跨該加熱器跡線之一電壓差，其中該加熱器跡線係與一加熱器區域相關聯； 耦合至該加熱器跡線之一電流感測器，其用以感測該加熱器跡線中之一電流； 一電阻識別器，用以基於該電壓差及感測到之該電流來識別該加熱器跡線之一電阻；以及 一溫度關聯器，用以基於該電阻以及該加熱器跡線之一相關函數來估計該加熱器區域之一溫度， 其中該相關函數係使用該加熱器跡線之電阻的一溫度係數。
  2. 如請求項1之控制器，其更包含： 一溫度比較器，用以比較該估計出的溫度與該加熱器區域相關聯的一期望溫度。
  3. 如請求項2之控制器，其更包含： 一功率控制器，用以基於該估計出的溫度與該期望溫度之間的一比較結果來調節傳送至該加熱器跡線的功率。
  4. 如請求項3之控制器，其中該功率控制器係利用脈寬調變來調節該功率。
  5. 如請求項3之控制器，其中: 該控制器係位於一電漿處理室之RF熱環境內，以及 該控制器係用以提供對供應至該加熱器跡線之該功率的原位調節。
  6. 如請求項3之控制器，其中該功率控制器係執行對該估計出的溫度之閉迴路分析，以調節傳送至該加熱器跡線之該功率，俾使該估計出的溫度與該期望溫度相符。
  7. 如請求項1之控制器，其中該溫度關聯器係不使用一溫度感測器來估計該溫度。
  8. 一種使用者介面，其包含: 一顯示器，用以顯示與一電漿處理室之一靜電卡盤的第一加熱器區域的相關資訊； 其中該資訊包含與該第一加熱器區域相關聯的一第一溫度； 其中該第一溫度係由一第一溫度控制器所決定，該第一溫度控制器係用以: 感測橫跨與該第一加熱器區域相關聯之一第一加熱器跡線的一電壓差； 感測該第一加熱器跡線內之一電流； 基於該電壓差以及感測到之該電流來識別該第一加熱器跡線之一電阻；以及 基於該電阻以及該第一加熱器跡線之一相關函數來估計該第一溫度。
  9. 如請求項8之使用者介面，其進一步包含: 用以基於該第一溫度來觸發一警示的邏輯。
  10. 如請求項9之使用者介面，其中該警示包含一建議，該建議係基於該資訊而提供至少一要採取的動作。
  11. 如請求項9之使用者介面，其中當該第一加熱器區域之一期望溫度與該第一溫度之間的一差異超過一閾值時，便會觸發該警示。
  12. 如請求項8之使用者介面，其中該資訊包含與該靜電卡盤之一第二加熱器區域相關聯之一第二溫度。
  13. 如請求項12之使用者介面，其中該第二溫度係由一第二溫度控制器所決定，該第二溫度控制器係用以: 感測橫跨與該第二加熱器區域相關聯之一第二加熱器跡線的一電壓差； 感測該第二加熱器跡線中之一電流； 基於該第二加熱器跡線內之該電壓差以及於該第二加熱器跡線內感測到之該電流來識別該第二加熱器跡線之一電阻；以及 基於該電阻以及該第二加熱器跡線之一相關函數來估計該第二加熱器區域之該第二溫度。
  14. 如請求項12之使用者介面，其中該第一加熱器區域與該第二加熱器區域係處於不同的水平面上。
  15. 如請求項8之使用者介面，其中該第一溫度控制器係進一步用以比較該第一溫度與該第一加熱器區域相關聯的一期望溫度。
  16. 如請求項15之使用者介面，其中該第一溫度控制器係進一步用以基於該第一溫度與該期望溫度之間的一比較結果來調節傳送至該第一加熱器跡線的一功率。
  17. 如請求項8之使用者介面， 其中該第一溫度控制器係位於該電漿處理室之RF熱環境內，以及 該第一溫度控制器係用以提供對供應至該第一加熱器跡線之該功率的原位調節。
  18. 如請求項11之使用者介面，其中該第一溫度控制器係執行對該第一溫度之閉迴路分析，以調節傳送至該第一加熱器跡線之一功率，俾使該第一溫度與該期望溫度相符。
  19. 一種控制電漿處理室中之靜電卡盤(ESC)溫度的方法，該ESC包含具有一加熱器跡線整合於其中之一加熱器區域，該加熱器跡線具有一輸入端及一輸出端且用以提供熱能至該加熱器區域，本方法之步驟包含: 供應一功率至該加熱器跡線； 感測該加熱器跡線之該輸入端與該輸出端之間的一電壓差； 感測該加熱器跡線中之一電流； 基於該感測到之電壓差及該感測到之電流來識別該加熱器跡線之一電阻；以及 基於該識別出之電阻以及該加熱器跡線之一相關函數來估計該加熱器區域之一溫度，且不使用該加熱器區域中之一溫度感測器，其中該相關函數係使用該加熱器跡線之電阻的一溫度係數。
  20. 如請求項19之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟進一步包含: 比較該估計出之該加熱器區域之該溫度與該加熱器區域相關聯的一期望溫度。
  21. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟進一步包含: 當該估計出之溫度與該加熱器區域相關聯的該期望溫度之間的一比較結果超過一閾值時，產生一警示。
  22. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟進一步包含顯示該估計出之溫度與該加熱器區域相關聯的該期望溫度之間的一比較結果。
  23. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟更包含: 基於該估計出的溫度與該加熱器區域相關聯之該期望溫度之間的一比較結果來調節供應至該加熱器跡線的該功率。
  24. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟更包含: 其中供應至該加熱器跡線之該功率係經調節，俾使該估計出的溫度與該加熱器區域相關聯之該期望溫度相符。
  25. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟更包含: 執行對該加熱器區域之該估計出的溫度以及該加熱器區域相關聯之該期望溫度的一閉迴路分析；以及 基於該閉迴路分析而利用脈寬調變來調節供應至該加熱器跡線之功率。
  26. 如請求項25之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其步驟更包含: 藉由在該電漿處理室之RF熱環境內執行該閉迴路分析來提供對供應至該加熱器跡線之該功率的原位控制。
  27. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其中該相關函數係界定了溫度與電阻之線性相關，且具有約為該加熱器跡線之電阻之該溫度係數的一斜率。
  28. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其中該相關函數係界定了溫度與電阻之非線性相關。
  29. 如請求項20之控制電漿處理室中之靜電卡盤溫度的方法，其中該相關函數係為了整合在該加熱器區域中之該加熱器跡線所界定。
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