包含可控制温度的加工台的系统、半导体制造装置及加工台的温度控制方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种包含可控制温度的加工台的系统、半导体制造装置及加工台的温度控制方法。
【背景技术】
[0002]在电子器件的制造中，对被处理体实施等离子体蚀刻等的等离子体处理。在这种等离子体处理中，对于对被处理体进行的处理要求面内均匀性。为了实现处理的面内均匀性，要求精密地控制被处理体的温度分布。
[0003]已知有为了控制被处理体的温度分布而调整载置台的温度的系统。例如在专利文献I及2中，记载着如下系统:通过对在载置台的内部沿该载置台的周向形成的调温部供给高温流体及低温流体，控制载置台的静电吸盘的温度。这些系统包括:旁通流路，其连接于调温部的入口及出口，使流体在该入口与出口之间循环；低温流路，其连接于旁通流路，将来自低温温度调节单元的低温流体供给到旁通流路；及高温流路，其连接于旁通流路，将来自高温温度调节单元的高温流体供给到旁通流路。在旁通流路、低温流路、及高温流路分别连接着阀开度相互连动地变化的阀。
[0004]另外，在专利文献3中记载着一种包括载置台、冷却单元、加热单元、流路切换单元、及控制器等的温度控制装置。在该载置台形成着在载置台的中心部区域沿该载置台的周向延伸的第一冷媒通路、及在载置台的周边部区域沿该载置台的周向延伸的第二冷媒通路。专利文献3所记载的装置通过利用控制器的控制切换加热单元的动作及流路切换单元的开闭阀的打开及关闭，使用单个冷却单元个别地控制在载置台的第一冷媒通路及第二冷媒通路流通的冷媒的温度。
[0005][【背景技术】文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]日本专利特开2014-21828号公报
[0008][专利文献2]日本专利特开2013-105359号公报
[0009][专利文献3]日本专利特开2006-286733号公报
【发明内容】
[0010][发明要解决的问题]
[0011]在所述专利文献I?3所记载的装置中，使热交换介质流通的流路沿载置台的周向而形成。在该装置中，因为热交换介质在该流路内流通的过程中会受到来自基板的热，所以流通的热交换介质的温度会因周向的路径上的位置而产生差异。结果在载置台的温度分布产生差异，而难以精密地控制载置台的温度。因此，在本技术领域中，要求一种可精密地控制载置台的温度的系统、半导体制造装置及加工台的温度控制方法。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]一方面，提供一种包含可控制温度的加工台的系统。该系统包括:圆盘状的平板，其具有载置基板的正面侧与背面侧；热交换器，其以如下方式而构成，即，对在平板的背面侧二维地排列的多个区域、即在平板的背面侧分割多个区(zone)的各个而成的该多个区域个别地供给热交换介质，且个别地回收已供给到该多个区域的热交换介质；及多个阀单元，其针对多个区的每个区控制利用热交换器对多个区域的热交换介质的供给或阻断。
[0014]在该系统中，对在平板的背面侧二维地排列的多个区域个别地供给热交换介质，且回收所供给的热交换介质。由此，可防止因平板的位置而在所供给的热交换介质的温度产生差异，因此，可在平板使温度分布均匀化。另外，因为是针对每一区控制热交换介质的供给或阻断，所以能够以区为单位控制平板的温度分布。因此，根据该系统，可精密地控制载置基板的平板的温度。
[0015]在一形态中，热交换器可包括:多个第一管，其在平板的下方二维地排列，朝平板的背面向上方延伸，提供与多个区域的各个相对向的开口端；间隔壁，其划分形成分别包围多个第一管的多个空间；及多个第二管，以分别连通于多个空间的方式与间隔壁连接。
