特許 7030146 可変型温度制御式基板支持アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-24

(45)【発行日】2022-03-04

(54)【発明の名称】可変型温度制御式基板支持アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20220225BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220225BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020023169

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2020141133

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2020-02-14

(31)【優先権主張番号】62/028,260

(32)【優先日】2014-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/028,693

(32)【優先日】2014-07-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】パルキー ビジャイ ディー

(72)【発明者】

【氏名】ババヤン スティーブン イー

(72)【発明者】

【氏名】マフラチェフ コンスタンティン

(72)【発明者】

【氏名】グオ ジキアング

(72)【発明者】

【氏名】ソマー フィリップ アール

(72)【発明者】

【氏名】マロ－ル ダン エー

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５０８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２１９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０５０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２２３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８４３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１２６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６８７５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００７２０３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板支持アセンブリ上の支持面の温度を制御する方法であって、
基板支持体に形成された主抵抗ヒータに電力を印加する工程であって、支持面に所望の温度プロファイルを達成するために電力を供給する工程と、
１つ以上の温度センサを使用して、基板支持面の温度プロファイルを測定する工程と、
支持面の温度マップを作成して、複数の空間可変型ヒータのそれぞれの電力パラメーターを調整する工程であって、
調整された電力パラメーターは、主抵抗ヒータによって生成された温度プロファイルを修正して、所望の温度プロファイルを作成し、
電力パラメーターは、
供給される電力の増加に対する温度上昇率、及び
オン／オフ供給されるサイクル電力に対する温度変化率のうちの少なくとも１つを含んでいる、工程と、
温度マップに従って複数の空間可変型ヒータへの電力を制御する工程であって、各空間可変型ヒータへの電力を、ヒータ調整コントローラによって個別に独立して制御する工程とを含む方法。

【請求項2】

１つ以上の温度センサは、温度フィードバック情報をヒータ調整コントローラに提供している、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

主ヒータ電源によって主抵抗ヒータに印加される電力と、
クーリングベースの動作と、
ヒータ調整コントローラを使用して、調整ヒータ電源によって空間可変型ヒータに印加される電力とを制御する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

空間可変型ヒータは、基板支持面の温度プロファイルに局所的な調整を提供している、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

空間可変型ヒータは、温度プロファイルの偏差を約±０．３℃に低減している、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

ヒータ調整コントローラは、異なる重複する時間間隔で２つ以上の空間可変型ヒータに同時に電力を供給している、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

温度マップは、各空間可変型ヒータの電力分布カーブに温度を相関させている、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

ヒータ調整コントローラは、
各空間可変型ヒータに個別に制御可能な電力を供給するように構成された電気コントローラと、
外部コントローラに光学的に接続され、各空間可変型ヒータに電力を供給するための指示を電気コントローラに送信するように構成された光コントローラとを備えている、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

ロジックがヒータ調整コントローラの光コントローラ内にある、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

光ファイバインターフェースが光コントローラを電気コントローラに接続し、
光インターフェースは、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響下にはない、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

光ファイバインターフェースは光ファイバケーブルである、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

電気コントローラは、光コントローラに接続された光変換器をさらに有し、
光変換器は、光コントローラから空間可変型ヒータの機能を制御する信号を提供するように構成されている、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

電気コントローラは、
複数のスイッチであって、各スイッチは、正の電力リードを受け入れて、個別に空間可変型ヒータを制御している複数のスイッチをさらに有している、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

光コントローラによって、光ファイバインターフェースを介した電気コントローラへのスイッチを管理する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

ヒータ調整コントローラは、コントローラを空間可変型ヒータから隔離するＲＦフィルタを有している、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景】

【0001】

（技術分野）
本明細書で説明する実施態様は、一般的に、半導体製造に関し、より詳しくは、温度制御式基板支持アセンブリ及びその使用方法に関する。

【0002】

（関連技術の説明）
デバイスパターンの特徴的寸法（フィーチャーサイズ）が小さくなるのに伴い、それらの特徴（フィーチャー）の臨界寸法（ＣＤ：クリティカルディメンジョン）の要件が、安定しかつ反復可能なデバイス性能のより重要な判定基準となっている。処理チャンバ内で処理された基板中の許容ＣＤ偏差は、処理チャンバ及び基板の温度、フローコンダクタンス、ＲＦフィールド等のチャンバの非対称性により、達成が困難である。

【0003】

静電チャックを利用した処理では、基板下のチャックの不均一な構造のため、基板表面内の均一な温度制御がより困難である。例えば、静電チャックのいくつかの領域はガス孔を有し、一方で他の領域はガス孔から横方向にオフセットするリフトピン孔を有している。さらに他の領域はチャッキング電極を有し、一方で他の領域にはチャッキング電極から横方向にオフセットするヒータ電極を有している。静電チャックの構造は横方向及び方位角方向の両方に異なる可能性があるため、チャックと基板との間の熱伝達の均一性は複雑であり達成は極めて困難であり、その結果、チャック表面中に局所的に高温点と低温点が発生し、そのため、基板表面に沿って不均一な処理結果をもたらすことになる。

【0004】

チャックと基板との間の熱伝達の横方向及び方位角方向の均一性は、静電チャックが載置される従来の基板支持体に一般的に利用されている熱伝達体系により、さらに複雑にされている。例えば、従来の基板支持体は一般的に縁部から中心までの温度制御のみを有していた。そのため、従来の基板支持体の熱伝達の特徴を利用しながら、静電チャック内の局所的な高温点及び低温点を補償することはできない。

【0005】

従って、改善された基板支持アセンブリが必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

本明細書に記載する実施態様は、静電チャックと発熱アセンブリとの間の熱伝達の横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にする基板支持アセンブリを提供する。基板支持アセンブリは、基板支持面及び下面を有する本体と、本体内に配置された１つ以上の主抵抗ヒータと、本体内に配置された複数の空間可変型ヒータと、複数の空間可変型ヒータに結合され、複数の空間可変型ヒータのうちの１つへの出力を複数の空間可変型ヒータの他への出力に対して個別に制御するように構成された可変型ヒータコントローラとを備えている。

【0007】

ある実施形態において、基板支持アセンブリは、基板と、複数のスロットが貫通形成されたクーリングベースと、基板支持面及び下面を有する本体と、本体内に配置された１つ以上の主抵抗ヒータと、本体内に配置された複数の空間可変型ヒータと、複数の空間可変型ヒータに結合され、複数の空間可変型ヒータのうちの１つへの出力を複数の空間可変型ヒータの他への出力に対して個別に制御するように構成された可変型ヒータコントローラとを備えている。

【0008】

さらに別の実施形態において、ワークピースの温度を制御する方法を提供する。この方法は、基板支持体内に作成された主抵抗ヒータに電力を印加するステップと、複数の空間可変型ヒータに電力を供給するステップであって、それぞれの空間可変型ヒータへの電力はヒータ調整コントローラによって個別に制御されているステップと、基板支持体上でワークピースを処理するステップと、処理条件又は処理法の変更に対応してそれぞれの空間可変型ヒータに供給される電力を変更するステップを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本発明の上述の特徴が詳細に理解できるように、簡単に要約した上述の発明のより詳細な説明を、そのうちのいくつかを添付図面に示した実施態様を参照しながら行う。しかし、本発明は他の同等に有効な実施態様を容認し得るため、添付図面は本発明の典型的な実施態様を示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことに留意すべきである。

【図1】基板支持アセンブリの一実施形態を有する処理チャンバの模式的な断面側面図である。

【図2】基板支持アセンブリの詳細部の模式的な一部断面側面図である。

【図3A】～

【図3E】基板支持アセンブリ内の空間可変型ヒータ及び主抵抗ヒータの様々な位置を示す模式的な一部側面図である。

【図4A】図２の切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図4B】～

【図4D】図２の切断線Ａ－Ａに沿った断面図であり、空間可変型ヒータの他のレイアウトを示している。

【図5】空間可変型ヒータ及び主抵抗ヒータの配線模式図のグラフィック描写である。

【図6】空間可変型ヒータ及び主抵抗ヒータの他の配線模式図のグラフィック描写である。

【図7】図６に示す配線模式図に対して構成された基板支持アセンブリの底部斜視図である。

【図8】図６に示す配線模式図に対して構成されたクーリングベースの底部斜視図である。

【図9】基板支持アセンブリを利用した基板を処理する方法の一実施形態の流れ図である。

【図10】静電チャックをコントローラに接続するためのはめ合わせコネクタの断面図である。

【0010】

理解を容易にするため、可能な場合は図面に共通する同一の構成要素を示すために同一の参照番号を用いた。一実施態様に開示された構成要素は、特に詳述することなく、他の実施態様に有利に使用してもよいと考えられる。

【詳細な説明】

【0011】

本明細書に記載する実施態様は、基板支持アセンブリを含む静電チャックの温度の横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にし、次いで、基板支持アセンブリ上で処理される基板の横方向の温度プロファイルの横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にする基板支持アセンブリを提供する。さらに、基板支持アセンブリはまた、基板上の局所的な高温点又は低温点を実質的に除去することも可能にする。基板支持アセンブリ上で処理される基板の横方向の温度プロファイルの調整を行う方法も本明細書に記載する。以下に説明する基板支持アセンブリはエッチング処理チャンバ内に配置されているが、他のタイプのプラズマ処理チャンバ、中でも、物理蒸着チャンバ、化学蒸着チャンバ、イオン注入チャンバ等、及び横方向の温度プロファイルの方位角方向の調整が望ましい他のシステムに利用してもよい。また、空間可変型ヒータは半導体の処理に使用されないものも含む、他の表面の温度制御にも利用してもよいと考えられる。

【0012】

１つ以上の実施形態において、基板支持アセンブリは、基板の温度を温度、流動コンダクタンス、電界、プラズマ密度等のチャンバの不均一性の補償に利用させることによって、エッチング、蒸着、注入等の真空処理の間、基板の縁部で臨界寸法（ＣＤ）ばらつきの補正を可能にする。さらに、いくつかの実施形態は、基板中の温度の均一性を約摂氏±０．３度未満に制御する性能を示した。

