温度控制方法和等离子体处理装置与流程

1.本公开涉及一种温度控制方法和等离子体处理装置。


背景技术：

2.已知在等离子体处理装置中对半导体晶圆等基板进行等离子体蚀刻。当针对基板进行蚀刻处理时，有时反应生成物附着于基板的周缘部、用于载置基板的载置台的载置面的周缘部。附着于载置面的周缘部的反应生成物(以下也称作沉积物。)有时成为阻碍载置面与基板之间的吸附的主要原因。对此，提出了通过向载置台照射自o2气体与含氟气体的混合气体生成的等离子体来去除沉积物。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2011
‑
054825号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.本公开提供一种能够缩短清洁时间的温度控制方法和等离子体处理装置。
8.用于解决问题的方案
9.本公开的一个方式的温度控制方法包括切换工序、点火工序、计算工序、第一控制工序以及第二控制工序。在切换工序中，将向设置于载置台的内部的流路供给的热介质从第一温度的热介质切换为第二温度的热介质，所述载置台被配置于等离子体处理装置的处理容器内，用于载置基板，所述第一温度的热介质是在针对基板进行蚀刻处理的情况下由第一温度控制部供给的热介质，所述第二温度的热介质是在从处理容器搬出基板后进行去除附着在被设置于载置台的上部的静电吸盘的反应生成物的清洁处理的情况下由第二温度控制部供给的热介质。在点火工序中，开始向处理容器内供给清洁气体，并将等离子体点火。在斜率计算工序中，基于流路的出口侧的热介质的温度来计算热介质的温度变化的斜率。在第一控制工序中，控制第二温度控制部，直至流路的出口侧的热介质的温度稳定为比预先设定的设定值低的第三温度为止。在第二控制工序中，控制第二温度控制部，以使流路的出口侧的热介质的温度成为设定值。
10.发明的效果
11.根据本公开，能够缩短清洁时间。
附图说明
12.图1是表示本公开的一个实施方式中的等离子体处理装置的一例的概要截面图。
13.图2是表示沉积物附着的部位的一例的图。
14.图3是表示有机膜的蚀刻速率的温度依赖性的一例的图。
15.图4是表示热介质的使用温度范围的一例的图。
16.图5是表示本实施方式中的温度控制装置的一例的图。
17.图6是表示从第一温度控制部供给热介质的状态的一例的图。
18.图7是表示从第二温度控制部供给热介质的状态的一例的图。
19.图8是表示本实施方式中的热介质的温度为设定值以下的情况下的温度控制图表的一例的图。
20.图9是表示本实施方式中的热介质的温度超过设定值的情况下的温度控制图表的一例的图。
21.图10是表示本实施方式中的温度控制处理的一例的流程图。
22.图11是表示本实施方式中的斜率计算处理的一例的流程图。
23.图12是表示本实施方式中的第一控制处理的一例的流程图。
24.图13是表示本实施方式中的第二控制处理的一例的流程图。
25.图14是表示变形例中的温度控制装置的一例的图。
26.附图标记说明
27.1：等离子体处理装置；10：装置主体；11：控制装置；12：处理容器；15：流路；16a：配管；16b：配管；20、20a：温度控制装置；101、102：沉积物(反应生成物)；103：bsp(反应生成物)；200、200a：第一切换部；2000：第一供给阀；2001：第二供给阀；2002：供给阀；2010：第一回流阀；2011：第二回流阀；2012：回流阀；201、201a：第二切换部；204：第一旁通阀；205：第二旁通阀；206：第一温度控制部；207：第二温度控制部；esc：静电吸盘；le：下部电极；pd：载置台；w：晶圆。
具体实施方式
28.下面，基于附图详细地说明所公开的温度控制方法和等离子体处理装置的实施方式。此外，并非通过以下的实施方式来限定公开技术。
29.在对形成于基板(以下也简称为晶圆。)上的sio与sin的层叠膜(以下称作on层叠膜。)进行蚀刻的情况下，向设置于载置台的内部的流路供给被冷却后的液状的热介质，来将晶圆的温度设为极低温、例如
‑
40℃～
‑
80℃左右，由此实现蚀刻速率和掩模选择比的提高。在这样的蚀刻中，在蚀刻过程中会有cf系聚合物等有机系沉积物(反应生成物)附着在被设置于载置台的载置面的静电吸盘的肩部、边缘环。因此，在基板的蚀刻处理的间隙，通过利用o2气体进行wldc(wafer less dry cleaning：无晶圆干清洗)来进行附着的沉积物的去除。然而，当将晶圆的温度设为极低温时，附着的沉积物量变多，另外，基于wldc的去除速率变得非常慢，因此wldc花费的时间变得非常长，导致生产能力变差。因此，提出了在进行wldc的情况下通过将载置台的温度设为高温来提高去除速率。然而，当温度过高时，在设置于载置台的内部的流路中流动的热介质自液状发生了气化，导致热传导效率下降。另外，气化了的热介质的体积膨胀，导致流路内的压力上升，因此从构造上看存在装置出现故障的风险。另一方面，在相对于热介质的气化温度存在余量的情况下，温度相应地低，因此wldc的时间变长。因此，期待通过进行控制以在不使热介质气化的情况下尽可能成为高温来缩短清洁时间。
