JP6247683B2 - 多重化された加熱アレイのための電流ピーク分散スキーム - Google Patents
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Description
別の実施形態に従った時分割多重化スキームでは、下記数式(2)が成立する場合、コントローラ500は、以下の方法を用いて、i番目の電力供給ラインによって伝達される最大総電流を低減するために、Τi中のτijの位置を決定してもよい。便宜上、αijおよびβijが、持続時間Τiの開始時に対するτijの開始時点および終了時点を表すとする(0≦αij≦βij≦Τi)。コントローラ500は、以下のルールに従ってαijおよびΒijを決定する:(i)αi1=0;(ii)(αi(j+1)+τi(j+1))≦Τiの場合、αi(j+1)=βijかつβi(j+1)=(αi(j+1)+τi(j+1));(iii)(αi(j+1)+τi(j+1))>Tiの場合、αi(j+1)からΤiの間の1持続時間および0から(αi(j+1)+τi(j+1)−Ti)の間の別の持続時間にτi(j+1)を分割する。ここで、jは、1ないし(N−1)まで繰り返される。したがって、i番目の電力供給ラインによって伝導される最大総電流Iiは、以下に数式(3)で示す条件を満たす:
ここで、数式(3)に含まれる関数(4)は、天井関数であり、すなわち、これは、すべての抵抗が同じであり、x以上の最小の整数であることを仮定する。ただし、電圧Vは、負荷が大きくなると下がり、ヒータは、正確に同じ面積を持たないことがあるため、この場合、VおよびRは、各ヒータ領域について同じではなく、式は、V0/R0を括弧内に入れるよう修正されることが好ましい。
さらに別の実施形態に従った時分割多重化スキームでは、コントローラ500は、以下に示す条件式(5)を満たすように各Τを調整し、Τi中に順次、ヒータ領域Zi1ないしZiNに電力供給し、その結果、Τi中は常にこれらのヒータ領域Zi1ないしZiNの内の1領域のみが電力供給されるため、Τi全体でIi=V0/R0になる。このスキームは、Τiを、以下に示す式(6)に短縮することによって、ヒータ領域Zij上の温度変動を低減するため、持続時間τijが比較的短い、すなわち、ヒータ領域Zijの実際の温度および設定温度の間の差が小さい応用例にとって特に適切である。
[適用例1]半導体処理装置内で半導体基板を支持するために用いられる基板支持体アセンブリのための加熱プレートを動作させる方法であって、
前記加熱プレートは、第1の電気絶縁層と、M本の導電性の電力供給ラインと、N本の導電性の電力帰還ラインと、それぞれの平面ヒータ領域Z ij がi番目の電力供給ラインおよびj番目の電力帰還ラインに接続されると共に(1≦i≦M、1≦j≦N、iおよびjは整数)、1または複数のヒータ要素を備える平面ヒータ領域のアレイと、前記j番目の電力帰還ラインから前記平面ヒータ領域Z ij を通って前記i番目の電力供給ラインに至る方向に逆電流が流れないように前記i番目の電力供給ラインおよび前記j番目の電力帰還ラインの間で平面ヒータ領域Z ij に直列接続されたダイオードとを備え、前記平面ヒータ領域は、前記第1の電気絶縁層にわたって水平方向に分布されると共に、前記半導体基板上の空間的な温度プロファイルを調整するよう動作可能であり、同じペアのi番目の電力供給ラインおよびj番目の電力帰還ラインには1つの平面ヒータ領域しか接続されず、
前記方法は、
(a)前記平面ヒータ領域Z ij が持続時間τ ij にわたって電源によって電力供給された後にその設定温度に達するように、前記ヒータ領域Z ij の実際の温度または推定温度と設定温度との間の差に基づいて、平面ヒータ領域Z ij の前記持続時間τ ij を計算する工程と、
(b)持続時間Τ i にわたって、前記i番目の電力供給ラインと前記電源との間の接続を維持する工程と、
(c)前記持続時間Τ i の間、前記持続時間τ ij にわたって前記j番目の電力帰還ラインと電気的接地との間の接続を維持することにより、前記i番目の電力供給ラインに接続された前記平面ヒータ領域Z ij に電力供給する工程と、
(d)すべての持続時間τ ij が同時に始まらないように、jの全整数値(1≦j≦N)について工程(c)を繰り返す工程と、
(e)iの全整数値(1≦i≦M)について工程(c)および(d)を繰り返す工程と
を備える方法。
[適用例2]適用例1に記載の方法であって、Nは、2以上100以下の整数であり、Mは、2以上100以下の整数である方法。
[適用例3]適用例1に記載の方法であって、
下記式(7)が成立しており、
[適用例4]適用例1に記載の方法であって、
下記式(8)が成立しており、
工程(d)において、(i)α i1 =0;(ii)(α i(j+1) +τ i(j+1) )≦Τ i の場合、α i(j+1) =β ij かつβ i(j+1) =(α i(j+1) +τ i(j+1) );(iii)(α i(j+1) +τ i(j+1) )>T i の場合、α i(j+1) からΤiの間の1持続時間および0から(α i(j+1) +τ i(j+1) −T i )の間の別の持続時間にτ i(j+1) を分割する、というルールに従って、α ij およびβijを決定する方法。
