JP2023098068A - Temperature control system, semiconductor manufacturing apparatus, and temperature control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、温度制御システム、半導体製造装置および温度制御方法に関する。 The present disclosure relates to a temperature control system, a semiconductor manufacturing apparatus, and a temperature control method.
半導体製造装置では、高温の熱媒体と低温の熱媒体とを、それぞれポンプにより載置台内の流路に供給して循環させることで温度制御を行うチラーが用いられることがある。このようなタイプのチラーでは、高温側と低温側とにおいて、それぞれ熱媒体を貯めるタンクが用いられ、液面制御のために、高温側のタンクと低温側のタンクとの間を連通する液面調整タンクを設けることが提案されている(特許文献1)。 A semiconductor manufacturing apparatus may use a chiller that controls the temperature by supplying and circulating a high-temperature heat medium and a low-temperature heat medium through a flow path in a mounting table by means of pumps. In this type of chiller, tanks for storing the heat medium are used on the high temperature side and the low temperature side, respectively. It has been proposed to provide an adjustment tank (Patent Document 1).
本開示は、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる温度制御システム、半導体製造装置および温度制御方法を提供する。 The present disclosure provides a temperature control system, a semiconductor manufacturing apparatus, and a temperature control method capable of reducing temperature fluctuations of a heat medium in a reservoir tank to which the heat medium moves through a communicating pipe.
本開示の一態様による温度制御システムは、半導体製造装置に用いられる部材の温度制御システムであって、第1の温度の第1の熱媒体を貯留する第1のタンクと、第1の温度より低い第2の温度の第2の熱媒体を貯留する第2のタンクと、第1のタンクと第2のタンクとを接続する連通管と、連通管に設けられた第1の制御バルブと、連通管に設けられた第1の熱媒体または第2の熱媒体の温度を制御する温調機構と、を有し、温調機構は、第1の制御バルブが開となるよう制御された際に、第1のタンクから第2のタンクに第1の熱媒体が移動する場合、第1の熱媒体を第1の温度より低い温度になるように制御し、第2のタンクから第1のタンクに第2の熱媒体が移動する場合、第2の熱媒体を第2の温度より高い温度になるように制御する。 A temperature control system according to one aspect of the present disclosure is a temperature control system for a member used in a semiconductor manufacturing apparatus, comprising: a first tank storing a first heat medium at a first temperature; a second tank storing a second heat medium having a second low temperature; a communication pipe connecting the first tank and the second tank; a first control valve provided in the communication pipe; and a temperature control mechanism for controlling the temperature of the first heat medium or the second heat medium provided in the communication pipe, wherein the temperature control mechanism is controlled to open the first control valve. In addition, when the first heat medium moves from the first tank to the second tank, the first heat medium is controlled to have a temperature lower than the first temperature, and the first heat medium is transferred from the second tank to the first temperature. When the second heat medium moves to the tank, the second heat medium is controlled to have a temperature higher than the second temperature.
本開示によれば、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the temperature fluctuation of the heat medium in the reservoir tank to which the heat medium moves through the communication pipe.
以下に、開示する温度制御システム、半導体製造装置および温度制御方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。 Embodiments of the disclosed temperature control system, semiconductor manufacturing apparatus, and temperature control method will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the disclosed technology is not limited by the following embodiments.
温度制御システムにおいて、載置台内の流路に供給して循環させる熱媒体を高温側と低温側とで切り替える場合がある。この様な切り替えが行われた場合、例えば、流路に残留する高温側の熱媒体が低温側のタンクに流入することで低温側のタンクの液面が上昇する。上昇した液面を低下させるために、高温側のタンクと低温側のタンクとの間を連通する連通管のバルブを開放すると、双方のタンクで液面の高さが略同一となるまで低温側の熱媒体が高温側のタンクに流入する。このため、高温側のタンク内の温度が大きく低下する場合がある。そこで、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することが期待されている。 In a temperature control system, there are cases in which the heat medium supplied to and circulated in the flow path in the mounting table is switched between the high temperature side and the low temperature side. When such switching is performed, for example, the high-temperature-side heat medium remaining in the flow path flows into the low-temperature-side tank, thereby raising the liquid level in the low-temperature-side tank. In order to lower the raised liquid level, when the valve of the communication pipe that communicates between the high temperature side tank and the low temperature side tank is opened, the low temperature side is lowered until the liquid level in both tanks is approximately the same. of heat transfer medium flows into the tank on the high temperature side. Therefore, the temperature inside the tank on the high temperature side may drop significantly. Therefore, it is expected to reduce the temperature fluctuation of the heat medium in the reservoir tank to which the heat medium moves through the communication pipe.