30.[等离子体处理装置1的结构]
[0031]
图1是表示本公开的一个实施方式中的等离子体处理装置的一例的概要截面图。
等离子体处理装置1为例如具备平行板电极的等离子体蚀刻装置。等离子体处理装置1具备装置主体10和控制装置11。装置主体10例如由铝等材料构成，具有处理容器12，处理容器12例如具有大致圆筒形状的形状。处理容器12的内壁面被实施了阳极氧化处理。另外，处理容器12安全接地。
[0032]
在处理容器12的底部上设置有例如由石英等绝缘材料构成的大致圆筒状的支承部14。支承部14在处理容器12内从处理容器12的底部沿铅垂方向(例如朝向上部电极30的方向)延伸。
[0033]
在处理容器12内设置有载置台pd。载置台pd被支承部14支承。在载置台pd中，在载置台pd的上表面保持晶圆w。晶圆w为温度控制对象物的一例。载置台pd具有静电吸盘esc和下部电极le。下部电极le例如由铝等金属材料构成，具有大致圆盘形状的形状。静电吸盘esc配置于下部电极le上。下部电极le为与温度控制对象物进行热交换的热交换构件的一例。
[0034]
静电吸盘esc具有在一对绝缘层之间或一对绝缘片之间配置有作为导电膜的电极el的构造。电极el经由开关sw而与直流电源17电连接。静电吸盘esc利用通过从直流电源17供给来的直流电压产生的库伦力等静电力，将晶圆w吸附于静电吸盘esc的上表面。由此，静电吸盘esc能够保持晶圆w。
[0035]
经由配管19向静电吸盘esc供给例如he气体等传热气体。经由配管19供给来的传热气体被供给至静电吸盘esc与晶圆w之间。通过调整向静电吸盘esc与晶圆w之间供给的传热气体的压力，能够调整静电吸盘esc与晶圆w之间的热导率。
[0036]
另外，在静电吸盘esc的内部设置有作为加热元件的加热器ht。加热器ht与加热器电源hp连接。通过从加热器电源hp向加热器ht供给电力，能够经由静电吸盘esc将静电吸盘esc上的晶圆w进行加热。通过下部电极le和加热器ht来调整被载置于静电吸盘esc上的晶圆w的温度。此外，加热器ht也可以配置于静电吸盘esc与下部电极le之间。
[0037]
在静电吸盘esc的周围以包围晶圆w的边缘和静电吸盘esc的方式配置有边缘环er。边缘环er有时也称作聚焦环。通过边缘环er能够提高针对晶圆w进行的处理的面内均匀性。边缘环er由根据作为蚀刻对象的膜的材料恰当地选择出的材料构成，例如由石英等构成。
[0038]
在下部电极le的内部形成有供
ガルデン
(注册商标)等作为绝缘性的流体的热介质流动的流路15。此外，热介质有时表示为盐水。流路15经由配管16a及配管16b而与温度控制装置20连接。温度控制装置20控制在下部电极le的流路15内流动的热介质的温度。由温度控制装置20进行了温度控制的热介质经由配管16a被供给至下部电极le的流路15内。从流路15内流过的热介质经由配管16b返回温度控制装置20。
[0039]
温度控制装置20在第一温度的热介质与第二温度的热介质之间进行切换，并将切换后的热介质供给至下部电极le的流路15内。通过在第一温度的热介质与第二温度的热介质进行切换并将切换后的热介质供给至下部电极le的流路15内，来使下部电极le的温度在第一温度与第二温度之间切换。第一温度例如为0℃以下的温度，第二温度例如为室温以上的温度。下面，将第一温度的热介质记载为第一热介质，将第二温度的热介质记载为第二热介质。第一热介质和第二热介质为温度不同但材料相同的流体。温度控制装置20和控制装置11为热介质控制装置的一例。
[0040]
下部电极le的下表面与用于向下部电极le供给高频电力的供电管69电连接。供电管69由金属构成。另外，虽然在图1中省略了图示，但在下部电极le与处理容器12的底部之间的空间内配置有用于进行静电吸盘esc上的晶圆w的交接的升降销、其驱动机构等。
[0041]
供电管69经由匹配器68而与第一高频电源64连接。第一高频电源64为产生用于向晶圆w吸引离子的高频电力、即高频偏置电力的电源，例如产生400khz～40.68mhz的频率的高频偏置电力，在一例中为13.56mhz的频率的高频偏置电力。匹配器68为用于使第一高频电源64的输出阻抗与负载(下部电极le)侧的输入阻抗匹配的电路。通过第一高频电源64产生的高频偏置电力经由匹配器68及供电管69被供给至下部电极le。
[0042]
在载置台pd的上方且与载置台pd相向的位置设置有上部电极30。下部电极le与上部电极30以彼此大致平行的方式配置。在上部电极30与下部电极le之间的空间生成等离子体，并且通过生成的等离子体对被保持于静电吸盘esc的上表面的晶圆w进行蚀刻之类的等离子体处理。上部电极30与下部电极le之间的空间为处理空间ps。
[0043]
上部电极30经由例如由石英等构成的绝缘性遮蔽构件32被支承于处理容器12的上部。上部电极30具有电极板34和电极支承体36。电极板34的下表面与处理空间ps相面对。在电极板34形成有多个气体喷出口34a。电极板34例如由包含硅的材料构成。