[0016]在本形态中，从在平板的下方朝上方延伸的多个第一管对平板的所述多个区域个别地供给热交换介质。从该多个第一管供给的热交换介质从分别连通于多个空间的多个第二管被回收。这样一来，根据本形态的系统，通过对平板的多个区域个别地供给热交换介质，且个别地回收所供给的热交换介质，可精密地控制载置台的温度。
[0017]在一形态的系统中，多个阀单元的各个也可配置在第一热交换介质供给装置及第二热交换介质供给装置与热交换器之间，且包括:共用管线，其具有连接于与同一区相对向的提供开口端的多个第一管的一端部及另一端部；第一管线及第二管线，其连接于共用管线的另一端部；第一热交换介质供给管线，其可连接于第一热交换介质供给装置；第二热交换介质供给管线，其可连接于第二热交换介质供给装置；第一阀，其配置在第一管线与第一热交换介质供给管线之间；及第二阀，其配置在第二管线与第二热交换介质供给管线之间；第一阀及第二阀可相互独立地打开及关闭。
[0018]在本形态中，在打开第一阀的情况下，来自第一热交换介质供给装置的热交换介质经由第一热交换介质供给管线及共用管线被供给到与同一区相对向的多个第一管。另一方面，在打开第二阀的情况下，来自第二热交换介质供给装置的热交换介质经由第二热交换介质供给管线及共用管线被供给到与同一区相对向的多个第一管。这样一来，根据本形态的系统，通过打开及关闭第一阀及第二阀，可将热交换介质的供给源切换成第一热交换介质供给装置或第二热交换介质供给装置。
[0019]在一形态中，也可为第一热交换介质供给装置供给调整为第一温度的热交换介质，且第二热交换介质供给装置供给调整为比第一温度高的第二温度的热交换介质。根据本形态的系统，通过打开及关闭第一阀及第二阀，可将供给到热交换器的热交换介质的温度切换成第一温度或第二温度，因此，可提高利用热交换介质的温度控制的响应性。
[0020]在一形态中，多个阀单元的各个也可构成为:能够将调整为第一温度的热交换介质及调整为第二温度的热交换介质不相互混合地对多个区域进行供给。另外，在一形态中，也可构成为:在第一阀打开的情况下，关闭第二阀，在第二阀打开的情况下，关闭第一阀。
[0021]在一形态中，也可使多个区在平板的背面侧由多个同心圆划分边界，多个区域沿平板的周向分割多个区的各个。根据本形态，可防止因平板的周向的位置而在所供给的热交换介质的温度产生差异，因此，可使平板的周向上的温度分布均匀化。
[0022]另外，在一形态中，热交换器也可对平板的背面侧垂直地供给热交换介质。在本形态中，可提高利用热交换介质的热交换效率。在一形态中，平板也可不具备加热元件。在一形态中，连接多个阀单元的各个与热交换器的流路的长度也可为2m以下。进而，在一形态中，也可具有η个阀单元、分割成η个的区、及m个区域，且n <m(其中，η及m为2以上的整数)。
[0023]在一形态中，所述热交换器也能够以树脂为主成分而构成。因为树脂的隔热性相对较高，所以根据本形态，可抑制在热交换器内流通的热交换介质的散热。在一形态中，多个第一管的所述开口端也可包含含有碳的树脂。根据本形态，可局部提高开口端的强度。
[0024]在一形态中，也可在平板的背面侧形成着供多个第一管的开口端分别插入的多个凹部。在本形态中，可增加在多个空间内流通的热交换介质与加工台的热交换面积。结果为，可提尚热交换效率。
[0025]一方面的半导体制造装置具备所述系统。