[基板処理装置1の構成]
図1は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す概略断面図である。基板処理装置1は、例えば平行平板の電極を備えるプラズマエッチング装置である。また、基板処理装置1は、半導体製造装置の一例である。基板処理装置1は、装置本体10および制御装置11を備える。装置本体10は、例えばアルミニウム等の材料により構成され、例えば略円筒形状の形状を有する処理容器12を有する。処理容器12は、内壁面に陽極酸化処理が施されている。また、処理容器12は、保安接地されている。
[Configuration of substrate processing apparatus 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure. The substrate processing apparatus 1 is, for example, a plasma etching apparatus having parallel plate electrodes. Also, the substrate processing apparatus 1 is an example of a semiconductor manufacturing apparatus. The substrate processing apparatus 1 includes an apparatus
処理容器12の底部上には、例えば石英等の絶縁材料により構成された略円筒状の支持部14が設けられている。支持部14は、処理容器12内において、処理容器12の底部から鉛直方向に(例えば上部電極30の方向に向けて)延在している。
A substantially
処理容器12内には、載置台PDが設けられている。載置台PDは、支持部14によって支持されている。載置台PDは、載置台PDの上面においてウエハWを保持する。ウエハWは、温度制御対象物の一例である。載置台PDは、静電チャックESCおよび下部電極LEを有する。下部電極LEは、例えばアルミニウム等の金属材料により構成され、略円盤形状の形状を有する。静電チャックESCは、下部電極LE上に配置されている。下部電極LEは、温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材の一例である。
A mounting table PD is provided in the
静電チャックESCは、導電膜である電極ELを、一対の絶縁層の間または一対の絶縁シートの間に配置した構造を有する。電極ELには、スイッチSWを介して直流電源17が電気的に接続されている。静電チャックESCは、直流電源17から供給された直流電圧により生じるクーロン力等の静電力により静電チャックESCの上面にウエハWを吸着する。これにより、静電チャックESCは、ウエハWを保持することができる。
The electrostatic chuck ESC has a structure in which an electrode EL, which is a conductive film, is arranged between a pair of insulating layers or between a pair of insulating sheets. A
静電チャックESCには、配管19を介して、例えばHeガス等の伝熱ガスが供給される。配管19を介して供給された伝熱ガスは、静電チャックESCとウエハWとの間に供給される。静電チャックESCとウエハWとの間に供給される伝熱ガスの圧力を調整することにより、静電チャックESCとウエハWとの間の熱伝導率を調整することができる。
A heat transfer gas such as He gas is supplied to the electrostatic chuck ESC through a
また、静電チャックESCの内部には、加熱素子であるヒータHTが設けられている。ヒータHTには、ヒータ電源HPが接続されている。ヒータ電源HPからヒータHTに電力が供給されることにより、静電チャックESCを介して静電チャックESC上のウエハWを加熱することができる。下部電極LEおよびヒータHTによって、静電チャックESC上に載置されたウエハWの温度が調整される。なお、ヒータHTは、静電チャックESCと下部電極LEの間に配置されていてもよい。 A heater HT, which is a heating element, is provided inside the electrostatic chuck ESC. A heater power source HP is connected to the heater HT. By supplying power from the heater power source HP to the heater HT, the wafer W on the electrostatic chuck ESC can be heated via the electrostatic chuck ESC. The temperature of the wafer W placed on the electrostatic chuck ESC is adjusted by the lower electrode LE and the heater HT. Note that the heater HT may be arranged between the electrostatic chuck ESC and the lower electrode LE.
静電チャックESCの周囲には、ウエハWのエッジおよび静電チャックESCを囲むようにエッジリングERが配置されている。エッジリングERは、フォーカスリングと呼ばれることもある。エッジリングERにより、ウエハWに対する処理の面内均一性を向上させることができる。エッジリングERは、例えば石英等、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料により構成される。 An edge ring ER is arranged around the electrostatic chuck ESC so as to surround the edge of the wafer W and the electrostatic chuck ESC. The edge ring ER is sometimes called a focus ring. The edge ring ER can improve the in-plane uniformity of processing on the wafer W. FIG. The edge ring ER is made of a material, such as quartz, which is appropriately selected according to the material of the film to be etched.
下部電極LEの内部には、ガルデン(登録商標)等の絶縁性の流体である熱媒体が流れる流路15が形成されている。なお、熱媒体は、ブラインと表現する場合がある。流路15には、配管16aおよび配管16bを介して温度制御装置20が接続されている。温度制御装置20は、温度制御システムの一例である。温度制御装置20は、下部電極LEの流路15内を流れる熱媒体の温度を制御する。温度制御装置20によって温度制御された熱媒体は、配管16aを介して下部電極LEの流路15内に供給される。流路15内を流れた熱媒体は、配管16bを介して温度制御装置20に戻される。
Inside the lower electrode LE, a
温度制御装置20は、下部電極LEの流路15内を流れる熱媒体を循環させる。また、温度制御装置20は、第1の温度の熱媒体または第2の温度の熱媒体を循環する熱媒体に混合して、下部電極LEの流路15内に供給する。第1の温度の熱媒体または第2の温度の熱媒体が循環する熱媒体に混合されて下部電極LEの流路15内に供給されることにより、下部電極LEの温度が設定温度に制御される。第1の温度は、例えば室温以上の温度であり、第2の温度は、例えば0℃以下の温度である。以下では、第1の温度の熱媒体を第1の熱媒体と記載し、第2の温度の熱媒体を第2の熱媒体と記載する。第1の熱媒体および第2の熱媒体は、温度が異なるが同じ材料の流体である。温度制御装置20および制御装置11は、熱媒体制御装置の一例である。
The
下部電極LEの下面には、下部電極LEに高周波電力を供給するための給電管69が電気的に接続されている。給電管69は、金属で構成されている。また、図1では図示が省略されているが、下部電極LEと処理容器12の底部との間の空間内には、静電チャックESC上のウエハWの受け渡しを行うためのリフターピンやその駆動機構等が配置される。
A
