【手続補正書】
【提出日】令和3年3月22日(2021.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理システムにおける基板支持体のための温度制御装置であって、
（ｉ）前記基板支持体に配置された複数の第１の熱制御素子（ＴＣＥ）の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第１の温度応答とを関連付ける第１のモデルを格納するメモリであって、前記第１の温度応答は、前記基板支持体の表面上の位置に対応し、前記第１のＴＣＥは、前記基板支持体を加熱するように構成されている、メモリと、
（ｉ）前記第１のＴＣＥの抵抗を算出し、（ｉｉ）前記算出した抵抗に基づいて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定し、（ｉｉｉ）前記格納された第１のモデルと、前記算出した抵抗に基づいて決定した前記第１のＴＣＥの前記温度と、を用いて前記基板支持体の実温度応答を推定する、温度推定モジュールと、を備え、
前記温度制御装置は、前記基板支持体の前記実温度応答に基づいて前記第１のＴＣＥを制御して、前記基板支持体を加熱させるように構成されている、温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の温度制御装置であって、前記メモリは、さらに、
（ｉ）前記基板支持体に配置された第２のＴＣＥに提供される電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第２の温度応答とを関連付ける第２のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体の底板の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第３の温度応答とを関連付ける第３のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体に提供されるバイアス高周波（ＲＦ）電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第４の温度応答とを関連付ける第４のモデルと、
（ｉ）前記基板処理システムに提供されるプラズマＲＦ電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第５の温度応答とを関連付ける第５のモデル
のうちの少なくとも１つを格納する、温度制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の温度制御装置であって、
前記基板支持体の前記実温度応答を推定するために、前記温度推定モジュールは、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記格納された少なくとも１つにさらに基づいて前記実温度応答を推定する、温度制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の温度制御装置であって、
前記温度推定モジュールは、前記第１のモデルの出力と、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力との和に基づいて前記実温度応答を推定する、温度制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載の温度制御装置であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つは、
【数６】
2020506539.tif 000001
に相当し、ｋはプラントゲインであり、Ｌは時間遅延であり、Ｔは時定数である、温度制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の温度制御装置であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力は、
【数６】
2020506539.tif 000002
とそれぞれの入力との積に相当する、温度制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の温度制御装置であって、
前記第１のモデルは、
【数７】
2020506539.tif 000003
に相当し、Ｏｆｆｓｅｔは、前記第１のＴＣＥの温度と前記第１の温度応答との間のオフセットに相当し、Ｇａｉｎは、前記第１のモデルのゲインに相当し、Ｌは時間遅延に相当し、ｓは秒数に相当する、温度制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の温度制御装置であって、
前記メモリは、（ｉ）前記算出された抵抗と（ｉｉ）前記第１のＴＣＥの前記温度とを関連付ける第２のモデルを格納し、前記温度推定モジュールは、前記第２のモデルおよび前記算出された抵抗を用いて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定する、温度制御装置。
【請求項９】
基板処理システムにおける基板支持体の温度を推定する方法であって、
（ｉ）前記基板支持体に配置された複数の第１の熱制御素子（ＴＣＥ）の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第１の温度応答とを関連付ける第１のモデルを格納することであって、前記第１の温度応答は、前記基板支持体の表面上の位置に対応し、前記第１のＴＣＥは、前記基板支持体を加熱するように構成されている、前記第１のモデルの格納と、
前記第１のＴＣＥの抵抗を算出することと、
前記算出された抵抗に基づいて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定することと、
前記格納された第１のモデルと、前記算出した抵抗に基づいて決定した前記第１のＴＣＥの前記温度と、を用いて、前記基板支持体の実温度応答を推定することと、
前記基板支持体の前記実温度応答に基づいて前記第１のＴＣＥを制御して、前記基板支持体を加熱させることと、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、さらに、