[0044]
电极支承体36例如由铝等导电性材料构成，从电极板34的上方将该电极板34以装卸自如的方式支承。电极支承体36能够具有未图示的水冷构造。在电极支承体36的内部形成有扩散室36a。从扩散室36a向下方(朝向载置台pd)延伸出与电极板34的气体喷出口34a连通的多个气体流通口36b。在电极支承体36设置有用于向扩散室36a引导处理气体的气体导入口36c，气体导入口36c与配管38连接。
[0045]
配管38经由阀组42及流量控制器组44而与气体源组40连接。气体源组40具有多个气体源。阀组42包括多个阀，流量控制器组44包括质量流量控制器等多个流量控制器。气体源组40的各气体源经由阀组42中的对应的阀及流量控制器组44中的对应的流量控制器而与配管38连接。
[0046]
由此，装置主体10能够将来自从气体源组40之中选择出的一个或多个气体源的处理气体以单独调整后的流量供给至电极支承体36内的扩散室36a。被供给至扩散室36a的处理气体在扩散室36a内扩散，并且经由各个气体流通口36b及气体喷出口34a被喷淋状地供给至处理空间ps内。
[0047]
电极支承体36经由匹配器66而与第二高频电源62连接。第二高频电源62为产生用于生成等离子体的高频电力的电源，例如产生27mhz～100mhz的频率的高频电力，在一例中为60mhz的频率的高频电力。匹配器66为用于使第二高频电源62的输出阻抗与负载(上部电极30)侧的输入阻抗匹配的电路。通过第二高频电源62产生的高频电力经由匹配器66被供给至上部电极30。此外，第二高频电源62也可以经由匹配器66而与下部电极le连接。
[0048]
在处理容器12的内壁面和支承部14的外侧面装卸自如地设置有沉积物屏蔽件46，所述沉积物屏蔽件46由表面用y2o3、石英等进行了涂覆的铝等构成。通过沉积物屏蔽件46能够防止蚀刻副产物(沉积物)附着于处理容器12和支承部14。
[0049]
在支承部14的外侧壁与处理容器12的内侧壁之间且处理容器12的底部侧(设置有支承部14的一侧)设置有由表面用y2o3、石英等进行了涂覆的铝等构成的排气板48。在排气板48的下方设置有排气口12e。排气口12e经由排气管52而与排气装置50连接。
[0050]
排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵，能够将处理容器12内的空间减压至期望的真空度。在处理容器12的侧壁设置有用于搬入或搬出晶圆w的开口12g，开口12g能够通过闸阀54进行开闭。
[0051]
控制装置11具有处理器、存储器以及输入输出接口。在存储器中保存有由处理器执行的程序以及包括各处理的条件等的制程。处理器执行从存储器读出的程序，基于存储器内存储的制程经由输入输出接口来控制装置主体10的各部，由此对晶圆w执行蚀刻等规定的处理。控制装置11为控制部的一例。
[0052]
[沉积物的附着部位]
[0053]
在此，使用图2来说明沉积物附着的部位。图2是表示沉积物附着的部位的一例的图。如图2所示，当在晶圆w被吸附于静电吸盘esc的上表面的状态下利用等离子体p进行处理时，沉积物101附着于静电吸盘esc与边缘环er的边界附近即静电吸盘esc的肩部。另外，在晶圆w的外周部与边缘环er之间，沉积物102附着于边缘环er的上表面，背侧聚合物(bsp：back side polymer)103附着于晶圆w的外周部的背面。关于沉积物101、102和bsp 103，温度越低或针对晶圆w进行等离子体处理的时间越长，则附着量越多。当连续对多张晶圆w进行等离子体处理时，将bsp 103与处理完毕的晶圆w一同搬出，但沉积物101、102继续附着，附着量进一步增加。当沉积物101、102增加时，沉积物101、102干扰下一个搬送来的晶圆w、或者沉积物101、102剥落并载于静电吸盘esc的上表面，由此导致晶圆w吸附不良。此外，在以下的说明中，有时将沉积物101、102统一表示为肩沉积物。
[0054]
[去除速率的温度依赖性]
[0055]
接着，使用图3来说明沉积物的去除速率的温度依赖性。图3是表示有机膜的蚀刻速率的温度依赖性的一例的图。在图3中示出使用了有机膜(光致抗蚀剂)来代替肩沉积物的情况下的与沉积物的去除速率对应的有机膜的蚀刻速率的温度依赖性。如图3的图表110所示，有机膜的蚀刻速率与温度之间为温度越高则蚀刻速率也越高的关系。据此，也可以说在进行on层叠膜的蚀刻的极低温的区域111中，肩沉积物的去除速率非常低，为了去除肩沉积物，需要相当多的时间。因此，通过重复进行低温蚀刻的步骤和高温wldc的步骤，能够缩短去除肩沉积物所花费的时间，从而能够提高生产能力。在该情况下，在低温的步骤与高温的步骤之间大幅度调整温度。此外，在以下的说明中，将这样的温度调整也称作步骤间调温。另外，也可以是，在低温蚀刻的步骤之后，使将利用晶圆假片进行的低温wwdc(wafer with dry cleaning：有晶圆干清洁)和低温wldc组合而成的低温清洁的步骤重复多次，之后进行高温wldc的步骤。
[0056]