給電管69には、整合器68を介して第1の高周波電源64が接続されている。第1の高周波電源64は、ウエハWにイオンを引き込むための高周波電力、すなわち高周波バイアス電力を発生する電源であり、例えば400kHz~40.68MHzの周波数、一例においては13.56MHzの周波数の高周波バイアス電力を発生する。整合器68は、第1の高周波電源64の出力インピーダンスと負荷(下部電極LE)側の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。第1の高周波電源64によって発生した高周波バイアス電力は、整合器68および給電管69を介して下部電極LEに供給される。
A first high-
載置台PDの上方であって、載置台PDと対向する位置には、上部電極30が設けられている。下部電極LEと上部電極30とは、互いに略平行となるように配置されている。上部電極30と下部電極LEとの間の空間では、プラズマが生成され、生成されたプラズマにより、静電チャックESCの上面に保持されたウエハWに対してエッチング等のプラズマ処理が行われる。上部電極30と下部電極LEとの間の空間は、処理空間PSである。
An
上部電極30は、例えば石英等により構成された絶縁性遮蔽部材32を介して、処理容器12の上部に支持されている。上部電極30は、電極板34および電極支持体36を有する。電極板34は、下面が処理空間PSに面している。電極板34には複数のガス吐出口34aが形成されている。電極板34は、例えばシリコンを含む材料により構成される。
The
電極支持体36は、例えばアルミニウム等の導電性材料により構成され、電極板34を上方から着脱自在に支持する。電極支持体36は、図示しない水冷構造を有し得る。電極支持体36の内部には、拡散室36aが形成されている。拡散室36aからは、電極板34のガス吐出口34aに連通する複数のガス流通口36bが下方に(載置台PDに向けて)延びている。電極支持体36には、拡散室36aに処理ガスを導くガス導入口36cが設けられており、ガス導入口36cには、配管38が接続されている。
The
配管38には、バルブ群42および流量制御器群44を介して、ガスソース群40が接続されている。ガスソース群40は、複数のガスソースを有している。バルブ群42には複数のバルブが含まれ、流量制御器群44にはマスフローコントローラ等の複数の流量制御器が含まれる。ガスソース群40のそれぞれは、バルブ群42の中の対応するバルブおよび流量制御器群44の中の対応する流量制御器を介して、配管38に接続されている。
A
これにより、装置本体10は、ガスソース群40の中で選択された一または複数のガスソースからの処理ガスを、個別に調整された流量で、電極支持体36内の拡散室36aに供給することができる。拡散室36aに供給された処理ガスは、拡散室36a内を拡散し、それぞれのガス流通口36bおよびガス吐出口34aを介して処理空間PS内にシャワー状に供給される。
Thereby, the apparatus
電極支持体36には、整合器66を介して第2の高周波電源62が接続されている。第2の高周波電源62は、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、例えば27~100MHzの周波数、一例においては60MHzの周波数の高周波電力を発生する。整合器66は、第2の高周波電源62の出力インピーダンスと負荷(上部電極30)側の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。第2の高周波電源62によって発生した高周波電力は、整合器66を介して上部電極30に供給される。なお、第2の高周波電源62は、整合器66を介して下部電極LEに接続されてもよい。
A second high-
処理容器12の内壁面および支持部14の外側面には、表面がY2O3や石英等でコーティングされたアルミニウム等により構成されたデポシールド46が着脱自在に設けられている。デポシールド46により、処理容器12および支持部14にエッチング副生成物(デポ)が付着することを防止することができる。
A
支持部14の外側壁と処理容器12の内側壁との間であって、処理容器12の底部側(支持部14が設置されている側)には、表面がY2O3や石英等でコーティングされたアルミニウム等により構成された排気プレート48が設けられている。排気プレート48の下方には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管52を介して排気装置50が接続されている。
Between the outer wall of the
排気装置50は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器12内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。処理容器12の側壁にはウエハWを搬入または搬出するための開口12gが設けられており、開口12gはゲートバルブ54により開閉可能となっている。
The
制御装置11は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して装置本体10の各部を制御することにより、ウエハWにエッチング等の所定の処理を実行する。制御装置11は、制御部の一例である。
The controller 11 has a processor, memory, and an input/output interface. The memory stores programs executed by the processor and recipes including conditions for each process. The processor executes a program read from the memory, and controls each part of the apparatus
[温度制御装置20の構成]
図2は、本実施形態における温度制御装置の一例を示す図である。温度制御装置20は、循環部200と、第1温度制御部220と、第2温度制御部240とを有する。なお、例えば、循環部200は、処理容器12が設置される階と同じ階に設置され、第1温度制御部220および第2温度制御部240は、循環部200より下の階に設置される。
[Configuration of Temperature Control Device 20]
FIG. 2 is a diagram showing an example of a temperature control device according to this embodiment. The
循環部200は、バルブ201の出口側が配管16aに接続されている。また、循環部200は、下部電極LEの流路15内を流れる熱媒体を循環させるポンプ202が配管16bに接続されている。ポンプ202の出口側の配管16bは、接続位置Aのチェック弁206および配管207を介してバルブ201の入口側に接続されている。配管207の圧力は、ポンプ202の動作中において、ポンプ202の出口側の配管16bの圧力よりも低いので、チェック弁206が開く。従って、熱媒体は、ポンプ202、配管16b、チェック弁206、配管207、バルブ201、配管16a、流路15および配管16bの経路で循環する。なお、配管207は、第3の配管の一例である。また、循環部200内の配管16aには、流路15の入口側の温度を検出する温度センサ203が設けられている。なお、温度センサ203は、温度制御装置20の外部に設けてもよい。例えば、温度センサ203は、下部電極LEの直下、例えば配管16aと流路15の接続部に設けるようにしてもよく、下部電極LEと温度制御装置20の中間地点に設けるようにしてもよい。
The
第1温度制御部220は、配管229、配管210およびバルブ201を介して配管16aに接続されている。また、第1温度制御部220は、配管230、配管212およびチェック弁204を介して配管16bに接続されている。なお、配管229と配管210との接続位置Bと、配管230と配管212との接続位置Cとの間は、バイパス配管である配管211により接続されている。なお、接続位置Cには、モニタリング用の圧力センサ208が設けられている。
The first temperature control unit 220 is connected to the
本実施形態において、第1温度制御部220は、第1の熱媒体の温度を制御する。第1温度制御部220は、温度制御された第1の熱媒体を配管229、配管210およびバルブ201を介して、配管207から配管16aへ循環する熱媒体に混合して、下部電極LEの流路15内に供給する。第1の熱媒体の温度は、第2の熱媒体の温度より高く、例えば、90℃とすることができる。なお、第1の熱媒体の温度は、第2の熱媒体の温度より高ければ何度でもよい。配管210~212,229,230内の圧力は、下部電極LEの流路15内へ第1の熱媒体が供給されることで低下する。そして、流路15内から排出された熱媒体は、配管16bの接続位置Aにおいて、一部が圧力が低下したことにより開いたチェック弁204を通り、配管212および配管230を介して、第1温度制御部220に戻される。配管229、配管210、および、配管16aで構成される配管は、供給配管または第1の供給配管の一例である。また、配管16b、配管212、および、配管230で構成される配管は、戻り配管または第1の戻り配管の一例である。なお、配管210~212,229,230で構成される配管は、第1の配管の一例である。