（ｉ）前記基板支持体に配置された第２のＴＣＥに提供される電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第２の温度応答とを関連付ける第２のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体の底板の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第３の温度応答とを関連付ける第３のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体に提供されるバイアス高周波（ＲＦ）電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第４の温度応答とを関連付ける第４のモデルと、
（ｉ）前記基板処理システムに提供されるプラズマＲＦ電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第５の温度応答とを関連付ける第５のモデル
のうちの少なくとも１つを格納することを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記基板支持体の前記実温度応答を推定することは、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記格納された少なくとも１つにさらに基づいて、前記実温度応答を推定することを含む、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記実温度応答を推定することは、前記第１のモデルの出力と、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力との和に基づいて、前記実温度応答を推定することを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つは、
【数６】
2020506539.tif 000004
に相当し、ｋはプラントゲインであり、Ｌは時間遅延であり、Ｔは時定数である、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力は、
【数６】
2020506539.tif 000005
とそれぞれの入力との積に相当する、方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、
前記第１のモデルは、
【数７】
2020506539.tif 000006
に相当し、Ｏｆｆｓｅｔは、前記第１のＴＣＥの温度と前記第１の温度応答との間のオフセットに相当し、Ｇａｉｎは、前記第１のモデルのゲインに相当し、Ｌは時間遅延に相当し、ｓは秒数に相当する、方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、さらに、
（ｉ）前記算出された抵抗と（ｉｉ）前記第１のＴＣＥの前記温度とを関連付ける第２のモデルを格納することを含み、さらに、前記第２のモデルおよび前記算出された抵抗を用いて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定することを含む、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ここで図１を参照すると、ＲＦプラズマを用いてエッチングを実施するための基板処理システム１００の例が示されている。基板処理システム１００は、基板処理システム１００の他の部品を取り囲み、ＲＦプラズマを含む、処理チャンバ１０２を備える。基板処理システム１００は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）１０６などの基板支持体とを備える。動作中は、基板１０８は、ＥＳＣ１０６の上に配置される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図のように、ＥＳＣ２００は、区画２３６−１、区画２３６−２、区画２３６−３、および区画２３６−４（総称して、区画２３６）を含むマルチゾーンＥＳＣである。実施形態では４つの同心区画２３６が示されているが、ＥＳＣ２００は、１つ、２つ、３つ、または４つ以上の区画２３６を備えてよい。区画２３６の形状は、変化してよい。例えば、区画２３６は、四分円、または別の格子状の配置として提供されてよい。各区画２３６は、例えのみでは、マクロＴＣＥ２１２のそれぞれを備える。例えば、底板２２４は、冷媒流路２４０、底板２２４の上に形成された熱抵抗層２４４、および、熱抵抗層２４４の上に形成されたマルチゾーンセラミック加熱板２４８を備える。加熱板２４８は、図２Ｂに示す第１の層２５２、および、図２Ｃに示す第２の層２５６を含む多重結合層を備えてよい。第１の層２５２は、マクロＴＣＥ２１２を備え、第２の層２５６は、複数のマイクロＴＣＥ２１６を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
温度制御装置２０４は、所望の温度設定点に従ってマクロＴＣＥ２１２およびマイクロＴＣＥ２１６を制御する。例えば、温度制御装置２０４は、１つ以上の区画２３６のための温度設定点を受信してよい（例えば、図１のシステムコントローラ１６０から）。例えのみでは、温度制御装置２０４は、全てまたはいくつかの区画２３６について同じ温度設定点を、および／または、各区画２３６についてそれぞれ異なる温度設定点を受信してよい。各区画２３６の温度設定点は、異なるプロセスおよび各プロセスの異なるステップによって変化してよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
上述のように、ツールによって実施されるプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板処理システムにおける基板支持体のための温度制御装置であって、
（ｉ）前記基板支持体に配置された複数の第１の熱制御素子（ＴＣＥ）の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第１の温度応答とを関連付ける第１のモデルを格納するメモリであって、前記第１の温度応答は、前記基板支持体の表面上の位置に対応する、メモリと、
（ｉ）前記第１のＴＣＥの抵抗を算出し、（ｉｉ）前記算出した抵抗に基づいて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定し、（ｉｉｉ）前記格納された第１のモデルおよび前記第１のＴＣＥの前記決定した温度を用いて前記基板支持体の実温度応答を推定する、温度推定モジュールと、を備え、
前記温度制御装置は、前記基板支持体の前記実温度応答に基づいて前記第１のＴＣＥを制御するように構成されている、温度制御装置。
適用例２：
適用例１の温度制御装置であって、前記メモリは、さらに、