【0013】

図１は、基板支持アセンブリ１２６を備えた例示的なエッチング処理チャンバ１００の模式的な断面図である。上述のように、基板支持アセンブリ１２６は、他の処理チャンバ、中でも、プラズマ処理チャンバ、焼き鈍しチャンバ、物理蒸着チャンバ、化学蒸着チャンバ、及びイオン注入チャンバ等、ならびに基板等のワークピースの表面の温度プロファイルの制御が可能であることが望ましい他のシステムに利用してもよい。表面内の多くの離散的領域中の温度の個別的かつ局所的な制御は、温度プロファイルの方位角方向の調整、温度プロファイルの中心から縁部への調整、ならびに高温点及び低温点等の局所的な温度の隆起の削減を可能とするため有利である。

【0014】

処理チャンバ１００は、接地されたチャンバ本体１０２を含んでいる。チャンバ本体１０２は、内容積１２４を囲む壁部１０４、底部１０６及び蓋部１０８を含んでいる。基板支持アセンブリ１２６は、内容積１２４内に配置されて、処理中、その上に基板１３４を支持する。

【0015】

処理チャンバ１００の壁部１０４は、基板１３４を内容積１２４にロボット制御で入出してもよい開口部（図示せず）を含んでいる。チャンバ本体１０２の壁部１０４又は底部１０６のうちの１つにポンピング口１１０が形成され、ポンピングシステム（図示せず）に流体連結されている。ポンピングシステムは、処理チャンバ１００の内容積１２４内の真空環境を維持するために利用される一方で、処理の副生成物を除去する。

【0016】

ガスパネル１１２は、チャンバ本体１０２の蓋部１０８又は壁部１０４のうちの少なくとも１つを貫通して形成された１つ以上の吸入口１１４を介して処理チャンバ１００の内容積１２４へプロセスガス及び／又は他のガスを供給する。ガスパネル１１２によって供給されたプロセスガスは、内容積１２４内で励起されて基板支持アセンブリ１２６上に配置された基板１３４を処理するために利用されるプラズマ１２２を形成する。プロセスガスは、チャンバ本体１０２の外側に配置されたプラズマアプリケータ１２０からプロセスガスへ誘導的に結合されたＲＦ電力で励起してもよい。図１に示す実施形態において、プラズマアプリケータ１２０は、整合回路１１８を介してＲＦ電源１１６に結合された一対の同軸コイルである。

【0017】

コントローラ１４８は、処理チャンバ１００に結合されて、処理チャンバ１００の動作及び基板１３４の処理を制御する。コントローラ１４８は、様々なサブプロセッサ及びサブコントローラを制御するための工業環境に使用できる汎用データ処理システムのあらゆる形態のうちの１つであってもよい。コントローラ１４８は、大略的に、他の共通の構成要素のうち、メモリ１７４及び入出力（Ｉ／Ｏ）回路１７６に連通された中央処理装置（ＣＰＵ）１７２を含んでいる。コントローラ１４８のＣＰＵによって実行されるソフトウエアのコマンドは、例えば、処理チャンバに、エッチングガス混合物（すなわち、プロセスガス）を内容積１２４に導入させ、プラズマアプリケータ１２０からＲＦ電力を印加することによってプロセスガスからプラズマ１２２を形成させ、ならびに基板１３４上の材料の層のエッチングを行わせる。

【0018】

基板支持アセンブリ１２６は、大略的に、少なくとも１つの基板支持体１３２を含んでいる。基板支持体１３２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ってもよい。図１の実施形態において、基板支持体１３２は静電チャックであり、以下に静電チャック１３２として説明する。基板支持アセンブリ１２６はさらに、ヒータアセンブリ１７０を含んでいてもよい。基板支持アセンブリ１２６はまた、クーリングベース１３０も含んでいてもよい。あるいは、クーリングベースは基板支持アセンブリ１２６とは別個に設けられていてもよい。基板支持アセンブリ１２６は、支持架台１２５に取外し可能に結合されていてもよい。支持架台１２５は、台座１２８及びファシリティプレート１８０を含んでいてもよく、チャンバ本体１０２に取り付けられる。基板支持アセンブリ１２６は、定期的に支持架台１２５から取外されて基板支持アセンブリ１２６の１つ以上の構成要素の改修が可能になるようにしてもよい。

【0019】

ファシリティプレート１８０は、複数のリフトピンを昇降するように構成された複数の駆動機構を収容するように構成されている。さらに、ファシリティプレート１８０は、静電チャック１３２及びクーリングベース１３０からの複数の流体接続を収容するように構成されている。ファシリティプレート１８０はまた、静電チャック１３２及びヒータアセンブリ１７０からの複数の電気接続も収容するように構成されている。無数の接続が基板支持アセンブリ１２６の外部又は内部に延びていてもよく、一方でファシリティプレート１８０はそれぞれの終端への接続のためのインターフェースを提供している。

【0020】

静電チャック１３２は取付面１３１と、取付面１３１の反対側のワークピース面１３３とを有している。静電チャック１３２は全体として、誘電体１５０に埋設されたチャッキング電極１３６を含んでいる。チャッキング電極１３６は、単極もしくは二極電極、又は他の適切な配置で構成されていてもよい。チャッキング電極１３６は、ＲＦフィルタ１８２を介して、誘電体１５０の上面に基板１３４を静電固定するためのＲＦ又はＤＣ電力を供給するチャッキング電源１３８に結合される。ＲＦフィルタ１８２は、処理チャンバ１００内でプラズマ１２２を形成するために利用されるＲＦ電力がチャンバ外の電気機器へのダメージ又は電気的障害を引き起こすことを阻止している。誘電体１５０はＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３等のセラミック材料から作られていてもよい。あるいは、誘電体１５０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のポリマーから作られていてもよい。

【0021】

静電チャック１３２のワークピース面１３３は、基板１３４と静電チャック１３２のワークピース面１３３との間に設けられた間隙に背面伝熱ガスを供給するためのガス流路（図示せず）を含んでいてもよい。静電チャック１３２はまた、処理チャンバ１００とのロボット移送を容易にするために、静電チャック１３２のワークピース面１３３の上に基板１３４を上昇させるためのリフトピンを収容するリフトピン孔（何れも図示せず）を含んでいてもよい。

【0022】

温度制御されたクーリングベース１３０は、伝熱流体源１４４に連結されている。伝熱流体源１４４は、クーリングベース１３０内に設けられた１つ以上の導管１６０を通して循環する液体、ガス又はその組み合わせ等の伝熱流体を供給する。隣接する導管１６０を流れる流体は、静電チャック１３２とクーリングベース１３０の他の領域との間の熱伝導の局所的な制御を可能にするために隔離されていてもよく、これにより基板１３４の横方向の温度プロファイルの制御を支援する。

【0023】

伝熱流体源１４４の放出口と温度制御されたクーリングベース１３０との間に、流体分配器が流体結合されていてもよい。流体分配器は、導管１６０に供給される伝熱流体の量を制御するように動作する。流体分配器は、処理チャンバ１００の外側、基板支持アセンブリ１２６内、台座１２８内、又は他の適切な位置に配置してもよい。

【0024】

ヒータアセンブリ１７０は、本体１５２内に埋設された１つ以上の主抵抗ヒータ１５４及び／又は複数の空間可変型ヒータ１４０を含んでいてもよい。主抵抗ヒータ１５４は、基板支持アセンブリ１２６の温度をチャンバ処理を実行するための温度に上昇させるために設けられていてもよい。空間可変型ヒータ１４０は、主抵抗ヒータ１５４を補足するものであり、主抵抗ヒータ１５４が規定する複数の横方向に分離された発熱領域のうちのいずれか１つ以上内の複数の分離した位置の静電チャック１３２の局所温度を調整するように構成されている。空間可変型ヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６に配置された基板の温度プロファイルに局所的な調整を行う。従って、主抵抗ヒータ１５４は全体的なマクロスケールで動作する一方で、空間可変型ヒータ１４０は局所的なマイクロスケールで動作する。

【0025】

主抵抗ヒータ１５４は、ＲＦフィルタ１８４を介して主ヒータ電源１５６に結合されている。電源１５６は、主抵抗ヒータ１５４に９００ワット以上の電力を供給してもよい。コントローラ１４８は主ヒータ電源１５６の動作を制御してもよく、電源は大略的に基板１３４を概ね所定の温度に加熱するように設定されている。一実施形態において、主抵抗ヒータ１５４は横方向に分離された加熱領域を含んでおり、コントローラ１４８は主抵抗ヒータ１５４の１つの領域が他の領域の１つ以上に配置された主抵抗ヒータ１５４に対して優先的に加熱されることを可能にする。例えば、主抵抗ヒータ１５４は分離された複数の加熱領域に同心円状に配置してもよい。

【0026】

空間可変型ヒータ１４０は、ＲＦフィルタ１８６を介して調整ヒータ電源１４２に結合されている。調整ヒータ電源１４２は、空間可変型ヒータ１４０に１０ワット以下の電力を供給してもよい。一実施形態において、調整ヒータ電源１４２が供給する電力は、主抵抗ヒータの電源１５６が供給する電力より一桁小さい。空間可変型ヒータ１４０はさらに、ヒータ調整コントローラ２０２に結合されていてもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、基板支持アセンブリ１２６の内部又は外部に配置してもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、基板支持アセンブリ１２６中に横方向に分散された各空間可変型ヒータ１４０で局部的に生成された熱を制御するために、調整ヒータ電源１４２から個々の又はグループの空間可変型ヒータ１４０に供給された電力を管理してもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、複数の空間可変型ヒータ１４０のうちの１つのための出力を、複数の空間可変型ヒータ１４０のうちの他への出力に対して個別に制御するように構成されている。光変換器１７８は、ヒータ調整コントローラ２０２をコントローラ１４８に結合して、処理チャンバ１００でＲＦエネルギーの影響からコントローラ１４８を分離するようにしてもよい。