In this embodiment, the first temperature control section 220 controls the temperature of the first heat medium. The first temperature control unit 220 mixes the temperature-controlled first heat medium with the heat medium circulating from the
第1温度制御部220では、ポンプ222によりリザーバタンク221内の熱媒体を配管229に供給する。また、ポンプ222の出口側には、熱交換器223、流量センサ224、圧力センサ225、温度センサ226および可変バルブ227が設けられている。つまり、熱交換器223、流量センサ224、圧力センサ225、温度センサ226および可変バルブ227は、ポンプ222の直後に設けられている。熱交換器223は、配管229に供給する熱媒体を設定温度に加熱または冷却する。流量センサ224は、ポンプ222により供給される熱媒体の配管229の送出側における流量を検出する。圧力センサ225は、ポンプ222により供給される熱媒体の配管229の送出側における圧力を検出する。温度センサ226は、ポンプ222により供給される熱媒体の配管229の送出側における温度を検出する。可変バルブ227は、戻り配管である配管230側の可変バルブ228とともに、ポンプ222により供給される熱媒体の配管229における圧力を調整する。
In the first temperature control section 220 , the
第2温度制御部240は、配管249、配管213およびバルブ201を介して配管16aに接続されている。また、第2温度制御部240は、配管250、配管215およびチェック弁205を介して配管16bに接続されている。なお、配管249と配管213との接続位置Dと、配管250と配管215との接続位置Eとの間は、バイパス配管である配管214により接続されている。なお、接続位置Eには、モニタリング用の圧力センサ209が設けられている。
The second temperature control section 240 is connected to the
本実施形態において、第2温度制御部240は、第2の熱媒体の温度を制御する。第2温度制御部240は、温度制御された第2の熱媒体を配管249、配管213およびバルブ201を介して、配管207から配管16aへ循環する熱媒体に混合して、下部電極LEの流路15内に供給する。なお、第2の熱媒体の温度は、第1の熱媒体の温度より低く、例えば、-10℃とすることができる。なお、第2の熱媒体の温度は、第1の熱媒体の温度より低ければ何度でもよい。配管213~215,249,250内の圧力は、下部電極LEの流路15内へ第2の熱媒体が供給されることで低下する。そして、流路15内から排出された熱媒体は、配管16bの接続位置Aにおいて、一部が圧力が低下したことにより開いたチェック弁205を通り、配管215および配管250を介して、第2温度制御部240に戻される。配管249、配管213、および、配管16aで構成される配管は、供給配管または第2の供給配管の一例である。また、配管16b、配管215、および、配管250で構成される配管は、戻り配管または第2の戻り配管の一例である。なお、配管213~215,249,250で構成される配管は、第2の配管の一例である。
In this embodiment, the second temperature control section 240 controls the temperature of the second heat medium. The second temperature control unit 240 mixes the temperature-controlled second heat medium with the heat medium circulating from the
第2温度制御部240では、ポンプ242によりリザーバタンク241内の熱媒体を配管249に供給する。また、ポンプ242の出口側には、熱交換器243、流量センサ244、圧力センサ245、温度センサ246および可変バルブ247が設けられている。つまり、熱交換器243、流量センサ244、圧力センサ245、温度センサ246および可変バルブ247は、ポンプ242の直後に設けられている。熱交換器243は、配管249に供給する熱媒体を設定温度に加熱または冷却する。流量センサ244は、ポンプ242により供給される熱媒体の配管249の送出側における流量を検出する。圧力センサ245は、ポンプ242により供給される熱媒体の配管249の送出側における圧力を検出する。温度センサ246は、ポンプ242により供給される熱媒体の配管249の送出側における温度を検出する。可変バルブ247は、戻り配管である配管250側の可変バルブ248とともに、ポンプ242により供給される熱媒体の配管249における圧力を調整する。
In the second temperature control section 240 , the
第1温度制御部220のリザーバタンク221と、第2温度制御部240のリザーバタンク241とは、配管251および配管252,253で接続されている。配管251および配管252,253は、連通管(伝通管)の一例であり、第1の熱媒体を貯留するリザーバタンク221の液面と、第2の熱媒体を貯留するリザーバタンク241の液面とを調整する。配管251は、リザーバタンク221,241間の気体(空気や蒸発した熱媒体等)が相互に移動するための配管である。配管252,253は、制御バルブ254を介して接続され、リザーバタンク221,241間の液体(熱媒体)が相互に移動するための配管である。これにより、熱媒体の漏洩が防止される。なお、制御バルブ254は、第1の制御バルブの一例である。また、配管252,253には、それぞれ温調機構256,255が設けられている。
The
制御バルブ254は、リザーバタンク221内の第1の熱媒体の量が所定値を超えた場合、つまり、図示しないセンサによって検出されたリザーバタンク221内の液面が上昇して所定の高さ(上限レベル)を超えた場合、制御装置11によって開となるよう制御される。例えば、制御バルブ254は、下部電極LEの温度を切り替えるタイミングにおいて、リザーバタンク221内の液面が上昇して所定の高さ(上限レベル)を超えた場合、制御装置11によって開となるよう制御される。なお、この場合には、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の量は減少し、液面が低下している状態である。
When the amount of the first heat medium in the
また、制御バルブ254は、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の量が所定値を超えた場合、つまり、図示しないセンサによって検出されたリザーバタンク241内の液面が上昇して所定の高さを超えた場合、制御装置11によって開となるよう制御される。例えば、制御バルブ254は、下部電極LEの温度を切り替えるタイミングにおいて、リザーバタンク241内の液面が上昇して所定の高さを超えた場合、制御装置11によって開となるよう制御される。なお、この場合には、リザーバタンク221内の第1の熱媒体の量は減少し、液面が低下している状態である。つまり、制御装置11は、制御バルブ254を制御することで、第1の熱媒体および第2の熱媒体が移動するタイミングを制御する。また、制御バルブ254は、閉じている状態において、温調機構255,256が相互に与える温度影響を遮断する。なお、リザーバタンク221,241内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の量は、質量計によって計測されてもよい。
Further, the
温調機構255は、制御バルブ254が開となるよう制御され、リザーバタンク221からリザーバタンク241に第1の熱媒体が移動する場合、第1の熱媒体をリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度である第1の温度より低い温度になるように制御する。一方、温調機構256は、制御バルブ254が開となるよう制御され、リザーバタンク241からリザーバタンク221に第2の熱媒体が移動する場合、第2の熱媒体をリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度である第2の温度より高い温度になるように制御する。なお、温調機構255,256は、ジャケットヒータ、ペルチェ素子およびホットガスのうち、少なくとも1つ以上を用いてもよいし、後述する熱交換器等を用いるようにしてもよい。また、温調機構255,256は、少なくともどちらか1つが設けられるようにしてもよい。このように、温度制御装置20では、高温側から低温側へ移動する第1の熱媒体の温度を低下させ、低温側から高温側へ移動する第2の熱媒体の温度を上昇させるので、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。また、温度制御装置20は、リザーバタンク221,241の液面補正機能と温度変動の低減を両立することができる。