（ｉ）前記基板支持体に配置された第２のＴＣＥに提供される電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第２の温度応答とを関連付ける第２のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体の底板の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第３の温度応答とを関連付ける第３のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体に提供されるバイアス高周波（ＲＦ）電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第４の温度応答とを関連付ける第４のモデルと、
（ｉ）前記基板処理システムに提供されるプラズマＲＦ電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第５の温度応答とを関連付ける第５のモデル
のうちの少なくとも１つを格納する、温度制御装置。
適用例３：
適用例２の温度制御装置であって、
前記基板支持体の前記実温度応答を推定するために、前記温度推定モジュールは、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記格納された少なくとも１つにさらに基づいて前記実温度応答を推定する、温度制御装置。
適用例４：
適用例２の温度制御装置であって、
前記温度推定モジュールは、前記第１のモデルの出力と、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力との和に基づいて前記実温度応答を推定する、温度制御装置。
適用例５：
適用例２の温度制御装置であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つは、
【数６】
2020506539.tif 000007
に相当し、ｋはプラントゲインであり、Ｌは時間遅延であり、Ｔは時定数である、温度制御装置。
適用例６：
適用例５の温度制御装置であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力は、
【数６】
2020506539.tif 000008
とそれぞれの入力との積に相当する、温度制御装置。
適用例７：
適用例１の温度制御装置であって、
前記第１のモデルは、
【数７】
2020506539.tif 000009
に相当し、Ｏｆｆｓｅｔは、前記第１のＴＣＥの温度と前記第１の温度応答との間のオフセットに相当し、Ｇａｉｎは、前記第１のモデルのゲインに相当し、Ｌは時間遅延に相当し、ｓは秒数に相当する、温度制御装置。
適用例８：
適用例１の温度制御装置であって、
前記メモリは、（ｉ）前記算出された抵抗と（ｉｉ）前記第１のＴＣＥの前記温度とを関連付ける第２のモデルを格納し、前記温度推定モジュールは、前記第２のモデルおよび前記算出された抵抗を用いて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定する、温度制御装置。
適用例９：
基板処理システムにおける基板支持体の温度を推定する方法であって、
（ｉ）前記基板支持体に配置された複数の第１の熱制御素子（ＴＣＥ）の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第１の温度応答とを関連付ける第１のモデルを格納することであって、前記第１の温度応答は、前記基板支持体の表面上の位置に対応することと、
前記第１のＴＣＥの抵抗を算出することと、
前記算出された抵抗に基づいて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定することと、
前記格納された第１のモデルおよび前記第１のＴＣＥの前記決定された温度を用いて、前記基板支持体の実温度応答を推定することと、
前記基板支持体の前記実温度応答に基づいて前記第１のＴＣＥを制御することと、
を含む、方法。
適用例１０：
適用例９の方法であって、さらに、
（ｉ）前記基板支持体に配置された第２のＴＣＥに提供される電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第２の温度応答とを関連付ける第２のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体の底板の温度と（ｉｉ）前記基板支持体の第３の温度応答とを関連付ける第３のモデルと、
（ｉ）前記基板支持体に提供されるバイアス高周波（ＲＦ）電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第４の温度応答とを関連付ける第４のモデルと、
（ｉ）前記基板処理システムに提供されるプラズマＲＦ電力と（ｉｉ）前記基板支持体の第５の温度応答とを関連付ける第５のモデル
のうちの少なくとも１つを格納することを含む、方法。
適用例１１：
適用例１０の方法であって、
前記基板支持体の前記実温度応答を推定することは、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記格納された少なくとも１つにさらに基づいて、前記実温度応答を推定することを含む、方法。
適用例１２：
適用例１０の方法であって、
前記実温度応答を推定することは、前記第１のモデルの出力と、前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力との和に基づいて、前記実温度応答を推定することを含む、方法。
適用例１３：
適用例１０の方法であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つは、
【数６】
2020506539.tif 000010
に相当し、ｋはプラントゲインであり、Ｌは時間遅延であり、Ｔは時定数である、方法。
適用例１４：
適用例１３の方法であって、
前記第２のモデル、前記第３のモデル、前記第４のモデル、および前記第５のモデルのうちの前記少なくとも１つの出力は、
【数６】
2020506539.tif 000011
とそれぞれの入力との積に相当する、方法。
適用例１５：
適用例９の方法であって、
前記第１のモデルは、
【数７】
2020506539.tif 000012
に相当し、Ｏｆｆｓｅｔは、前記第１のＴＣＥの温度と前記第１の温度応答との間のオフセットに相当し、Ｇａｉｎは、前記第１のモデルのゲインに相当し、Ｌは時間遅延に相当し、ｓは秒数に相当する、方法。
適用例１６：
適用例９の方法であって、さらに、
（ｉ）前記算出された抵抗と（ｉｉ）前記第１のＴＣＥの前記温度とを関連付ける第２のモデルを格納することを含み、さらに、前記第２のモデルおよび前記算出された抵抗を用いて前記第１のＴＣＥの前記温度を決定することを含む、方法。