[0026]一方面，提供一种包含具有用以支撑基板的正面侧及背面侧的平板的加工台的温度控制方法。该方法包括:控制分割平板的背面侧的多个区中的第一区的温度的步骤；以及控制多个区中的第二区的温度的步骤；所述控制分割平板的背面侧的多个区中的第一区的温度的步骤包括如下步骤:使调整为第一温度的热交换介质在第一热交换介质供给装置与第一区之间循环，使调整为比第一温度高的第二温度的热交换介质在第二热交换介质供给装置与第一区之间循环，以及不使热交换介质返回到第一热交换介质供给装置及第二热交换介质供给装置，而是使热交换介质在第一区与第一栗之间循环；所述控制多个区中的第二区的温度的步骤包括如下步骤:使调整为第一温度的热交换介质在第一热交换介质供给装置与第二区之间循环，使调整为第二温度的热交换介质在第二热交换介质供给装置与第二区之间循环，以及不使热交换介质返回到第一热交换介质供给装置及第二热交换介质供给装置，而是使热交换介质在第二区与第二栗之间循环。根据所述方法，能够以使第一区及第二区的温度分别成为目标温度的方式控制加工台的温度。
[0027][发明效果]
[0028]如以上说明，根据本发明的各种方面及各种形态，提供一种可精密地控制载置台的温度的系统。
【附图说明】
[0029]图1是概略性地表示一实施方式的等离子体处理装置的剖视图。
[0030]图2是一实施方式的加工台的分解立体图。
[0031]图3是一实施方式的热交换器的立体图。
[0032]图4(a)是多个槽(cell)部中的一个槽部的俯视图，图4(b)是从上方观察多个槽部中的一个槽部的立体图，图4(c)是从下方观察多个槽部中的一个槽部的立体图。
[0033]图5是一实施方式的热交换器的俯视图。
[0034]图6是流路部的立体图。
[0035]图7是阀单元组的立体图。
[0036]图8是示意性地表示热交换器内的热交换介质的流动的剖视图。
[0037]图9是平板的背面侧的俯视图。
[0038]图10是示意性地表示热交换器内的热交换介质的流动的剖视图。
[0039]图11是概略性地表示阀单元组的内部构成的图。
[0040]图12是概略性地表示一实施方式的包含等离子体处理装置的半导体制造系统的立体图。
[0041]图13是表示一实施方式的温度控制方法的流程图。
[0042]图14是示意性地表示热交换器内的热交换介质的流动的剖视图。
[0043]图15是变化例的热交换器的俯视图。
[0044]图16是变化例的热交换器的俯视图。
【具体实施方式】
[0045]以下，参照附图对各种实施方式进行详细说明。此外，在各附图中对同一或相当的部分标注同一符号。
[0046]首先，对一实施方式的具备系统的等离子体处理装置进行说明。此外，将下述加工台ST、阀单元组VU、第一热交换介质供给装置100a、及第二热交换介质供给装置10b用作一实施方式的包含可控制温度的加工台的系统。
[0047]图1是概略性地表示一实施方式的等离子体处理装置50的剖视图。等离子体处理装置50是电容耦合型平行板等离子体蚀刻装置，具备大致圆筒状的处理容器52。处理容器52例如包含对其表面进行阳极氧化处理后的铝。该处理容器52接地。
[0048]在处理容器52的底部上配置着加工台ST。如图1所示，加工台ST具备平板2、壳体4、热交换器6、及流路部8。参照图2，对加工台ST进行详细说明。图2是加工台ST的分解立体图。图2所示的加工台ST用作用以在处理容器52内支撑基板的载置台。
[0049]平板2具有圆盘形状，例如包含铝等金属。平板2具有正面侧2a及背面侧2b。可在平板2的正面侧2a上载置基板W。
[0050]壳体4例如包含不锈钢等金属，具有侧壁4a及底壁4b。侧壁4a具有圆筒形状，在其内部划分形成收纳空间AS。侧壁4a沿圆筒轴线方向延伸，从下方支撑平板2。底壁4b连接于侧壁4a的下端部。可在侧壁4a的上端面4c设置沿该上端面4c环状地延伸的O形环10。在该上端面4c，例如利用紧固螺钉(fastening screw)隔着O形环10气密地固定着平板2。由此，利用加工台从上方划分形成收纳空间AS。在侧壁4a设置着多个供给管12a、12b、12c、12d、12e、及多个回收管 14a、14b、14c、14d、14e。多个供给