The
バルブ201,227,228,247,248の開度、ポンプ202,222,242の送出圧力、および、熱交換器223,243における温度は、制御装置11によってそれぞれ制御される。また、ポンプ202,222,242は、インバータ周波数に応じて、送出圧力を制御可能なポンプである。なお、バルブ201の開度は、例えば、+100%~-100%の間で調整可能である。バルブ201の開度が0%のポジションでは、配管207からの熱媒体が全量、配管16aに流れ、配管210および配管213からの熱媒体は配管16aに流入しない。また、バルブ201の開度が+100%のポジションでは、配管210からの熱媒体が全量、配管16aに流れ、配管207および配管213からの熱媒体は配管16aに流入しない。一方、バルブ201の開度が-100%のポジションでは、配管213からの熱媒体が全量、配管16aに流れ、配管207および配管210からの熱媒体は配管16aに流入しない。
The openings of
つまり、高温側の第1の熱媒体を混合して循環する熱媒体の温度を上げたい場合、バルブ201の開度を0%のポジションからプラス側に変更する。一方、低温側の第2の熱媒体を混合して循環する熱媒体の温度を下げたい場合、バルブ201の開度を0%のポジションからマイナス側に変更する。例えば、処理空間PSでプラズマを点火してプラズマ処理が行われる場合、プラズマから下部電極LEにも入熱される。このため、下部電極LEの温度を一定に保つには、例えば、バルブ201の開度を-10%に設定し、配管207を循環する熱媒体の流量を90%とし、配管213の低温側の第2の熱媒体を10%混合する。
That is, when it is desired to increase the temperature of the heat medium mixed with the first heat medium on the high temperature side and circulating, the opening degree of the
[温調機構の構成および動作]
次に、本実施形態に係る温調機構の構成および動作について説明する。図3は、本実施形態におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。なお、図3では、配管251は図示を省略している。また、以下の説明では、連通管である各配管内を流れる熱媒体を、配管外に矢印として表している。さらに、第1の熱媒体と第2の熱媒体とを合わせて単に熱媒体と表す場合がある。また、第1の温度および第2の温度と異なる温度の熱媒体を単に熱媒体と表している。
[Configuration and Operation of Temperature Control Mechanism]
Next, the configuration and operation of the temperature control mechanism according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration and operation of the communicating pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in this embodiment. Note that the piping 251 is omitted from FIG. 3 . Also, in the following description, the heat medium flowing through each pipe, which is a communication pipe, is shown as an arrow outside the pipe. Furthermore, the first heat medium and the second heat medium may be collectively referred to simply as heat medium. A heat medium having a temperature different from the first temperature and the second temperature is simply referred to as a heat medium.
図3に示すように、高温側のリザーバタンク221と低温側のリザーバタンク241との間は、液体(熱媒体)用の連通管として、制御バルブ254が中間に設けられた配管252,253で接続されている。リザーバタンク221,241内の液面の高さは、熱媒体の循環時において、液量の適正管理範囲である上限レベルと下限レベルとの概ね中間に保たれる。適正管理範囲とは、温度制御対象物の温度制御を安定して行うことができる熱媒体の量を規定している。上限レベルは、熱媒体がリザーバタンク221,241の天面に設けられた図示しない圧力開放弁から溢れることを防止するために、他方のリザーバタンクへ熱媒体を移動させる液面の高さに設定されている。下限レベルは、熱媒体を供給するポンプ222,242の空転を防止するために、リザーバタンク221,241内に一定の液量を確保するための液面の高さに設定されている。
As shown in FIG. 3, between the
配管252,253には、温調機構256,255の一例として、熱交換器256a,255aが設けられている。熱交換器255aは、熱交換器243に接続されているチラーの冷却源243aと接続される。つまり、熱交換器255aは、チラーの冷却源243aと熱交換器243とを接続する配管から分岐された配管に接続されている。熱交換器255aは、リザーバタンク221内の液面が上限レベルを超えて制御バルブ254が開となり、熱媒体がリザーバタンク221からリザーバタンク241へと移動する際に、第1の熱媒体257aを冷却する。冷却された第1の熱媒体257aより低い温度の熱媒体257bは、リザーバタンク241へと流入する。従って、第1の熱媒体がリザーバタンク241内に流入することによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。なお、制御バルブ254は、リザーバタンク241内の液面が下限レベル未満まで低下した場合に開となるように制御されてもよい。
The
一方、熱交換器256aは、熱交換器223に接続されているチラーの加熱源223aと接続される。つまり、熱交換器256aは、チラーの加熱源223aと熱交換器223とを接続する配管から分岐された配管に接続されている。熱交換器256aは、リザーバタンク241内の液面が上限レベルを超えて制御バルブ254が開となり、熱媒体がリザーバタンク241からリザーバタンク221へと移動する際に、第2の熱媒体258aを加熱する。加熱された第2の熱媒体258aより高い温度の熱媒体258bは、リザーバタンク221へと流入する。従って、第2の熱媒体がリザーバタンク221内に流入することによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。なお、制御バルブ254は、リザーバタンク221内の液面が下限レベル未満まで低下した場合に開となるように制御されてもよい。
On the other hand, the
[変形例1]
上記の実施形態では、熱交換器255a,256aの冷却/加熱源として、チラーの冷却源243a、加熱源223aを用いたが、リザーバタンク241,221内の熱媒体を冷却/加熱源としてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例1として説明する。なお、変形例1における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 1]
In the above embodiment, the chiller's
図4は、変形例1におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。図4に示すように、変形例1では、実施形態と比較して、熱交換器255a,256aに代えて、熱交換器255b,256bを有する。また、変形例1では、リザーバタンク221と熱交換器256bとの間の配管252に制御バルブ259がさらに設けられ、リザーバタンク241と熱交換器255bとの間の配管253に制御バルブ260がさらに設けられている。制御バルブ259,260は、制御バルブ254と同様に制御装置11によって制御される。なお、制御バルブ259,260は、それぞれ第2の制御バルブと第3の制御バルブの一例である。また、変形例1では、リザーバタンク221内の第1の熱媒体を熱交換器256bに循環させるための配管261およびポンプ262と、リザーバタンク241内の第2の熱媒体を熱交換器255bに循環させるための配管264およびポンプ365とを有する。