【0027】

一実施形態において、１つ以上の主抵抗ヒータ１５４及び／又は空間可変型ヒータ１４０は、静電チャック１３２内に形成されてもよい。基板支持アセンブリ１２６は、ヒータアセンブリ１７０無しに、クーリングベース１３０上に静電チャック１３２を直接配置して形成してもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、クーリングベースに隣接して配置して、個々の空間可変型ヒータ１４０を選択的に制御するようにしてもよい。

【0028】

静電チャック１３２は、主ヒータ電源１５６によって主抵抗ヒータ１５４に印加される電力を制御し、クーリングベース１３０の動作を制御し、かつ調整ヒータ電源１４２によって空間可変型ヒータ１４０に印加される電力を制御するために、コントローラ１４８に温度フィードバック情報を提供するための１つ以上の温度センサ（図示せず）を含んでいてもよい。

【0029】

処理チャンバ１００内の基板１３４のための表面の温度は、ポンプによるプロセスガスの排出、スリットバルブドア、プラズマ１２２及び他の要因による影響を受けるかもしれない。クーリングベース１３０、１つ以上の主抵抗ヒータ１５４、及び空間可変型ヒータ１４０は全て、基板１３４の表面温度の制御を支援する。

【0030】

主抵抗ヒータ１５４の２領域構成において、主抵抗ヒータ１５４は、一方の領域から他方の領域に摂氏約±１０度の偏差で処理するのに適した温度に基板１３４を加熱するために使用してもよい。主抵抗ヒータ１５４の４領域アセンブリでは、特定の領域内で摂氏約±１．５度の偏差で処理するのに適した温度に基板１３４を加熱するために使用してもよい。各領域は、処理条件及びパラメータに応じて約摂氏０度から約摂氏２０度の範囲で、隣接する領域と異なっていてもよい。しかし、基板の臨界寸法の偏差を最小化する必要性により、基板表面の所定の処理温度の許容偏差が削減された。基板１３４の表面温度の偏差を二分の一度にすることにより、その内部構造の構成の差異を１ナノメートル程度にしてもよい。空間可変型ヒータ１４０は、温度プロファイルの偏差を摂氏±０．３度に削減することにより、主抵抗ヒータ１５４によって生成される基板１３４の表面の温度プロファイルを改善する。所望の結果を得るために空間可変型ヒータ１４０を使用することにより、基板１３４の各領域にわたる温度プロファイルは均一化されるか、又は所定の方法で正確に変化させてもよい。

【0031】

図２は、基板支持アセンブリ１２６の一部を示す模式的な一部断面図である。図２に含まれる部分は、静電チャック１３２、クーリングベース１３０、ヒータアセンブリ１７０及びファシリティプレート１８０である。

【0032】

ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、ポリイミド等のポリマーで作られていてもよい。本体１５２は、平面形態において概して筒状であってもよいが、他の幾何形状に形成されていてもよい。本体１５２は上面２７０と下面２７２とを有している。上面２７０は静電チャック１３２に面しており、下面２７２はクーリングベース１３０に面している。

【0033】

ヒータアセンブリ１７０の本体１５２は、２つ以上の誘電層（図２では、３つの誘電層２６０、２６２、２６４として示す）から形成され、加圧下で層２６０、２６２、２６４を加熱して単体の本体１５２を形成してもよい。例えば、本体１５２は、主抵抗ヒータ１５４及び空間可変型ヒータ１４０を分離する、ポリイミド層２６０、２６２、２６４から形成され、これらの層を加圧下で加熱してヒータアセンブリ１７０の単体の本体１５２を形成してもよい。空間可変型ヒータ１４０は、本体１５２を形成する前に第１、第２又は第３の層２６０、２６２、２６４の中、上又は間に配置されてもよい。さらに、層２６０、２６２、２６４のうちの少なくとも１つがヒータ１５４、１４０を分離して電気的に絶縁した状態で、第１、第２又は第３の層２６０、２６２、２６４の中、上又は間に、それらを組み立てる前に、主抵抗ヒータ１５４を配置してもよい。このように、空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４はヒータアセンブリ１７０の一体部分となる。

【0034】

主抵抗ヒータ１５４及び空間可変型ヒータ１４０の位置の他の構成としては、ヒータ１５４、１４０の一方又は両方を静電チャック１３２の中又は下に配置してもよい。図３Ａ～図３Ｅは、空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４の様々な位置を詳述する基板支持アセンブリ１２６の部分概略図であるが、全ての実施形態に限定するものではない。

【0035】

図３Ａに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６はヒータアセンブリ（１７０）及び空間可変型ヒータ１４０を備えておらず、主抵抗ヒータ１５４は静電チャック１３２内の、例えばチャッキング電極１３６の下方に配置されている。空間可変型ヒータ１４０を主抵抗ヒータ１５４の下方に示しているが、かわりに、空間可変型ヒータ１４０を主抵抗ヒータ１５４の上方に配置してもよい。図３Ｂに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６のヒータアセンブリ１７０は空間可変型ヒータ１４０を含んでおり、主抵抗ヒータ１５４は静電チャック１３２内の、例えばチャッキング電極１３６の下方に配置されている。かわりに、空間可変型ヒータ１４０を静電チャック１３２内に配置して、主抵抗ヒータ１５４をヒータアセンブリ１７０内に配置してもよい。図３Ｃに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６のヒータアセンブリ１７０は主抵抗ヒータ１５４をその中に配置して備えている。空間可変型ヒータ１４０は静電チャック１３２内の、例えばチャッキング電極１３６の下方に配置されている。図３Ｄに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６のヒータアセンブリ１７０は空間可変型ヒータ１４０をその中に配置して備え、主抵抗ヒータ１５４はヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２のうちの１つの上に配置されている。ヒータアセンブリ１７０は空間可変型ヒータ１４０をクーリングベース１３０から隔離している。図３Ｅに示す実施形態では、基板支持アセンブリ１２６のヒータアセンブリ１７０は主抵抗ヒータ１５４をその中に配置して備えている。空間可変型ヒータ１４０はヒータアセンブリ１７０の中又は上の、例えば静電チャック１３２の下方に配置されている。空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４は他の向きに配置されていてもよいことが考えられる。例えば、基板支持アセンブリ１２６は基板１３４を加熱するために複数の空間可変型ヒータ１４０のみを備えていてもよい。一実施形態において、空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４は基板支持アセンブリ１２６内で互いの下に直接配置されている。空間可変型ヒータ１４０は基板支持アセンブリ１２６が支持する基板１３４の温度プロファイルの微調整を制御する。

【0036】

図２に戻ると、空間可変型ヒータ１４０はヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２の上又は中に形成又は配置されていてもよい。空間可変型ヒータ１４０はめっき、インクジェット印刷、スクリーン印刷、物理蒸着、スタンピング、ワイヤーメッシュ、ポリイミドフレックス回路パターン形成、又は他の適切な方法で形成してもよい。空間可変型ヒータ１４０からヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２の外面への接続を提供するために、ヒータアセンブリ１７０又は静電チャック１３２内にビアを形成してもよい。例えば、静電チャック１３２の本体１５０内において、空間可変型ヒータ１４０と本体１５０の取付面１３１との間にビアが形成されている。あるいは、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２内において、空間可変型ヒータ１４０とクーリングベース１３０に隣接する本体１５２の表面との間にビアが形成されている。このようにして、基板支持アセンブリ１２６の作成が簡素化される。一実施形態において、空間可変型ヒータ１４０は、ヒータアセンブリ１７０を形成する間にヒータアセンブリ１７０内に配置される。別の実施形態では、空間可変型ヒータ１４０は、静電チャック１３２の取付面１３１上に直接配置される。例えば、空間可変型ヒータ１４０は、静電チャック１３２の取付面１３１に接着可能なシート状であってもよく、あるいは他の手段で空間可変型ヒータを堆積させてもよい。例えば、空間可変型ヒータ１４０は、取付面１３１上に、物理蒸着、化学蒸着、スクリーン印刷又は他の適切な方法で堆積させることができる。主抵抗ヒータ１５４は、上記のように静電チャック１３２又はヒータアセンブリ１７０内に配置することができる。

【0037】

主抵抗ヒータ１５４は、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２又は静電チャック１３２の上又は中に形成又は配置されていてもよい。主抵抗ヒータ１５４は、めっき、インクジェット印刷、スクリーン印刷、物理蒸着、スタンピング、ワイヤーメッシュ又は他の適切な方法で作成してもよい。このようにして、基板支持アセンブリ１２６の作成が簡素化される。一実施形態において、主抵抗ヒータ１５４は、ヒータアセンブリ１７０を形成する間にヒータアセンブリ１７０内に配置される。別の実施形態では、主抵抗ヒータ１５４は、静電チャック１３２の取付面１３１上に直接配置される。例えば、主抵抗ヒータ１５４は、静電チャック１３２の取付面１３１に接着可能なシート状であってもよく、あるいは他の手段で主抵抗ヒータ１５４を堆積させてもよい。例えば、主抵抗ヒータ１５４は、取付面１３１上に、物理蒸着、化学蒸着、スクリーン印刷又は他の適切な方法で堆積させることができる。空間可変型ヒータ１４０は、上記のように静電チャック１３２又はヒータアセンブリ１７０内に配置することができる。

【0038】

いくつかの実施形態において、主抵抗ヒータ１５４は、空間可変型ヒータ１４０と同様に作成してもよく、そのような実施形態では、空間可変型ヒータ１４０を追加することによる利益無しに任意で利用してもよい。換言すると、基板支持アセンブリ１２６の主抵抗ヒータ１５４は、それら自体が空間的に可変であってよく、すなわち、複数の目立たない抵抗発熱要素に分割されていてもよい。主抵抗ヒータ１５４を小さな抵抗ヒータの形態に分割することにより、基板１３４の表面上の高温点及び低温点の局所的な制御が可能となる。空間可変型ヒータ１４０の追加の層は、温度制御の必要性のレベルによって、任意である。