在步骤间调温中，由于进行调整的温度范围大，因此需要考虑热介质的使用温度范围。图4是表示热介质的使用温度范围的一例的图。图4所示的图表112表示各种热介质h1～h5推荐的使用温度范围。如图表112所示，在
‑
80℃～
‑
40℃这样的极低温区域中能够使用的热介质h5的气化温度也低。为了发挥低温蚀刻的性能，优选使用重视低温的热介质，因此要求进行控制以使得在进行高温侧的温度调整时不气化，并且还尽可能地提高肩沉积物的去除速率。接着，详细地说明进行这样的温度控制的温度控制装置20。
[0057]
[温度控制装置20的结构]
[0058]
图5是表示本实施方式中的温度控制装置的一例的图。温度控制装置20具有第一切换部200、第二切换部201、第一旁通阀204、第二旁通阀205、第一温度控制部206以及第二
温度控制部207。
[0059]
第一温度控制部206经由配管223及配管222而与配管16a连接。另外，第一温度控制部206经由配管221及配管220而与配管16b连接。在本实施方式中，第一温度控制部206控制低温侧的第一热介质的温度。第一温度控制部206经由配管223、配管222以及配管16a向下部电极le的流路15内供给被进行了温度控制的第一热介质。而且，被供给至下部电极le的流路15内的热介质经由配管16b、配管220以及配管221返回第一温度控制部206。由配管223、配管222以及配管16a构成的配管为供给配管或第一供给配管的一例。另外，由配管16b、配管220以及配管221构成的配管为回流配管或第一回流配管的一例。
[0060]
第二温度控制部207经由配管226及配管225在连接位置a处与配管16a及配管222连接。另外，第二温度控制部207经由配管228及配管227在连接位置b处与配管16b及配管220连接。在本实施方式中，第二温度控制部207控制高温侧的第二热介质的温度。第二温度控制部207经由配管226、配管225以及配管16a向下部电极le的流路15内供给被进行了温度控制的第二热介质。而且，被供给至下部电极le的流路15内的热介质经由配管16b、配管227以及配管228返回第二温度控制部207。由配管226和配管225构成的配管为第二供给配管的一例。另外，由配管227和配管228构成的配管为第二回流配管的一例。
[0061]
第一温度控制部206与第二温度控制部207通过配管208连接。配管208用于调整第一温度控制部206内的贮存第一热介质的罐的液面和第二温度控制部207内的贮存第二热介质的罐的液面。由此，防止热介质泄漏。
[0062]
第一切换部200设置于配管16a及配管225与配管222的连接部分，将在下部电极le的流路15内流动的热介质切换为第一热介质或第二热介质。第一切换部200具有第一供给阀2000和第二供给阀2001。
[0063]
第二切换部201设置于配管16b及配管227与配管220的连接部分，将从下部电极le的流路15内流出的热介质的输出目的地切换为第一温度控制部206或第二温度控制部207。第二切换部201具有第一回流阀2010和第二回流阀2011。在本实施方式中，第一供给阀2000、第二供给阀2001、第一回流阀2010以及第二回流阀2011均为二通阀。
[0064]
在配管220与配管221的连接位置d同配管222与配管223的连接位置c之间设置有配管224。配管224为旁通配管的一例。在配管224上设置有第一旁通阀204。
[0065]
在配管227与配管228的连接位置f同配管225与配管226的连接位置e之间设置有配管229。配管229为旁通配管的一例。在配管229上设置有第二旁通阀205。
[0066]
在温度控制装置20内的配管16a上设置有测量流路15的入口侧的温度的温度计210。另外，在温度控制装置20内的配管16b上设置有测量流路15的出口侧的温度的温度计211。此外，温度计210、211也可以设置于温度控制装置20的外部。例如，温度计210、211可以设置于下部电极le的正下方、例如配管16a与流路15的连接部以及流路15与配管16b的连接部，也可以设置于下部电极le与温度控制装置20的中间地点。
[0067]
第一供给阀2000、第二供给阀2001、第一回流阀2010、第二回流阀2011、第一旁通阀204以及第二旁通阀205的开闭分别由控制装置11控制。
[0068]
[温度控制装置20的动作]
[0069]
图6是表示从第一温度控制部供给热介质的状态的一例的图。图6示出在进行蚀刻处理的情况下从第一温度控制部206对流路15供给低温侧的第一热介质的状态。此外，在以
下的附图中，关于各种阀，用白底表示开启的阀，通过涂黑来表示闭合的阀。
[0070]
如图6所示，第一温度控制部206以流量q
l
向配管223供给第一热介质。由于第一旁通阀204闭合，因此第一热介质经由连接位置c以流量q
l
流向配管222。由于第一供给阀2000闭合并且第二供给阀2001开启，因此第一热介质经由第二供给阀2001及连接位置a以流量q
l
流向入口侧的配管16a，并且被供给至下部电极le内的流路15。
[0071]