4A and 4B are diagrams showing an example of the configuration and operation of the communicating pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in Modification 1. FIG. As shown in FIG. 4, the modification 1 has
変形例1では、例えば、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給している場合や、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給している場合、制御バルブ254は閉じられている。また、制御バルブ259は開いており、配管252内の熱媒体は、配管261内を矢印263に示すように循環する第1の熱媒体によって加熱される。同様に、制御バルブ260は開いており、配管253内の熱媒体は、配管264内を矢印266に示すように循環する第2の熱媒体によって冷却される。なお、制御バルブ259,260は、閉じていてもよい。
In Modified Example 1, for example, the first heat medium is supplied from the
次に、リザーバタンク221側の液面が高く、リザーバタンク221からリザーバタンク241に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ254が開となるよう制御される。また、制御バルブ259,260は、開状態のままである。この場合、配管253は、熱交換器255bによって冷却されているので、配管252から流入する第1の熱媒体257aを冷却する。冷却された第1の熱媒体257aより低い温度の熱媒体257bは、リザーバタンク241へと流入する。従って、第1の熱媒体がリザーバタンク241内に流入することによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。つまり、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給している場合は、熱交換器255bで配管253を冷却しておく。これにより、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給する際に、熱媒体の切り替えによって液面が上昇したリザーバタンク221側からリザーバタンク241に流入する第1の熱媒体を冷却することができる。
Next, when the fluid level on the
一方、リザーバタンク241側の液面が高く、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ254が開となるよう制御される。また、制御バルブ259,260は、開状態のままである。この場合、配管252は、熱交換器256bによって加熱されているので、配管253から流入する第2の熱媒体258aを加熱する。加熱された第2の熱媒体258aより高い温度の熱媒体258bは、リザーバタンク221へと流入する。従って、第2の熱媒体がリザーバタンク221内に流入することによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。つまり、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給している場合は、熱交換器256bで配管252を加熱しておく。これにより、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給する際に、熱媒体の切り替えによって液面が上昇したリザーバタンク241側からリザーバタンク221に流入する第2の熱媒体を加熱することができる。
On the other hand, when the liquid level on the
[変形例2]
上記の変形例1では、温調機構255,256として、熱交換器255b,256bを用いたが、二重配管を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例2として説明する。なお、変形例2における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 2]
Although the
図5は、変形例2におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。図5に示すように、変形例2では、変形例1と比較して、熱交換器255b,256bに代えて、二重配管255c,256cを有する。また、変形例2では、制御バルブ254,259,260の開閉は、変形例1と同様に制御装置11によって制御される。
5A and 5B are diagrams showing an example of the configuration and operation of the communication pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in Modification 2. FIG. As shown in FIG. 5, in the second modification,
図6は、連通管の二重配管の一例を示す図である。図6に示すように、配管252における二重配管256cは、外側の配管が内側の配管252を囲むように設けられており、外側の配管と内側の配管252との間が流路261aとなっている。流路261aは、配管261と接続され、矢印263で示す第1の熱媒体の循環経路となっている。例えば、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、流路261a内を流れる熱媒体263aから配管252内を流れる第2の熱媒体258aへと伝熱され、加熱された熱媒体258bがリザーバタンク221に流入することになる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a double pipe of a communicating pipe. As shown in FIG. 6, the
リザーバタンク221側の液面が高く、リザーバタンク221からリザーバタンク241に熱媒体を移動させる場合、配管253は、二重配管255cによって冷却されているので、配管252から流入する第1の熱媒体257aを冷却する。冷却された第1の熱媒体257aより低い温度の熱媒体257bは、リザーバタンク241へと流入する。従って、第1の熱媒体がリザーバタンク241内に流入することによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。つまり、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給している場合は、二重配管255cで配管253を冷却しておく。これにより、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給する際に、熱媒体の切り替えによって液面が上昇したリザーバタンク221側からリザーバタンク241に流入する第1の熱媒体を冷却することができる。
When the liquid level on the
一方、リザーバタンク241側の液面が高く、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、配管252は、二重配管256cによって加熱されているので、配管253から流入する第2の熱媒体258aを加熱する。加熱された第2の熱媒体258aより高い温度の熱媒体258bは、リザーバタンク221へと流入する。従って、第2の熱媒体がリザーバタンク221内に流入することによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。つまり、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給している場合は、二重配管256cで配管252を加熱しておく。これにより、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給する際に、熱媒体の切り替えによって液面が上昇したリザーバタンク241側からリザーバタンク221に流入する第2の熱媒体を加熱することができる。また、変形例2では、二重配管255c,256cを用いて熱交換を行うので、熱交換器255b,256bといった加熱/冷却機構を省略することができ、温調機構255,256を小型化することができる。
On the other hand, when the liquid level on the
[変形例3]