【0039】

ヒータアセンブリ１７０は、結合剤２４４を利用して静電チャック１３２の取付面１３１に結合してもよい。結合剤２４４は、アクリル系接着剤、エポキシ、ケイ素系接着剤、ネオプレン系接着剤又は他の適切な接着剤等の接着剤であってもよい。一実施形態において、結合剤２４４はエポキシである。結合剤２４４は、０．０１～２００Ｗ／ｍＫの範囲、例示的な一実施形態では、０．１～１０Ｗ／ｍＫの範囲に選択された熱伝導率を有していてもよい。結合剤２４４を備える接着剤の材料はさらに、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）等の、少なくとも１つの熱伝導性セラミックフィラーも含んでいてもよい。

【0040】

一実施形態において、ヒータアセンブリ１７０は、結合剤２４２を利用してクーリングベース１３０に結合される。結合剤２４２は結合剤２４４と同様のものでよく、アクリル系接着剤、エポキシ、ネオプレン系接着剤又は他の適切な接着剤等の接着剤であってもよい。一実施形態において、結合剤２４２はエポキシである。結合剤２４２は、０．０１～２００Ｗ／ｍＫの範囲、例示的な一実施形態では、０．１～１０Ｗ／ｍＫの範囲に選択された熱伝導率を有していてもよい。結合剤２４２を備える接着剤の材料はさらに、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）等の、少なくとも１つの熱伝導性セラミックフィラーも含んでいてもよい。

【0041】

結合剤２４４、２４２は、静電チャック１３２、クーリングベース１３０及びヒータアセンブリ１７０のうちの１つ又は両方を改修するときに除去してもよい。他の実施形態では、ヒータアセンブリ１７０は、締結具又はクランプ（図示せず）を利用して、静電チャック１３２及びクーリングベース１３０に着脱可能に結合されている。

【0042】

ヒータアセンブリ１７０は、模式的に空間可変型ヒータ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃとして示す、複数の空間可変型ヒータ１４０を含んでいる。空間可変型ヒータ１４０は大略的に、複数の抵抗ヒータがヒータアセンブリ１７０と静電チャック１３２との間の熱伝達を実行するヒータアセンブリ１７０内に囲まれた容積である。各空間可変型ヒータ１４０は、ヒータアセンブリ１７０中に横方向に配置され、これによりヒータアセンブリ１７０内にセル２００を規定し、そのセル２００を整列させるヒータアセンブリ１７０（及び主抵抗ヒータ１５４の一部）の領域に局所的にさらなる加熱を行うようにしてもよい。ヒータアセンブリ１７０内に形成された空間可変型ヒータ１４０の数は変更してもよく、主抵抗ヒータ１５４の数よりも少なくとも一桁大きい数の空間可変型ヒータ１４０（及びセル２００）が存在すると考えられる。ヒータアセンブリ１７０が４つの主抵抗ヒータ１５４を備える一実施形態において、空間可変型ヒータ１４０は４０を超える数であってもよい。しかし、３００ｍｍの基板に使用するように構成された基板支持アセンブリ１２６の所定の実施形態において、空間可変型ヒータ１４０は約２００、約４００又はそれよりも多い数であってもよいと考えられる。空間可変型ヒータ１４０の例示的な配置を、図４Ａ～図４Ｄを参照しながら、さらに以下に説明する。

【0043】

セル２００は、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２を備える１つ以上の層２６０、２６２、２６４を通して形成されていてもよい。一実施形態において、セルは本体１５２の下面及び上面２７２、２７２に開口している。セルは側壁２１４を含んでいてもよい。側壁２１４は、サーマルチョーク２１６として機能する材料（又は間隙）でできていてもよい。サーマルチョーク２１６は、本体１５２の上面２７０に形成されている。サーマルチョーク２１６は隣接するセル２００の間の伝導を分離及び削減する。従って、各空間可変型ヒータ１４０に供給される電力、及び必然的にセル２００を介する熱伝導を個々に独立して制御することにより、温度制御のためのピクセルごとのアプローチを実現し、基板１３４の特定の位置を加熱又は冷却することを可能にすることができ、それにより基板１３４の表面の正確なアドレス指定可能な横方向の温度プロファイルの調整及び制御が可能となる。

【0044】

径方向最外側のセル２００と本体１５２の横方向最外側の側壁２８０との間に、さらにサーマルチョーク２１６を形成してもよい。セル２００と本体１５２の横方向最外側の側壁２８０との間に配置されたこの最外側のサーマルチョーク２１６は、横方向最外側の側壁２８０に隣接するセル２００と処理チャンバ１００の内容積１２４との間の熱伝導を最小化する。これにより、基板支持アセンブリ１２６の縁部により近い位置でのより正確な温度制御が可能となり、結果として、基板１３４の外径縁部の温度制御が改善される。

【0045】

各空間可変型ヒータ１４０は、ヒータ調整コントローラ２０２に独立して結合されていてもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は基板支持アセンブリ１２６内に配置されていてもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、ヒータアセンブリ１７０内の空間可変型ヒータ１４０の温度を、各セル２００で他のセル２００に対して調整してもよく、あるいは、ヒータアセンブリ１７０内の空間可変型ヒータ１４０群の温度を、セル２００群内で他のセル２００群に対して調整してもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、個々の空間可変型ヒータ１４０のためのオン／オフ状態の切り替え又はデューティサイクルの制御を行ってもよい。あるいは、ヒータ調整コントローラ２０２は、個々の空間可変型ヒータ１４０に供給される電力の量を制御してもよい。例えば、ヒータ調整コントローラ２０２は、１つ以上の空間可変型ヒータ１４０に１０ワットの電力を供給し、他の空間可変型ヒータ１４０に９ワットの電力を供給し、さらに他の空間可変型ヒータ１４０に１ワットの電力を供給してもよい。

【0046】

一実施形態において、各セル２００は、例えばサーマルチョーク２１６を使用して隣接するセル２００から熱隔離されていてもよく、それにより、より正確な温度制御が可能となる。別の実施形態において、各セル２００は、隣接するセルに熱結合されて、ヒータアセンブリ１７０の上面２７０に沿った類似する（すなわち、平滑な又は混合した）温度プロファイルを作成してもよい。例えば、アルミニウム箔等の金属層を主抵抗ヒータ１５４と空間可変型ヒータ１４０との間の熱スプレッダとして使用してもよい。

【0047】

個別に制御可能な空間可変型ヒータ１４０を使用して主抵抗ヒータ１５４によって生成された温度プロファイルをならす又は修正することによって、基板中の局所的な温度の均一性を極めて小さい許容範囲に制御することが可能になり、それにより基板１３４の処理において精密な処理及びＣＤ制御が可能となる。さらに、主抵抗ヒータ１５４に対して空間可変型ヒータ１４０を小型かつ高密度にすることで、基板支持アセンブリ１２６の特定の位置の温度制御が、隣接する領域の温度に実質的に影響を与えることなく可能となり、それにより局所的な高温点及び低温点をスキューイング又は他の温度の非対称性を招くことなく補うことが可能となる。複数の空間可変型ヒータ１４０を備えた基板支持アセンブリ１２６は、その上で処理された基板１３４の温度の均一性を摂氏約±０．３度未満に制御する性能を示してきた。

【0048】

基板支持アセンブリ１２６のいくつかの実施形態の別の利点は、ＲＦ電力が制御回路を通ることを阻止する性能である。例えば、ヒータ調整コントローラ２０２は、電力回路２１０と光コントローラ２２０とを含んでいてもよい。電力回路２１０は空間可変型ヒータ１４０に結合されている。各空間可変型ヒータ１４０は、電力回路２１０に接続された一対のパワーリード（コネクタ２５０）を備えている。５０個の空間可変型ヒータ１４０を備えた例示的なヒータアセンブリ１７０では、空間可変型ヒータ１４０を制御するために、６０個の高温及び１つの共通パワーリード（コネクタ２５０）が必要である。プラズマを形成するための処理チャンバ１００に供給されるＲＦエネルギーはパワーリードに結合される。図１に示すＲＦフィルタ１８２、１８４、１８６等のフィルタが、主ヒータ電源１５６等の電気機器をＲＦエネルギーから保護するために使用される。パワーリード（コネクタ２５０）を電力回路２１０で終端し、かつ各空間可変型ヒータ１４０に対して光コントローラ２２０を利用することによって、電力回路２１０と電源１５６との間に単一のＲＦフィルタ１８４のみが必要となる。専用ＲＦフィルタを備えた各ヒータの代わりに、空間可変型ヒータは要求されるＲＦフィルタの数を著しく削減する１つのＲＦフィルタを使用することができる。専用ＲＦフィルタのための空間は大変限定されており、基板支持アセンブリ内に利用されるヒータの数も限定されている。従って、主ヒータ領域の数は限定されておらず、空間可変型ヒータの実装が可能となる。従って、電力回路２１０を光コントローラ２２０と共に使用することにより、ヒータをより多くすることを可能とし、その結果、優れた横方向の温度制御を可能とする。

【0049】

電力回路２１０は複数のコネクタ２５０への電力を切り替え又は循環させてもよい。電力回路２１０は、１つ以上の空間可変型ヒータ１４０を起動するために各コネクタ２５０に電力を供給する。電源が最終的に複数の空間可変型ヒータ１４０に電力を供給するが、電力回路２１０は単一の電源、すなわち調整ヒータ電源１４２を有しており、従って単一のフィルタ１８４のみを必要とするのみである。有利なことに、追加的なフィルタのための空間及び費用を削減する一方、多数のヒータ及びヒータ領域の使用を可能にする。