第一热介质在流过流路15后，经由出口侧的配管16b以流量q
l
流向连接位置b。由于第一回流阀2010闭合，因此第一热介质从配管16b经由连接位置b及第二回流阀2011以流量q
l
流向配管220。由于第一旁通阀204闭合，因此第一热介质经由连接位置d以流量q
l
流向配管221，并且返回第一温度控制部206。此时，基于温度计210的测量值来控制第一热介质的温度。
[0072]
另一方面，从第二温度控制部207供给的高温侧的第二热介质以流量q
h
被供给至配管226。由于第一供给阀2000和第一回流阀2010闭合并且第二旁通阀205开启，因此第二热介质以流量q
h
流过配管226、连接位置e、配管229、第二旁通阀205、连接位置f以及配管228，并且返回第二温度控制部207。
[0073]
图7是表示从第二温度控制部供给热介质的状态的一例的图。图7示出在进行清洁处理(wldc)的情况下从第二温度控制部207对流路15供给高温侧的第二热介质的状态。
[0074]
如图7所示，第二温度控制部207以流量q
h
向配管226供给第二热介质。由于第二旁通阀205闭合，因此第二热介质经由连接位置e以流量q
h
流向配管225。由于第一供给阀2000开启并且第二供给阀2001闭合，因此第二热介质经由第一供给阀2000及连接位置a以流量q
h
流向入口侧的配管16a，并且被供给至下部电极le内的流路15。
[0075]
第二热介质在流过流路15后，经由出口侧的配管16b以流量q
h
流向连接位置b。由于第二回流阀2011闭合，因此第二热介质从配管16b经由连接位置b及第一回流阀2010以流量q
h
流向配管227。由于第二旁通阀205闭合，因此第二热介质经由连接位置f以流量q
h
流向配管228，并且返回第二温度控制部207。此时，基于温度计211的测量值来控制第二热介质的温度。
[0076]
另一方面，从第一温度控制部206供给的低温侧的第一热介质以流量q
l
被供给至配管223。由于第二供给阀2001和第二回流阀2011闭合并且第一旁通阀204开启，因此第一热介质以流量q
l
流过配管223、连接位置c、第一旁通阀204、配管224、连接位置d以及配管221，并且返回第一温度控制部206。
[0077]
[热介质的切换]
[0078]
在完成蚀刻处理并且转到wldc的情况下，控制装置11将向下部电极le内的流路15供给的热介质从图6所示的状态切换为图7所示的状态，以尽早切换载置台pd的温度。也就是说，控制装置11使从由第一温度控制部206供给的低温侧的第一热介质向由第二温度控制部207供给的高温侧的第二热介质切换。此外，在以下的说明中，将低温侧的第一热介质的温度例如设为
‑
50℃、将高温侧的第二热介质例如设为50℃来进行说明。
[0079]
使用图8和图9来说明进行这样的热介质的切换时的过渡状态。图8是表示本实施方式中的热介质的温度为设定值以下的情况下的温度控制曲线图的一例的图。图9是表示本实施方式中的热介质的温度超过设定值的情况下的温度控制曲线图的一例的图。另外，图8所示的曲线图120和图9所示的曲线图130示出流路15的出口侧的温度计211的测量值，
也就是返回侧温度t
r
的过渡状态。
[0080]
控制装置11在曲线图120所示的温度变化剧烈的区间121、使温度变化稳定化的区间122以及使稳定后的温度逐渐上升至设定值的区间123中进行各不相同的控制。同样地，控制装置11在曲线图130所示的温度变化剧烈的区间131、使温度变化稳定化的区间132以及使稳定后的温度逐渐上升至设定值的区间133中进行各不相同的控制。
[0081]
控制装置11在区间121、131中进行以下的控制。首先，控制装置11控制温度控制装置20的各阀，以将向流路15供给的热介质从第一温度控制部206侧的第一热介质切换为第二温度控制部207侧的第二热介质。此时，控制装置11可以将在前次的区间123、133中返回侧温度t
r
稳定为设定值t3时的第二温度控制部207的设定温度反映为本次的区间121、131的开始时间点的第二温度控制部207的设定温度。
[0082]
控制装置11在待机了规定时间后，开始向处理容器12内供给清洁气体，并且将等离子体点火。此外，作为清洁气体，能够使用o2气体。在曲线图120、130中，将等离子体的点火时刻设为t0、将此时的返回侧温度t
r
设为t0。t0例如为
‑
50℃。在下部电极le中，由于来自等离子体的热量输入而温度上升，除此以外，流路15内的第一热介质被第二热介质挤出，因此还由于第二热介质而温度上升。另外，返回侧温度t
r
也同样地上升。控制装置11基于时刻t0至t1之间的任意的时间来计算温度变化的斜率。任意的时间例如能够使用从切换热介质起至经过固定时间为止的时间、从切换热介质起至达到规定温度为止的时间。此外，将时刻t1时的返回侧温度t
r
设为t1。t1例如能够设为30℃～40℃。
[0083]