上記の実施形態および変形例1,2では、液体(熱媒体)用の連通管として、1系統の配管252,253を用いたが、熱媒体の移動方向に応じて2系統の配管を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例3として説明する。なお、変形例3における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 3]
In the above-described embodiment and modified examples 1 and 2, one line of
図7は、変形例3におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。図7に示すように、変形例3の温度制御装置20は、液体(熱媒体)用の連通管として、リザーバタンク221からリザーバタンク241へ熱媒体を移動するための配管270と、リザーバタンク241からリザーバタンク221へ熱媒体を移動するための配管275とを有する。配管270には、温調機構271と、制御バルブ272,273が設けられている。配管275には、温調機構276と、制御バルブ277,278が設けられている。制御バルブ272,273,277,278は、制御装置11によって制御される。なお、制御バルブ272,273,277,278は、それぞれ、第4~第7の制御バルブの一例である。温調機構271,276は、実施形態および変形例1,2と同様に、図示しない熱交換器や二重配管を用いることができる。
7A and 7B are diagrams showing an example of the configuration and operation of the communicating pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in Modification 3. FIG. As shown in FIG. 7, the
変形例3では、例えば、リザーバタンク221から下部電極LEの流路15内に第1の熱媒体を供給している場合や、リザーバタンク241から下部電極LEの流路15内に第2の熱媒体を供給している場合、制御バルブ272,273,277,278は閉じられている。配管270内に残留している熱媒体は、温調機構271によって冷却される。同様に、配管275内に残留している熱媒体は、温調機構276によって加熱される。
In the third modification, for example, the first heat medium is supplied from the
次に、リザーバタンク221側の液面が高く、リザーバタンク221からリザーバタンク241に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ272,273が開となるよう制御される。また、制御バルブ277,278は、閉状態のままである。この場合、配管270は、温調機構271によって冷却されているので、リザーバタンク221から流入する第1の熱媒体274aを冷却する。冷却された第1の熱媒体274aより低い温度の熱媒体274bは、リザーバタンク241へと流入する。従って、第1の熱媒体がリザーバタンク241内に流入することによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。
Next, when the liquid level on the
一方、リザーバタンク241側の液面が高く、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ277,278が開となるよう制御される。また、制御バルブ272,273は、閉状態のままである。この場合、配管275は、温調機構276によって加熱されているので、リザーバタンク241からから流入する第2の熱媒体279aを加熱する。加熱された第2の熱媒体279aより高い温度の熱媒体279bは、リザーバタンク221へと流入する。従って、第2の熱媒体がリザーバタンク221内に流入することによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。また、変形例3では、2系統の連通管を用いることで、より効率的な熱媒体の移動を行うことができる。
On the other hand, when the liquid level on the
[変形例4]
上記の変形例1,2では、図示しないセンサで検出したリザーバタンク221,241内の熱媒体の液面の高さに応じて制御バルブ254,259,260を制御したが、さらに、各部の温度を監視して制御に用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例4として説明する。具体的には、変形例4では、制御装置11は、さらに、リザーバタンク221,241内の熱媒体、および、配管252,253内の熱媒体の温度を監視して制御バルブ254,259,260の開閉タイミングおよび熱媒体の移動量を制御する。なお、変形例4における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成は上述の実施形態および変形例1,2と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 4]
In modifications 1 and 2 above, the
図8は、変形例4におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。図8に示すように、変形例4では、リザーバタンク221,241に、温度センサ280,281がそれぞれ設けられる。温度センサ280,281は、それぞれリザーバタンク221,241内の熱媒体の温度を計測し、制御装置11に出力する。また、変形例4では、配管252,253に温度センサ282,283がそれぞれ設けられる。温度センサ282,283は、それぞれ配管252,253内の熱媒体の温度を計測し、制御装置11に出力する。また、変形例4では、制御バルブ254,259,260の開閉は、変形例1,2と同様に制御装置11によって制御される。
8A and 8B are diagrams showing an example of the configuration and operation of the communication pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in Modification 4. FIG. As shown in FIG. 8, in Modification 4,
リザーバタンク221側の液面が高く、リザーバタンク221からリザーバタンク241に熱媒体を移動させる場合、配管253は、温調機構255によって冷却されているので、配管252から流入する第1の熱媒体257aを冷却する。冷却された第1の熱媒体257aより低い温度の熱媒体257bは、リザーバタンク241へと流入する。このとき、制御装置11は、温度センサ283で計測された熱媒体257bの温度と、温度センサ281で計測された第2の熱媒体の温度とに基づいて、制御バルブ260の開閉や開度を制御する。これにより、制御装置11は、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度を制御することができる。すなわち、第1の熱媒体257aによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。
When the liquid level on the
一方、リザーバタンク241側の液面が高く、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、配管252は、温調機構256によって加熱されているので、配管253から流入する第2の熱媒体258aを加熱する。加熱された第2の熱媒体258aより高い温度の熱媒体258bは、リザーバタンク221へと流入する。このとき、制御装置11は、温度センサ282で計測された熱媒体258bの温度と、温度センサ280で計測された第1の熱媒体の温度とに基づいて、制御バルブ259の開閉や開度を制御する。これにより、制御装置11は、リザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度を制御することができる。すなわち、第2の熱媒体258aによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。
On the other hand, when the liquid level on the
[変形例5]
上記の変形例3では、図示しないセンサで検出したリザーバタンク221,241内の熱媒体の液面の高さに応じて制御バルブ272,273,277,278を制御したが、さらに、各部の温度を監視して制御に用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例5として説明する。具体的には、変形例5では、制御装置11は、さらに、リザーバタンク221,241内の熱媒体、および、配管270,275内の熱媒体の温度を監視して制御バルブ272,273,277,278の開閉タイミングおよび熱媒体の移動量を制御する。なお、変形例5における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成は上述の実施形態および変形例3と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 5]