【0050】

光コントローラ２２０は、光ファイバケーブル等の光ファイバインターフェース２２６によって電力回路２１０に結合されて、コネクタ２５０に供給される電力を制御し、従って空間可変型ヒータ１４０を制御するようにしてもよい。光コントローラ２２０は、光導波路２２８を介して光変換器１７８に結合されていてもよい。光変換器１７８は、空間可変型ヒータ１４０の機能を制御する信号を提供するためのコントローラ１４８に結合されている。光ファイバインターフェース２２６及び光導波路２２８は、電磁干渉又は高周波（ＲＦ）エネルギーの影響下にはない。従って、コントローラ１４８をヒータ調整コントローラ２０２からのＲＦエネルギー伝導から保護するためのＲＦフィルタは必要なく、それにより基板支持アセンブリ１２６内に他のユーティリティへのルーティングのためのより多い空間の確保が可能となる。

【0051】

光コントローラ２２０は、電力回路２１０に各空間可変型ヒータ１４０又は空間可変型ヒータ１４０の群／領域を調整するためのコマンド、又は指示を送信してもよい。各空間可変型ヒータ１４０は、正のリード及び負のリードの組み合わせ、すなわち電力回路２１０に取り付けられたコネクタ２５０を使用して起動してもよい。電力は、電力回路２１０から正のリードを通って空間可変型ヒータ１４０に流れ、負のリードを通って電力回路２１０へ戻るようにしてもよい。一実施形態において、負のリードは空間可変型ヒータ１４０の中で共有されている。従って、空間可変型ヒータ１４０はそれぞれ、個々の専用の正のリードを備え、共通の負のリードを共有すると考えられる。この構成では、電力回路２１０から複数の空間可変型ヒータ１４０へのコネクタ２５０の数は空間可変型ヒータ１４０の数よりも多くなる。例えば、基板支持アセンブリ１２６が１００個の空間可変型ヒータ１４０を備える場合、空間可変型ヒータ１４０と電力回路２１０との間に、１００個の正のリード及び１個の負のリードで、合計１０１個のコネクタ２５０が存在すると考えられる。別の実施形態では、各空間可変型ヒータ１４０は空間可変型ヒータ１４０を電力回路２１０に接続する別個の負のリードを備えている。この構成では、電力回路２１０から空間可変型ヒータ１４０へのコネクタ２５０の数は、空間可変型ヒータ１４０の数の２倍になる。例えば、基板支持アセンブリ１２６が１００個の空間可変型ヒータ１４０を備える場合、空間可変型ヒータ１４０と電力回路２１０との間に、１００個の正のリード及び１００個の負のリードで、合計２００個のコネクタ２５０が存在すると考えられる。光コントローラ２２０は、各空間可変型ヒータ１４０での温度を測定することにより、プログラムされ校正されてもよい。光コントローラ２２０は、個々の空間可変型ヒータ１４０に対する電力パラメータを調節することによって温度を制御してもよい。一実施形態において、温度は、空間可変型ヒータ１４０に対する増分電力の増加で調節されてもよい。例えば、温度上昇は、空間可変型ヒータ１４０に供給される電力の、例えば９％増加等の、パーセンテージ増加で得られてもよい。別の実施形態では、温度は空間可変型ヒータ１４０をオン／オフ循環させることによって調節してもよい。さらに別の実施形態では、温度は各空間可変型ヒータ１４０への電力を循環及び増分調整することの組み合わせによって調節してもよい。この方法を使用して温度マップが得られるであろう。マップは、ＣＤ又は温度を、各空間可変型ヒータ１４０についての電力分布カーブに相関させるであろう。このように、空間可変型ヒータ１４０は、個々の空間可変型ヒータ１４０についての電力設定を調節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てもよい。ロジックは、光コントローラ２２０内に直接、又は、コントローラ１４８等の外部接続コントローラ内に配置することができる。

【0052】

ここで、図４Ａ～図４Ｄを参照して空間可変型ヒータ１４０の配置について論じる。図４Ａは、一実施形態に係る、図２の切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。図４Ｂ～図３Ｄは、代替の実施形態に係る、図２の同切断線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【0053】

ここで図４Ａを参照すると、複数の空間可変型ヒータ１４０が、ヒータアセンブリ１７０の本体１５２を通って切断線Ａ－Ａの平面に沿って配置されている。サーマルチョーク２１６は、各隣接セル２００の間に配置され、各セル２００は、空間可変型ヒータ１４０の少なくとも１つと関連付けられる。さらに、サーマルチョーク２１６は、基板支持アセンブリ１２６の外表面４２６に沿って配置される。示されたセル２００の数は例示のみを目的とし、任意の数の実施形態では、実質的により多くの（又はより少ない）セル２００が設けられてもよい。空間可変型ヒータ１４０の数は、主抵抗ヒータ１５４の数よりも、少なくとも一桁大きいであろう。基板支持アセンブリ１２６に渡って位置する空間可変型ヒータ１４０の数は、容易に数百を超え得る。

【0054】

各空間可変型ヒータ１４０は、ターミナル４０６、４０８で終端する抵抗４０４を有する。符号４０６が付されたターミナル等の１つのターミナルに電流が入り、符号４０８が付されたターミナル等の他のターミナルから出ると、電流は、抵抗４０４の配線を通り、熱を発生する。空間可変型ヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６の外表面４２６に沿った適切な温度上昇を提供する設計電力密度を有するであろう。抵抗４０４により放出される熱の量は、そこを通る電流の二乗に比例する。電力設計密度は、約１ワット／セル～約１００ワット／セルの間であり、例えば１０ワット／セルであってもよい。

【0055】

抵抗４０４は、ニクロム、レニウム、タングステン、プラチナ、タンタル、又は他の適切な材料の膜から作成されてもよい。抵抗４０４は、電気抵抗率（ρ）を有するであろう。低ρは、電荷が抵抗４０４を容易に移動可能な材料を示す。抵抗（Ｒ）は、ρに長さ（ｌ）を乗じて、配線の断面積Ａで除したものに依存し、すなわち簡潔にはＲ＝ρ・ｌ／Ａである。プラチナは、２０℃で約１．０６×１０－７（Ω・ｍ）のρを有する。タングステンは、２０℃で約６．６０×１０－８（Ω・ｍ）のρを有する。ニクロムは、２０℃で約１．１×１０－８～１．５×１０－８（Ω・ｍ）のρを有する。３つの上記材料のうちで、ニクロムで構成される抵抗４０４が、より容易に電荷を移動させ、よって、より多くの熱を発生する。しかし、タングステンの電気特性は、特定の温度範囲においては抵抗ヒータの材料として際立った特性を有するであろう。

【0056】

抵抗４０４は、電流が抵抗４０４に沿って通過したときに、熱を効率的に提供するよう構成された膜厚（図示せず）及び配線厚４７２を有し得る。抵抗４０４の配線厚４７２の増加は、抵抗４０４の抵抗値Ｒの減少をもたらすであろう。配線厚４７２は、タングステン配線では約０．０５ｍｍ～約０．５ｍｍの範囲に渡り、ニクロム配線では約０．５ｍｍ～約１ｍｍの範囲に渡るであろう。

【0057】

式Ｒ＝ρ・ｌ／Ａに戻ると、抵抗４０４の配線の材料、長さ及び配線厚を選択して、コスト、電力消費、及び各空間可変型ヒータ１４０が発生する熱を制御可能なことが理解されるであろう。一実施形態において、抵抗４０４は、約０．０８ｍｍの配線厚４７２及び１０ワットの電力で約９０オームの抵抗値を有するタングステンで構成される。

【0058】

空間可変型ヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６の表面に沿って熱プロファイルを効率的に発生するパターン４９０で構成されてもよい。パターン４９０は、リフトピン又は他の機械的接続、流体接続、又は電気的接続用の穴４２２内及びその周囲にクリアランスを提供しつつ、中間点４９２に関して対称であってもよい。各空間可変型ヒータ１４０は、ヒータ調整コントローラ２０２によって制御されてもよい。ヒータ調整コントローラ２０２は、ヒータ４４０を規定する単一の空間可変型ヒータ１４０をオンにし、又は、インナーウェッジ４６２、周辺群４６４、パイ形領域４６０、又は、不連続構成を含む他の所望の幾何学的構成、を集団で規定する複数の空間可変型ヒータ１４０をオンにし得る。このように、基板支持アセンブリ１２６の表面に沿った独立した位置で温度は正確に制御されることができ、このような独立した位置は、本分野で公知の同心リングに限定されない。示されたパターンはより小さい単位で構成されているが、パターンは、代替的により大きな及び／又はより小さな単位を有してもよく、縁部まで延びても、又は他の形状を有してもよい。

【0059】

図４Ｂは、別の実施形態による、本体１５２を通る切断線Ａ－Ａの平面に沿って配置される複数の空間可変型ヒータ１４０の上面図である。サーマルチョーク２１６は、任意選択的に存在し得る。空間可変型ヒータ１４０は、グリッドの形態で配置され、それにより、同様にグリッドパターンに配置された温度制御セル２００のアレイを規定している。空間可変型ヒータ１４０のグリッドパターンは、行及び列で構成されるＸ／Ｙグリッドとして示されているが、空間可変型ヒータ１４０のグリッドパターンは、代替的に六方最密充填等の、ある他の均一充填形態を有してもよい。上で論じたように、空間可変型ヒータ１４０は集団で又は単一でアクティブ化されてもよいことが理解されるであろう。

【0060】

図４Ｃは、別の実施形態による、本体１５２を通る切断線Ａ－Ａの平面に沿って配置される複数の空間可変型ヒータ１４０の上面図である。図４Ｃは、本体１５２内に円形状配列で配置された複数の空間可変型ヒータ１４０を示している。任意選択的に、１つ以上のサーマルチョーク２１６は、空間可変型ヒータ１４０間に配置され得る。空間可変型ヒータ１４０の円形状配列パターンは、同様に円形状配列に配置された隣接セル２００を規定する。任意選択的に、サーマルチョーク２１６は、隣接セル２００から隣のセル２００を隔離するために利用されてもよい。