[適用例5]適用例1に記載の方法であって、工程(d)は、さらに、1つの持続時間Τ i から次の持続時間Τ i に1または複数のτ ij を移す工程を備える方法。
[適用例6]適用例1に記載の方法であって、
工程(c)は、さらに、下記式(9)が成り立つように、Τ i を調整する工程を含み、
[適用例7]適用例1に記載の方法であって、前記ヒータ領域Z ij の前記推定温度は、前記ヒータ領域Z ij のリアルタイムのフィードバックに基づいてモデルを用いて計算される方法。
[適用例8]適用例1に記載の方法であって、前記ヒータ領域Z ij の前記推定温度は、以前に測定された較正データに基づく方法。
[適用例9]適用例1に記載の方法であって、前記ヒータ領域Z ij の前記推定温度は、各ヒータ領域Z ij の前記持続時間τ ij の計算が、前の基板処理のフィードフォワード効果を考慮するように、事前の較正から導出されたモデルの結果に基づいて補間を用いて計算される方法。
[適用例10]適用例1に記載の方法であって、前記ヒータ領域Z ij の前記推定温度は、各ヒータ領域Z ij の前記持続時間τ ij の計算が、後の基板処理のフィードフォワード効果を考慮するように、事前の較正から導出されたモデルの結果に基づいて補間を用いて計算される方法。
Claims (10)
- 半導体処理装置内で半導体基板を支持するために用いられる基板支持体アセンブリのための加熱プレートを動作させる方法であって、
M,Nを正の整数で、かつN≧2とし、iおよびjを正の整数で、かつ1≦i≦M、1≦j≦Nとするとき、
前記加熱プレートは、第1の電気絶縁層と、M本の導電性の電力供給ラインと、N本の導電性の電力帰還ラインと、それぞれの平面ヒータ領域Zijがi番目の電力供給ラインおよびj番目の電力帰還ラインに接続されると共に、1または複数のヒータ要素を備える平面ヒータ領域のアレイと、前記j番目の電力帰還ラインから前記平面ヒータ領域Zijを通って前記i番目の電力供給ラインに至る方向に逆電流が流れないように前記i番目の電力供給ラインおよび前記j番目の電力帰還ラインの間で平面ヒータ領域Zijに直列接続されたダイオードとを備え、前記平面ヒータ領域は、前記第1の電気絶縁層にわたって水平方向に分布されると共に、前記半導体基板上の空間的な温度プロファイルを調整するよう動作可能であり、同じペアのi番目の電力供給ラインおよびj番目の電力帰還ラインには1つの平面ヒータ領域しか接続されず、
前記方法は、
(a)前記平面ヒータ領域Zijが持続時間τijにわたって電源によって電力供給された後にその設定温度に達するように、前記平面ヒータ領域Zijの実際の温度または推定温度と設定温度との間の差に基づいて、平面ヒータ領域Zijの前記持続時間τijを計算する工程と、
(b)持続時間Τiにわたって、前記i番目の電力供給ラインと前記電源との間の接続を維持する工程と、
(c)前記持続時間Τiの間、前記持続時間τijにわたって前記j番目の電力帰還ラインと電気的接地との間の接続を維持することにより、前記i番目の電力供給ラインに接続された前記平面ヒータ領域Zijに電力供給する工程と、
(d)すべての持続時間τijが同時に始まらないように、1≦j≦Nであるjの全整数値について工程(c)を繰り返す工程と、
(e)1≦i≦Mであるiの全整数値について工程(c)および(d)を繰り返す工程と
を備える方法。 - 請求項1に記載の方法であって、Nは、2以上100以下の整数であり、Mは、2以上100以下の整数である方法。
- 請求項1に記載の方法であって、工程(d)は、さらに、1つの持続時間Τiから次の持続時間Τiに1または複数の持続時間τijを移す工程を備える方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記平面ヒータ領域Zijの前記推定温度は、前記平面ヒータ領域Zij からのフィードバック信号に基づきモデルを用いて計算される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記平面ヒータ領域Zijの前記推定温度は、以前に測定された較正データに基づく方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記平面ヒータ領域Zijの前記推定温度は、各ヒータ領域Zijの前記持続時間τijの計算が、前の基板処理の効果を考慮に入れられるように、事前の較正から導出されたモデルに基づいて補間計算される方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記平面ヒータ領域Zijの前記推定温度は、各ヒータ領域Zijの前記持続時間τijの計算が、後の基板処理の効果を考慮に入れられるように、事前の較正から導出されたモデルに基づいて補間計算される方法。
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