控制装置11判定计算出的温度变化的斜率是否为阈值m1以上。控制装置11在判定为温度变化的斜率为阈值m1以上的情况(也就是为曲线图130的情况)下，降低第二温度控制部207的设定温度。控制装置11在判定为温度变化的斜率小于阈值m1的情况(也就是为曲线图120的情况)下，不变更第二温度控制部207的设定温度。当成为时刻t1时，控制装置11转到区间122、132的控制。此外，阈值m1是预先通过实验等求出的，但也可以设为反映前次的温度控制处理的结果。
[0084]
控制装置11在区间122、132中进行以下控制。控制装置11判定返回侧温度t
r
是否超过设定值t3。此外，设定值t3为比第二热介质的气化温度低的尽量高的温度，例如为气化温度t4‑
5℃这样的温度。例如，当将气化温度t4设为55℃时，能够将设定值t3设为50℃。此外，设定值t3可以设为接近气化温度t4的温度，例如54.5℃这样的值。在返回侧温度t
r
未超过设定值t3的情况下，控制装置11判定返回侧温度t
r
的变化量m是否为阈值m2以上。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
的变化量m小于阈值m2的情况下，视为第二热介质的温度变化稳定了，并且转到区间123、133的控制。另一方面，控制装置11在判定为返回侧温度t
r
的变化量m为阈值m2以上的情况下，返回到对返回侧温度t
r
是否超过设定值t3的判定。此外，阈值m2为预先通过实验等求出的值。
[0085]
控制装置11在判定为返回侧温度t
r
超过了设定值t3的情况(也就是成为曲线图130的情况)下，将向流路15供给的热介质切换为第一温度控制部206侧。另外，控制装置11降低第二温度控制部207的设定温度。即，控制装置11将响应速度快的热介质的切换和响应速度慢的第二温度控制部207的设定温度的变更进行组合来控制向流路15供给的热介质的温度。控制装置11在待机规定时间后，判定返回侧温度t
r
是否为气化温度t4以上。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
为气化温度t4以上的情况下，通知错误并且中止温度控制处理和清
洁处理。
[0086]
控制装置11在判定为返回侧温度t
r
低于气化温度t4的情况下，判定返回侧温度t
r
是否低于设定值t3。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
为设定值t3以上的情况下，在待机规定时间后，返回到对返回侧温度t
r
是否为气化温度t4以上的判定。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
低于设定值t3的情况下，将向流路15供给的热介质切换为第二温度控制部207侧的第二热介质，并且返回到对返回侧温度t
r
是否超过设定值t3的判定。此外，控制装置11也可以在经过规定时间后将向流路15供给的热介质切换为第二温度控制部207侧的第二热介质，以取代判定返回侧温度t
r
是否低于设定值t3。
[0087]
在此，对区间122、132的温度变化进行说明。如曲线图120所示，在第二热介质的温度不超过设定值t3的情况下，返回侧温度t
r
以不过冲的方式从时刻t1的温度t1上升至稳定状态的温度t2。在该情况下，设为稳定状态的温度t2例如为45℃。另一方面，如曲线图130所示，在第二热介质的温度超过设定值t3的情况下，从超过了设定值t3的时刻t
a
起至成为设定值t3以下的时刻t
b
的期间，将热介质暂时切换为低温侧的第一热介质。于是，返回侧温度t
r
在低于稳定状态的温度t2后再次转变为上升，并且逐渐上升至稳定状态的温度t2。在该情况下，设为稳定状态的温度t2例如为49℃。也就是说，返回侧温度t
r
成为稳定状态的温度t2的时刻t2根据第二热介质的温度发生变动。此外，稳定状态的温度t2为第三温度的一例。
[0088]
控制装置11在区间123、133中进行以下控制。控制装置11调整第二温度控制部207的设定温度，以使返回侧温度t
r
成为设定值t3。控制装置11在待机规定时间后，判定返回侧温度t
r
是否稳定为设定值t3。在返回侧温度t
r
未稳定为设定值t3的情况下，控制装置11继续调整第二温度控制部207的设定温度。此外，在返回侧温度t
r
超过设定值t3的情况下，控制装置11可以进行与区间122、132的控制相同的控制。在返回侧温度t
r
稳定为设定值t3的情况下，控制装置11使返回侧温度t
r
维持稳定为设定值t3，直至wldc完成为止。在经过了根据设定值t3的情况下的肩沉积物的去除速率估计出的肩沉积物的去除完成的时间时、或通过epd(end
‑
point detector：端点检测器)判断为肩沉积物的去除完成了时，wldc结束。
[0089]
[温度控制方法]
[0090]
接着，对本实施方式所涉及的温度控制方法进行说明。图10是表示本实施方式中的温度控制处理的一例的流程图。
[0091]
控制装置11首先执行计算将热介质从低温侧向高温侧切换时的温度变化的斜率的斜率计算处理(步骤s1)。
[0092]
在此，使用图11对斜率计算处理进行说明。图11是表示本实施方式中的斜率计算处理的一例的流程图。