【0061】

図４Ｄは、別の実施形態による、本体１５２を通る切断線Ａ－Ａの平面に沿って配置される複数の空間可変型ヒータ１４０の上面図である。図４Ｄは、同心チャネル状に本体１５２内に配置された複数の空間可変型ヒータ１４０を示す。空間可変型ヒータ１４０の同心チャネルパターンは、任意選択的にサーマルチョーク２１６により分離されてもよい。空間可変型ヒータ１４０及びセル２００が他の方位で配置されることも考えられる。

【0062】

空間可変型ヒータ１４０の数及び密度は、基板中の温度の均一性を極めて小さい公差に制御する能力に寄与し、それにより基板１３４の処理において精密な処理及びＣＤ制御が可能となる。さらに、１つの空間可変型ヒータ１４０への別の空間可変型ヒータ１４０に対する個別制御により、基板支持アセンブリ１２６の特定の位置の温度制御が、隣接する領域の温度に実質的に影響を与えることなく可能となり、それにより局所的な高温点及び低温点をスキューイング又は他の温度の非対称性を招くことなく補うことが可能となる。空間可変型ヒータ１４０は、摂氏約０．１度の増分での温度上昇制御が可能な、摂氏約０．０度～摂氏約１０．０度の個別の温度範囲を有してもよい。一実施形態において、主抵抗ヒータ１５４と合わせて基板支持アセンブリ１２６内の複数の空間可変型ヒータ１４０は、その上で処理される基板１３４の温度均一性を約摂氏±０．３度未満に制御する性能を示した。このように、空間可変型ヒータ１４０は、基板支持アセンブリ１２６の上で処理される基板１３４の横方向温度プロファイルの横方向及び方位角方向の両方の調整を可能にする。

【0063】

図５に目を向けると、主抵抗ヒータ１５４及び空間可変型ヒータ１４０の配線模式図のグラフィック描写が提供されている。この配線模式図では、空間可変型ヒータ１４０上での、複数制御とは反対の、個別制御を提供する。個別制御は、任意の１つの空間可変型ヒータ１４０を提供するか、又は、空間可変型ヒータ１４０の選択を提供し、任意の他の空間可変型ヒータ１４０又は空間可変型ヒータ１４０の選択と同時にアクティブにされ得る。この配線模式図によれば、複数の空間可変型ヒータのうちの１つへの出力を複数の空間可変型ヒータの他に対して独立して制御することが可能となる。このように、他の空間可変型ヒータ１４０への給電又は空間可変型ヒータ１４０の選択を可能とするために、空間可変型ヒータ１４０は、オン及びオフ状態の間で循環する電力を有しない。空間可変型ヒータでの電力の循環を伴わないこの構成によれば、所望の温度プロファイルを達成するために空間可変型ヒータ１４０におけるすばやい応答時間が可能となる。

【0064】

主抵抗ヒータ１５４及び空間可変型ヒータ１４０は、制御盤５０２に取り付けられてもよい。制御盤５０２は、単一のＲＦフィルタ５１０を介して電源５７８に取り付けられる。各ヒータ１５４、１４０は単一のＲＦフィルタ５１０を共有し、自己のＲＦフィルタを有していないので、基板支持アセンブリ１２６内の空間は節約され、さらに追加のフィルタに伴うコストも有利に削減される。制御盤５０２は、図１及び図２に示したコントローラ２０２と同様であって、電気コントローラ２１０及び光コントローラ２２０の同様のバージョンを有する。制御盤５０２は、基板支持アセンブリ１２６の内部又は外部のいずれにあってもよい。一実施形態において、制御盤５０２は、ファシリティプレート１８０及びクーリングベース１３０の間に形成されてもよい。

【0065】

空間可変型ヒータ１４０（１－ｎ）は、比喩的に示され、空間可変型ヒータ１４０１は、共通領域での空間可変型ヒータの大きな群、又は代替的に、基板支持アセンブリ１２６中に配置された全ての空間可変型ヒータ１４０を示すと理解されるべきである。空間可変型ヒータ１４０は、主抵抗ヒータ１５４よりも、一桁大きく多く存在し、それゆえ、電気コントローラ２１０及び光コントローラ２２０への接続も一桁大きく多く存在する。

【0066】

電気コントローラ２１０は、クーリングベース１３０に貫通形成された１つ以上の孔又はスロット５２０を介して、空間可変型ヒータ１４０から複数のコネクタ５１２を受け入れる。コネクタ５１２は、空間可変型ヒータ１４０及び電気コントローラ２１０間の通信に適した多数の接続を含んでもよい。コネクタ５１２は、ケーブル、個別配線、リボン等のフラットフレキシブルケーブル、はめ合わせコネクタ、又は、空間可変型ヒータ１４０及び電気コントローラ２１０間での信号送信用の他の適切な方法／手段であってもよい。一実施形態において、コネクタ５１２は、リボンケーブルである。コネクタ５１２は、電力リボン５１２との用語を使用して以下で論じる。

【0067】

電力リボン５１２は、ＥＳＣ１３２内の空間可変型ヒータ１４０に一端にて接続され、電気コントローラ２１０に他端にて接続されてもよい。電力リボン５１２は、直接配線、ソケット又は適切なレセプタクルを介して、電気コントローラに接続されてもよい。一実施形態において、電気コントローラ２１０は、高密度接続用に構成されたソケットを有する。電力リボン５１２は、高密度コネクタを使用して、空間可変型ヒータ１４０から電気コントローラ２１０への、５０以上の接続等の多数の接続を提供してもよい。電気コントローラ２１０は、従来のプリント回路基板よりも大きな単位面積当たり配線密度を有する高密度相互接続（ＨＤＩ）を有してもよい。ＨＤＩは、電力リボン５１２の高密度コネクタとインターフェース接続してもよい。コネクタは有利に、高密度接続及び基板支持アセンブリ１２６の簡単な組み立て及び分解を可能とする。例えば、ＥＳＣ１３２は、メンテナンス、表面付け替え、又は、取り替えを必要とし、コネクタはメンテナンス用にＥＳＣ１３２の除去をすばやく簡単に行ない、ＥＳＣ１３２を基板支持アセンブリ１２６にすばやく再接続し戻す手段を提供する。

【0068】

電気コントローラ２１０はさらに、クーリングベース１３０に貫通形成されたスロット５２０を介して複数の電力リボン５２２を主抵抗ヒータ１５４から受け入れてもよい。電力リボン５１２、５２２は、各空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４用の多数の電力リードを図示している。例えば、電力リボン５１２は、各空間可変型ヒータ１４０用の複数の別個の正及び負の電力リードを含む。同様に、電力リボン５２２は、各主抵抗ヒータ１５４用の別個の正及び負の電力リードを含む。一実施形態において、各電力リードは、光コントローラ２２０により管理されるスイッチ５６０を有する。スイッチ５６０は、電気コントローラ２１０内に、制御盤５０２上に、又は、他の適切な位置に存在してもよい。空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４用に電力リードをルーティングするために、単一のリボンが、又は３つ以上の均等間隔で配置されたリボンでさえも利用されてもよいことが考えられる。均等間隔で配置されたリボンは、フィールド均一性を向上させ、よって処理結果の均一性を向上させる。

【0069】

光コントローラ２２０は、外部コントローラ（図１では１４８）に接続され、各空間可変型ヒータ１４０に電力供給するための電気コントローラへの指示を提供するよう構成される。光コントローラ２２０は、空間可変型ヒータ１４０を管理するための複数の制御リボン５４０を受け入れる。一実施形態において、制御リボン５４０は、制御盤５０２内に嵌め込まれ、光コントローラ２２０を電気コントローラ２１０に接続する。例えば、制御リボン５４０は、２つのコントローラ２１０、２２０を接続する回路であってもよい。別の実施形態において、制御リボンは、ケーブル又は制御基板５０２の外部の他の適切な接続を介して光コントローラ２２０を電気コントローラ２１０に取り付けてもよい。さらに別の実施形態において、制御リボン５４０は、クーリングベースに貫通形成されたスロット５２０を通過して、各空間可変型ヒータ１４０を個別に管理してもよい。

【0070】

光コントローラ２２０は、主抵抗ヒータ１５４の管理用の複数の制御リボン５５０を任意選択的に受け入れてもよい。代わりに、主抵抗ヒータは、第２の光コントローラにより又は外部コントローラにより管理されてもよい。制御リボン５４０と同様に、制御リボン５５０は、制御盤５０２にはめ込まれても、又は、主抵抗ヒータ１５４に取り付けられてもよい。代わりに、主抵抗ヒータは、制御リボン５５０を有さず、電力の循環及び強度は、電源１３８にて外部管理されてもよい。

【0071】

リボン５４０、５５０は、各空間可変型ヒータ１４０及び主抵抗ヒータ１５４用の多数の制御リードを図示する。例えば、制御リボン５４０は、複数の空間可変型ヒータ１４０用の別個の正及び負の制御リードを含む。光コントローラ２２０は、プログラム、温度測定装置、外部コントローラ、ユーザ又は他のソースから入力を受け取り、どの空間可変型ヒータ１４０及び／又は主抵抗ヒータ１５４を管理すべきかを判定する。光コントローラ２２０が、電気コントローラ２１０のような他の装置と通信するために光学部品を使用するので、光コントローラは、ＲＦ干渉を被ることなく、処理チャンバ外部の領域へのＲＦ信号の伝播を行なわない。制御リードのルーティングのために単一のリボンが、又は３つ以上のリボンでさえも利用されることが考えられる。

【0072】

制御リボン５４０は、スイッチ５６０の状態を制御するために光コントローラ２２０が生成した信号を提供する。スイッチ５６０は、電界効果トランジスタ又は他の適切な電子スイッチであってもよい。代わりに、スイッチ５６０は、電気コントローラ２１０内の光制御回路基板内に埋め込まれてもよい。スイッチ５６０は、通電（アクティブ）状態及び非通電（非アクティブ）状態の間のヒータ１５４、１４０の単純な循環を提供してもよい。