[0093]
控制装置11控制温度控制装置20的各阀，以将向流路15供给的热介质切换为第二温度控制部207侧的第二热介质(步骤s11)。此时，控制装置11将与温度有关的输入值从温度计210的测量值切换为温度计211的测量值。控制装置11待机规定时间(步骤s12)，开始向处理容器12内供给清洁气体，并将等离子体点火(步骤s13)。控制装置11基于时刻t0至t1之间的任意的时间来计算温度变化的斜率(步骤s14)。
[0094]
控制装置11判定计算出的温度变化的斜率是否为阈值m1以上(步骤s15)。控制装置11在判定为温度变化的斜率为阈值m1以上的情况下(步骤s15：“是”)，降低第二温度控制部207的设定温度(步骤s16)，结束斜率计算处理，返回温度控制处理。控制装置11在判定为
温度变化的斜率小于阈值m1的情况下(步骤s15：“否”)，不变更第二温度控制部207的设定温度，结束斜率计算处理，返回温度控制处理。由此，控制装置11能够计算温度变化的斜率。
[0095]
接着，控制装置11执行进行控制直至第二热介质的温度变化稳定为止的第一控制处理(步骤s2)。
[0096]
在此，使用图12来说明第一控制处理。图12是表示本实施方式中的第一控制处理的一例的流程图。
[0097]
控制装置11判定返回侧温度t
r
是否超过了设定值t3(步骤s21)。在返回侧温度t
r
未超过设定值t3的情况下(步骤s21：“否”)，控制装置11判定返回侧温度t
r
的变化量m是否为阈值m2以上(步骤s22)。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
的变化量m小于阈值m2的情况下(步骤s22：“否”)，视为返回侧温度t
r
为稳定状态的温度t2，结束第一控制处理，返回温度控制处理。另一方面，控制装置11在判定为返回侧温度t
r
的变化量m为阈值m2以上的情况下(步骤s22：“是”)，返回步骤s21。
[0098]
控制装置11在判定为返回侧温度t
r
超过了设定值t3的情况下(步骤s21：“是”)，切换为第一温度控制部206侧的第一热介质(步骤s23)。另外，控制装置11降低第二温度控制部207的设定温度(步骤s24)。控制装置11待机规定时间(步骤s25)，判定返回侧温度t
r
是否为气化温度t4以上(步骤s26)。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
为气化温度t4以上的情况下(步骤s26：“是”)，通知错误并且中止温度控制处理和wldc。
[0099]
控制装置11在判定为返回侧温度t
r
低于气化温度t4的情况下(步骤s26：“否”)，判定返回侧温度t
r
是否小于设定值t3(步骤s27)。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
为设定值t3以上的情况下(步骤s27：“否”)，返回步骤s25。控制装置11在判定为返回侧温度t
r
小于设定值t3的情况下(步骤s27：“是”)，切换为第二温度控制部207侧的第二热介质(步骤s28)，返回步骤s21。由此，控制装置11能够使返回侧温度t
r
稳定。
[0100]
当第一控制处理完成时，控制装置11执行使稳定了的温度逐渐上升至设定值的第二控制处理(步骤s3)。
[0101]
在此，使用图13来说明第二控制处理。图13是表示本实施方式中的第二控制处理的一例的流程图。
[0102]
控制装置11调整第二温度控制部207的设定温度，以使返回侧温度t
r
成为设定值t3(步骤s31)。控制装置11待机规定时间(步骤s32)，判定返回侧温度t
r
是否稳定为设定值t3(步骤s33)。在返回侧温度t
r
未稳定为设定值t3的情况下(步骤s33：“否”)，控制装置11返回步骤s31。在返回侧温度t
r
稳定为设定值t3的情况下(步骤s33：“是”)，控制装置11结束第二控制处理，返回温度控制处理，并且结束温度控制处理。由此，控制装置11能够使返回侧温度t
r
稳定为设定值t3。即，在从低温蚀刻转向wldc时，进行控制以在不使热介质气化的情况下尽量成为高温，由此能够使肩沉积物的去除速率提高，能够缩短清洁时间。另外，能够抑制由于肩沉积物引起的晶圆的吸附不良，因此能够稳定运用等离子体处理装置1。并且，由于能够缩短清洁时间，因此能够使晶圆的生产率提高。另外，能够消除由于配管长度引起的装置间的清洁时间差。
[0103]
[变形例]
[0104]
在上述的实施方式中，第一切换部200由作为二通阀的第一供给阀2000和第二供给阀2001实现，第二切换部201由作为二通阀的第一回流阀2010和第二回流阀2011实现。与
此相对地，第一切换部200和第二切换部201可以分别由三通阀实现。图14是表示变形例中的温度控制装置的一例的图。与上述的实施方式的温度控制装置20相比，图14所示的温度控制装置20a具有第一切换部200a和第二切换部201a来代替第一切换部200和第二切换部201。
[0105]