【0073】

コントローラ２０２は、他のものに対する１つ以上の選択された空間可変型ヒータ１４０に同時に印加される電力の、デューティサイクル、電圧、電流又は期間のうちの少なくとも１つ以上を制御してもよい。一実施形態において、コントローラ２０２は、制御リボン５４０１に沿ってスイッチ５６０１を指示するための信号を提供し、そこに電力の９０％を通過させる。電気コントローラ２１０は、電力リボン５１２１に沿って、約１０ワットの電力を提供する。スイッチ５６０１は、供給された電力の９０％を空間可変型ヒータ１４０１へと通過させ、約９ワットの電力で加熱する。

【0074】

別の実施形態において、コントローラ２０２は、制御リボン５５０２に沿ってスイッチ５６０２を指示するための信号を提供し、そこに電力の１００％を通過させる。電気コントローラ２１０は、電力リボン５２２２に沿って、約１００ワットの電力を提供する。スイッチ５６０２は、供給電力の１００％を主抵抗ヒータ１５４２へと通過させ、約１００ワットの電力で加熱する。同様に、主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）の全てがコントローラ２０２から操作されてもよい。

【0075】

さらに別の実施形態において、ヒータ調整コントローラ２０２は、制御リボン５４０に沿って信号を提供し、スイッチ５６０を、そこを電力が通過可能なアクティブ状態にするか、又は、そこを電力が通過するのを防ぐ非アクティブ状態にするか指示する。電気コントローラ２１０は、電力リボン５１２に沿って約１０ワットの電力を、アクティブ状態のスイッチ５６０に結合された各個別の空間可変型ヒータ１４０に提供する。ヒータ調整コントローラ２０２は、スイッチ５６０がアクティブ状態のままである期間及び各スイッチ５６０の他のスイッチ５６０に対するデューティサイクルのうちの少なくとも１つを独立して制御し、これは最終的には基板支持アセンブリ１２６及びその上に位置する基板の温度均一性を制御する。主抵抗ヒータ１５４への電力を制御するスイッチ５６０は、同様に制御されてもよい。

【0076】

別の実施形態において、別個の領域を表す、各主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）は、別個のコントローラ２０２を有してもよい。この実施形態において、１つの主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）を伴う領域に共通した空間可変型ヒータ（１－Ｎ）は、共通の主抵抗ヒータ１５４（１－Ｎ）とコントローラ２０２を共有してもよい。例えば、４つの領域があるとすると、４つの主抵抗ヒータ１５４（１－４）及び４つの均等間隔で配置されたコントローラ２０２が存在するであろう。

【0077】

他の実施形態において、別個のコントローラ２０２を利用して、単一のコントローラによってサービスされる空間可変型ヒータ１４０の数を分割してもよい。例えば、各制御リボン５４０は、一組の数の空間可変型ヒータ１４０を個別に管理するための別個の光コントローラ２２０を有してもよい。空間可変型ヒータ１４０の制御の分割により、コントローラが小さくて済み、クーリングベースに貫通形成されたスロット５２０を介したリボンのルーティングに必要な空間がより小さくなる。

【0078】

図６に目を向けると、主抵抗ヒータ１５４及び空間可変型ヒータ１４０の別の配線模式図のグラフィック描写が提供されている。図６に記載の配線模式図は、空間可変型ヒータ１４０の個別の制御を提供する。空間可変型ヒータ１４０は、ヒータ調整コントローラ２０２に取り付けられている。制御盤５０２上の電気コントローラ２１０は、電源１５６にフィルタ１８４を介して取り付けられている。光コントローラ２２０は、外部コントローラ（図１では１４８）に接続され、各空間可変型ヒータ１４０に電力供給するための電気コントローラへの指示を提供するよう構成される。光コントローラ２２０は、空間可変型ヒータ１４０を管理するために、光ファイバインターフェース２２６を介して電気コントローラ２１０と通信する。図５の配線模式図と同様に、図６の配線模式図は、複数の空間可変型ヒータのうちの１つの出力の、他の空間可変型ヒータに対する独立した制御を提供する。

【0079】

主抵抗ヒータ１５４は、任意選択的に、ヒータ調整コントローラ２０２’、ヒータ調整コントローラ２０２、又は基板支持アセンブリ１２６の外部の他のコントローラに取り付けられてもよい。ヒータ調整コントローラ２０２’は、ヒータ調整コントローラ２０２と実質的に同様である。主抵抗ヒータ１５４の制御が空間可変型ヒータ１４０について記載したものと同様であってもよいことが理解されるであろう。代わりに、主抵抗ヒータ１５４は、図１に示すように外部管理されてもよい。

【0080】

空間可変型ヒータ１４０（１－ｎ）は、比喩的に示され、空間可変型ヒータ１４０１は、共通領域での空間可変型ヒータの大きな群、又は代替的に、基板支持アセンブリ１２６中に配置された全ての空間可変型ヒータ１４０を示すと理解されるべきである。各空間可変型ヒータ１４０は、電気コントローラ２１０から空間可変型ヒータ１４０へと電力を送信するためのコネクタ２５０を有する。

【0081】

電気コントローラ２１０は、クーリングベース１３０に貫通形成された１つ以上の孔又はスロット５２０を介して複数の電力リボン６１２を空間可変型ヒータ１４０から受け入れる。リボン６１２は、各空間可変型ヒータ１４０用の多数の電力リードを図示している。電力リボン６１２は、空間可変型ヒータ１４０への電力用の電気経路を提供する。一実施形態において、電力リボン６１２は、各空間可変型ヒータ１４０用の別個の正の電力リードを含む。電力リボン６１２は、任意選択的に、電力リボン６１２に取り付けられた全ての空間可変型ヒータ１４０に共通の単一の負の電力リードを有してもよい。代わりに、電力リボン６１２は、負の電力戻り経路を全く有さず、電流の戻り経路は、別個のケーブル、共通バス又は他の適切な手段を介して提供されてもよい。別の実施形態において、電力リボン６１２は、各空間可変型ヒータ１４０用の別個の負の電力リードを含む。電力リボン６１２は、任意選択的に、電力リボン６１２に取り付けられた全ての空間可変型ヒータ１４０に共通の単一の正の電力リードを有してもよい。代わりに、電力リボン６１２は、正の電力供給経路を全く有さず、電流の電力供給経路は、別個のケーブル、共通バス又は他の適切な手段を介して提供されてもよい。

【0082】

図７に短く目を向けると、図７は、図６に示す配線模式図に対して構成された、静電チャック１３２の底部７９４の斜視図である。静電チャック１３２は、静電チャック１３２上に載置された基板へチャック力を供給するための複数の電極７４２を有してもよい。電力リボン６１２は、内部に形成された空間可変型ヒータ１４０を有する静電チャック１３２の底部７９４に電気的に取り付けられてもよい。電力リボン６１２は、一端にコネクタ７１２を有し、他端にコンタクト７２０を有する、ポリイミドフラットフレキシブルケーブル等のフラットフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）又はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）であってもよい。コネクタ７１２は、電気コントローラ２１０に接続される。コネクタ７１２は、個別の配線、ソケットコネクタ、プラグ、フラットフレキシブルケーブル又はフレキシブルプリント回路で使用されるもの等の高密度コネクタ、又は他の適切なコネクタであってもよい。コンタクト７２０は、静電チャック１３２内に形成された電気接続、すなわちビアに取り付けられてもよい。コンタクト７２０は、はんだ付け、接着剤又は他の手段で、静電チャック１３２に取り付けられてもよい。代わりに、コンタクト７２０は、配線電力リード等の、空間可変型ヒータ１４０への直接接続で形成されてもよい。コンタクト７２０は、およそ直径０．７５インチの円よりも小さい、静電チャック１３２と接触する、組み合わされた領域を有してもよい。コンタクト７２０が静電チャック１３２とともに有するこの最小領域により、静電チャック１３２からクーリングベース１３０への熱伝達が減少する。コンタクト７２０は、円形、四角形、半円形又は任意の他の形状であってもよい。電力リボン６１２は、２つ以上のコンタクト７２０を有し、よって、百以上のリードを有してもよい。このように、単一の電力リボン６１２は、共通の負のリードの共有等の電気コントローラ２１０への配線接続構成に応じて、多数の空間可変型ヒータ１４０に接続して個別に制御することができるであろう。一実施形態において、静電チャック１３２は、均等間隔で配置され、その上にはんだ付けされた６つの電力リボン６１２を有する。電力リボン６１２は、それぞれ２５個のはんだ付けされたコンタクト７２０を有してもよい。

【0083】

代わりに、電力リボン６１２は、ピン／レセプタクルコネクタで置き換えられてもよい。図１０に短く目を向けると、図１０は、ＥＳＣ１３２をヒータ調整コントローラ２０２に接続するためのはめ合わせコネクタ１０１０の断面図を示す。はめ合わせコネクタ１０１０は、ヒータ調整コントローラ２０２及びＥＳＣ１３２間の接続を提供するために、クーリングベース１３０内のスロット５２０を通過するサイズとされてもよい。はめ合わせコネクタ１０１０は、フランジ１００８を有してもよい。フランジ１００８は、クーリングベース１３０及びヒータ調整コントローラ２０２間に配置されてもよい。ギャップ１０５０が、クーリングベース１３０及びヒータ調整コントローラ２０２間に形成されてもよい。代わりに、ヒータ調整コントローラ２０２は、切り欠き、ノッチ、孔、ボイド、又は、はめ合わせコネクタ１０１０が通過可能な他の開口を有し、ヒータ調整コントローラ２０２及びクーリングベース１３０間のギャップ１０５０を実質的に減少させてもよい。