第一切换部200a由作为三通阀的供给阀2002实现。供给阀2002与第一切换部200的第一供给阀2000及第二供给阀2001对应。与第一切换部200同样地，第一切换部200a将在下部电极le的流路15内流动的热介质切换为第一热介质或第二热介质。
[0106]
第二切换部201a由作为三通阀的回流阀2012实现。回流阀2012与第二切换部201的第一回流阀2010及第二回流阀2011对应。与第二切换部201同样地，第二切换部201a将从下部电极le的流路15内流出的热介质的输出目的地切换为第一温度控制部206或第二温度控制部207。像这样，使用三通阀来代替二通阀也能够在第一热介质与第二热介质之间进行切换。
[0107]
根据以上的本实施方式，控制装置11将向设置于载置台pd的内部的流路15供给的热介质从第一温度的热介质切换为第二温度的热介质，所述载置台pd被配置于等离子体处理装置1的处理容器12内，由于载置基板，所述第一温度的热介质是在针对基板进行蚀刻处理的情况下从第一温度控制部206供给的热介质，所述第二温度的热介质是在从处理容器12搬出基板后进行去除附着在被设置于载置台pd的上部的静电吸盘esc的反应生成物的清洁处理的情况下从第二温度控制部207供给的热介质。另外，控制装置11开始向处理容器12内供给清洁气体，并将等离子体点火。另外，控制装置11基于流路15的出口侧的热介质的温度来计算热介质的温度变化的斜率。另外，控制装置11控制第二温度控制部207，直至流路15的出口侧的热介质的温度(t
r
)稳定为比预先设定的设定值t3低的第三温度(t2)为止。另外，控制装置11控制第二温度控制部207，以使流路15的出口侧的热介质的温度(t
r
)成为设定值t3。其结果是，在从低温蚀刻转向wldc时，进行控制以在不使热介质气化的情况下尽量成为高温，由此能够缩短清洁时间。
[0108]
另外，根据本实施方式，在流路15的出口侧的热介质的温度(t
r
)超过了设定值t3的情况下，控制装置11将向流路15供给热介质的供给源切换为第一温度控制部206。其结果是，能够防止热介质的温度(t
r
)达到气化温度t4。
[0109]
另外，根据本实施方式，在经过规定时间后，控制装置11将向流路15供给热介质的供给源切换为第二温度控制部。其结果是，能够抑制热介质的温度(t
r
)从设定值t3大幅度下降。
[0110]
另外，根据本实施方式，在流路15的出口侧的热介质的温度(t
r
)低于设定值t3的情况下，控制装置11将向流路15供给热介质的供给源切换为第二温度控制部207。其结果是，能够抑制热介质的温度(t
r
)从设定值t3大幅度下降。
[0111]
另外，根据本实施方式，在计算出的温度变化的斜率为阈值以上的情况下，控制装置11控制第二温度控制部207，以降低第二温度。其结果是，能够防止热介质的温度(t
r
)达到气化温度t4。
[0112]
另外，根据本实施方式，控制装置11将在前次的第二控制工序(第二控制处理)中流路15的出口侧的热介质的温度成为设定值t3的情况下的第二温度控制部207的设定温度设定为第二温度(第二热介质的温度)。其结果是，能够更快地达到并稳定为wldc的处理温
度。
[0113]
另外，根据本实施方式，设定值t3为低于热介质的气化温度t4的温度。其结果是，能够防止热介质的温度(t
r
)达到气化温度t4。
[0114]
此外，在上述的实施方式中，使用o2气体作为清洁气体，但不限于公开的技术。例如，清洁气体也可以为co气体、co2气体、o3气体等其它含氧气体。
[0115]
另外，在上述的实施方式中，附着于静电吸盘的肩部、边缘环的沉积物(反应生成物)为cf系聚合物等有机系沉积物，但公开的技术不限于此。根据基板上的被蚀刻膜的种类、用于蚀刻的条件的不同，有时包含有cf系聚合物以外的硅等无机物、金属。在这样的情况下，也可以在作为清洁气体的o2气体中添加有例如含卤气体。关于含卤气体，例如列举cf4气体、nf3气体等氟系的气体。另外，含卤气体也可以为cl2气体等氯系气体、hbr气体等溴系气体。此外，在沉积物(反应生成物)中包含有硅等无机物、金属的情况下，也能够通过将清洁时的载置台的温度设为高温来提高去除速率。
[0116]
另外，在上述的实施方式中，作为等离子体源的一例，使用了电容耦合型等离子体(ccp)，但公开的技术不限于此。作为等离子体源，例如也可以使用电感耦合等离子体(icp)、微波激励表面波等离子体(swp)、电子回旋共振等离子体(ecp)或螺旋波激励等离子体(hwp)等。
[0117]
另外，在上述的实施方式中，作为等离子体处理装置1，以等离子体蚀刻处理装置为例进行了说明，但公开的技术不限于此。还能够对使用被进行了温度控制的热介质来控制晶圆w等温度控制对象物的温度的蚀刻装置以外的装置应用公开的技术，例如成膜装置、改性装置或清洗装置等。
[0118]
应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式可以在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。