【0084】

はめ合わせコネクタ１０１０は、第１端１００２及び第２端１００４を有してもよい。第１端１００２はＥＳＣ１３２とインターフェース接続してもよい。第２端１００４はヒータ調整コントローラ２０２とインターフェース接続してもよい。複数のコンタクトピン１０１２、１０１４は、複数のピンレセプタクル１０２０、１０２２とインターフェース接続し、ＥＳＣ１３２及びヒータ調整コントローラ２０２間の電気接続を提供する。ピン１０１２、１０１４は約０．３ｍｍ以下であってもよい。ピン１０１２、１０１４は、ピン１０１２、１０１４を受け入れて電気的連続性を提供するよう構成された、対応する複数のピンレセプタクル１０２０、１０２２を有する。ピン１０１２、１０１４又はピンレセプタクル１０２０、１０２２は、はめ合わせコネクタ１０１０の第１及び第２端１００２、１００４のうちの１つ以上の上に形成され、ＥＳＣ１３２及びヒータ調整コントローラ２０２間をインターフェース接続してもよい。

【0085】

はめ合わせコネクタ１０１０は、ヒータ調整コントローラ２０２及びＥＳＣ１３２間の直接物理電気接続を提供してもよい。例えば、レセプタクルは、ピン１０１４を受け入れるヒータ調整コントローラ２０２上に形成されてもよい。このように、クーリングベース１３０は、ＥＳＣ１３２、クーリングベース１３０内のスロット５２０に挿入されたはめ合わせコネクタ１０１０、及び、はめ合わせコネクタ１０１０上に配置されたヒータ調整コントローラ２０２の上に直接載置されて、ＥＳＣ１３２及びヒータ調整コントローラ２０２間の接続を形成してもよい。代わりに、はめ合わせコネクタ１０１０は、ケーブル、リボン又はフラットコネクタを利用して、ヒータ調整コントローラ２０２及びＥＳＣ１３２間の接続を完成させてもよい。

【0086】

有利には、はめ合わせコネクタ１０１０は、小さな断面積を有してもよく、これに対応して、クーリングベース１３０内には小さな開空間が要求され、より良好な温度均一性のためにクーリングベース１３０の熱コンダクタンス又は熱的擾乱が最小化される。さらに、はめ合わせコネクタ１０１０は、接続を処理環境から保護し、電気接続の寿命を延長するであろう。

【0087】

図６に戻ると、電気コントローラ２１０は、そこに形成された複数のスイッチ６６０を有してもよい。各スイッチ６６０は、電力リボン６１２のうちの１つからの正の電力リードを受け入れて、個別の空間可変型ヒータ１４０を制御してもよい。光コントローラ２２０は、光ファイバインターフェース２２６を介した電気コントローラ２１０へのスイッチ６６０を管理する。回路６４０は、電気コントローラ２１０又はヒータ調整コントローラ２０２内に嵌め込まれて、光信号をスイッチ６６０への指示提供用の電気信号に変換してもよい。

【0088】

スイッチ６６０は、電界効果トランジスタ又は他の適切な電子スイッチであってもよい。スイッチ６６０は、通電（アクティブ）状態と非通電（非アクティブ）状態の間のヒータ１５４、１４０の単純な循環を提供してもよい。代わりに、スイッチ６６０は、空間可変型ヒータ１４０に供給される電力の量を制御可能な別の適切な装置であってもよい。

【0089】

スイッチ６６０は、静電チャック１３２、クーリングベース１３０、ヒータアセンブリ１７０及びファシリティプレート１８０内等の、基板支持アセンブリ１２６の内部に形成されてもよい。代わりに、スイッチ６６０は、コントローラ１４８内等の、基板支持アセンブリ１２６又はさらには処理チャンバ１００の外部に形成されてもよい。

【0090】

図８に目を向けると、図８は、図６に示す配線模式図に対して構成されたクーリングベース１３０の底部斜視図を示す。クーリングベース１３０は、底面８９４、複数の冷却通路（図８には図示せず）、及び通路８４２を有してもよい。冷却通路は、静電チャック１３２の温度を調節するために、そこを通って冷却流体を循環させるよう構成されてもよい。通路８４２は、静電チャック１３２に電力を供給する電極７４２がクーリングベース１３０を通過できるよう構成されてもよい。通路８４２は、電気的に絶縁されて、クーリングベース１３０に通電する電極７４２からの保護を提供してもよい。さらに、クーリングベースは、１つ以上のスロット５２０を有してもよい。スロット５２０は、リボン６１２が静電チャック１３２からクーリングベース１３０内を通って底面８９４へと通過できるよう構成されてもよい。

【0091】

電気コントローラ２１０は、クーリングベース１３０の底面８９４上に配置されてもよい。電気コントローラ２１０は、ＲＦ環境内に載置され、よって、電気コントローラ２１０への電力はＲＦフィルタを介して供給されつつ電気コントローラ２１０との通信は光ファイバを介して行なわれる。電気コントローラ２１０は、送信８２６及び受信８２８光ファイバインターフェース２２６を有してもよい。光ファイバインターフェース２２６は、光コントローラ２２０への光接続を提供する。光ファイバインターフェース２２６は、ＲＦ及び他の電気干渉の影響を受けず、それゆえ、光コントローラ２２０等の、接続された装置／コントローラを保護するためのフィルタを必要としない。

【0092】

ヒータ調整コントローラ２０２は、複数のソケット８１２を有してもよい。ソケット８１２は、リボン６１２の端部に取り付けられたコネクタ７１２と接続するよう構成されてもよい。ソケットは、各リボン６１２について５０以上の個別の接続を提供してもよい。電気コントローラ２１０は、上に形成された複数の回路８３２、８３４を伴う基板８３０で構成されてもよい。複数の回路８３２、８３４は、スイッチを形成し、ソケット８１２内の個別の接続への電力の流れを制御するための、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、及び、他の電気的機構を含んでよい。電気コントローラ２１０は、それゆえ、リボン６１２に取り付けられたソケット８１２内の個別の接続上で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により、個別の空間可変型ヒータ１４０を管理してもよい。

【0093】

一実施形態において、スイッチ６６０は、電気コントローラ２１０上に形成される。コネクタ７１２を伴うリボン６１２は、クーリングベース１３０内のスロット５２０を通過し、静電チャック１３２内の空間可変型ヒータ１４０を電気コントローラ２１０に接続してもよい。コネクタ７１２は、リボン６１２を電気コントローラ２１０上のソケット８１２へと接続する。光コントローラ２２０は、ソケット８１２内の個別接続への電力を制御するために、光信号を電気コントローラ２１０に光ファイバインターフェース２２６を介して提供する。光コントローラ２２０及び電気コントローラ２１０の組み合わせにより、同時に給電され、及び／又はオン及びオフに循環される個別の空間可変型ヒータ１４０を任意に選択して、静電チャック１３２上に配置された基板上の所望の温度プロファイルを作成することができる。高密度相互接続の使用により、多数の空間可変型ヒータ１４０の独立制御が可能となり、それゆえ、温度プロファイルの制御性向上が可能となる。有利なことに、空間可変型ヒータ１４０の独立制御により、個別の空間可変型ヒータ１４０当たりの高デューティサイクルと、より大きな動的温度範囲が可能となる。このように、空間可変型ヒータ１４０の個別制御は、迅速な応答時間とともに、単位時間あたりのより多くの電力供給をもたらす。

【0094】

図９は、とりわけ上記の基板支持アセンブリのような基板支持アセンブリを利用した基板を処理する方法９００の一実施形態の流れ図である。方法９００は、基板支持アセンブリ内に形成された主抵抗ヒータへの電力印加によりブロック９０２にて開始する。主抵抗ヒータは単一のヒータであるか、又は、領域にセグメント化されてもよい。主抵抗ヒータの領域は、独立して制御可能であってもよい。

【0095】

ブロック９０４において、基板支持アセンブリについて分布された複数の個別の空間可変型ヒータに、電力が提供される。ヒータ調整コントローラは、独立して各空間可変型ヒータへの電力の制御を行なう。少なくとも２つの空間可変型ヒータは、所定の異なる量の熱を発生させる。他に対する１つの空間可変型ヒータにより発生した熱における差は、他に対する任意の１つの空間可変型ヒータ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つ以上を制御することにより、制御されるであろう。空間可変型ヒータに印加される電力は、個別の空間可変型ヒータに渡って、順次走査されてもよい。

【0096】

各空間可変型ヒータについての制御は、静電チャック１３２において同時に行なわれることができ、空間可変型ヒータの任意の選択によって迅速に特定の温度プロファイルの生成を行なうことができる。個別の空間可変型ヒータに提供される電力の制御は、基板支持アセンブリ内に配置されたヒータ調整コントローラへの光接続上でインターフェース接続する外部コントローラを通じて提供されてもよい。このように、外部コントローラは、ヒータ調整コントローラへの光接続によりＲＦから隔離される。

【0097】

ブロック９０６において、基板等のワークピースは、基板支持アセンブリ上で処理されてもよい。例えば、基板は、例えばプラズマ処理を使用して真空チャンバ内で処理されてもよい。処理チャンバ内のプラズマの存在下で任意選択的に実行されてもよい真空処理は、エッチング、化学蒸着、物理蒸着、イオン注入、プラズマトリートメント、焼き鈍し、酸化物除去、除害又は他のプラズマ処理のうちの１つであってもよい。ワークピースが、他の環境で、例えば、他の用途について大気圧条件下で、温度制御された表面上で処理されてもよいことが考えられる。

【0098】

任意選択的に、ブロック９０６において、基板支持アセンブリ内で横方向に分布された個別の空間可変型ヒータに提供される電力は、処理条件又は処理法の変更に応じて変更されてもよい。例えば、１つ以上の空間可変型ヒータに提供される電力は、ヒータ調整コントローラからの指令を利用して変更されてもよい。このように、ヒータ調整コントローラは、別の空間可変型ヒータを循環させ、異なる重なり時間間隔でさらに別の空間可変型ヒータを循環させつつ、同時に１つの空間可変型ヒータへ電力を提供してもよい。

【0099】

上記内容は、本発明の実施態様に向けられたものであるが、本発明の他の及び更なる実施態様が、その基礎的範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】