In the third modification described above, the
図9は、変形例5におけるタンク間を接続する連通管と温調機構の構成および動作の一例を示す図である。図9に示すように、変形例5では、リザーバタンク221,241に、温度センサ280,281がそれぞれ設けられる。温度センサ280,281は、それぞれリザーバタンク221,241内の熱媒体の温度を計測し、制御装置11に出力する。また、変形例5では、配管270,275に温度センサ284,285がそれぞれ設けられる。温度センサ284,285は、それぞれ配管270,275内の熱媒体の温度を計測し、制御装置11に出力する。また、変形例5では、制御バルブ272,273,277,278の開閉は、変形例3と同様に制御装置11によって制御される。
9A and 9B are diagrams showing an example of the configuration and operation of the communication pipe connecting the tanks and the temperature control mechanism in Modification 5. FIG. As shown in FIG. 9, in Modification 5,
リザーバタンク221側の液面が高く、リザーバタンク221からリザーバタンク241に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ272,273が開となるよう制御される。また、制御バルブ277,278は、閉状態のままである。この場合、配管270は、温調機構271によって冷却されているので、リザーバタンク221から流入する第1の熱媒体274aを冷却する。冷却された第1の熱媒体274aより低い温度の熱媒体274bは、リザーバタンク241へと流入する。このとき、制御装置11は、温度センサ284で計測された熱媒体274bの温度と、温度センサ281で計測された第2の熱媒体の温度とに基づいて、制御バルブ272,273の開閉や開度を制御する。これにより、制御装置11は、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度を制御することができる。すなわち、第1の熱媒体274aによるリザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度上昇を低減することができる。
When the liquid level on the
一方、リザーバタンク241側の液面が高く、リザーバタンク241からリザーバタンク221に熱媒体を移動させる場合、制御バルブ277,278が開となるよう制御される。また、制御バルブ272,273は、閉状態のままである。この場合、配管275は、温調機構276によって加熱されているので、リザーバタンク241から流入する第2の熱媒体279aを加熱する。加熱された第2の熱媒体279aより高い温度の熱媒体279bは、リザーバタンク221へと流入する。このとき、制御装置11は、温度センサ285で計測された熱媒体279bの温度と、温度センサ280で計測された第1の熱媒体の温度とに基づいて、制御バルブ277,278の開閉や開度を制御する。これにより、制御装置11は、リザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度を制御することができる。すなわち、第2の熱媒体279aによるリザーバタンク221内の第1の熱媒体の温度低下を低減することができる。
On the other hand, when the liquid level on the
[温度制御方法]
ここで、変形例5を一例として、連通管およびタンクの液温とタンクの液面とに基づく温度制御方法について説明する。図10は、変形例5における温度制御処理の一例を示すフローチャートである。
[Temperature control method]
Here, a temperature control method based on the liquid temperature of the communicating pipe and the tank and the liquid level of the tank will be described using Modified Example 5 as an example. FIG. 10 is a flow chart showing an example of temperature control processing in Modification 5. As shown in FIG.
制御装置11は、温度制御装置20から下部電極LEの流路15内に熱媒体の供給を開始する場合、連通管である配管270,275の制御バルブ272,273,277,278を閉じるよう制御する(ステップS1)。制御装置11は、リザーバタンク221,241内の液面が上限レベルを超えたか否かを判定する(ステップS2)。制御装置11は、リザーバタンク221,241内の液面が上限レベルを超えていないと判定した場合(ステップS2:No)、ステップS2の判定を繰り返す。
When starting to supply the heat medium from the
制御装置11は、リザーバタンク221,241内の液面が上限レベルを超えたと判定した場合(ステップS2:Yes)、制御バルブのうち、液面が上限レベルを超えた側のリザーバタンク221,241に近い側の制御バルブを開けるように制御する。例えば、制御装置11は、リザーバタンク221の液面が上限レベルを超えたと判定した場合、制御バルブ272を開けるように制御する。また、制御装置11は、液面が上限レベルを超えた側のリザーバタンク221,241から流出する連通管の液温が閾値を満たすか否かを判定する(ステップS3)。例えば、制御装置11は、リザーバタンク221の液面が上限レベルを超えたと判定した場合、配管270の温度センサ284で計測される熱媒体274bの温度が閾値を満たすか否かを判定する。なお、当該閾値としては、例えば、リザーバタンク221,241内の第1の熱媒体と第2の熱媒体との温度の平均値や、室温といった値を用いることができる。
When the control device 11 determines that the liquid levels in the
制御装置11は、連通管の液温が閾値を満たさないと判定した場合(ステップS3:No)、連通管の制御バルブを閉じて温調機構を制御し(ステップS4)、熱媒体の温度を変化させてステップS3に戻る。例えば、制御装置11は、熱媒体274bの温度が閾値を満たさないと判定した場合、制御バルブ273を閉じて温調機構271を制御し、熱媒体274bの温度を低下させる。なお、制御装置11は、制御バルブ273が既に閉じている場合は、閉じている状態を維持するよう制御する。
When the control device 11 determines that the liquid temperature in the communicating pipe does not satisfy the threshold value (step S3: No), it closes the control valve of the communicating pipe to control the temperature control mechanism (step S4) to reduce the temperature of the heat medium. change and return to step S3. For example, when the control device 11 determines that the temperature of the
制御装置11は、連通管の液温が閾値を満たすと判定した場合(ステップS3:Yes)、液面が低下した側のリザーバタンク221,241の液温が閾値を満たすか否かを判定する(ステップS5)。制御装置11は、液面が低下した側のリザーバタンク221,241の液温が閾値を満たさないと判定した場合(ステップS5:No)、連通管の制御バルブを閉じるよう制御し、液面が低下した側のリザーバタンク221,241の液温を制御して(ステップS6)、ステップS3に戻る。例えば、制御装置11は、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度が閾値を満たさないと判定した場合、制御バルブ273を閉じるよう制御するとともに熱交換器243を制御し、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の温度を低下させる。なお、リザーバタンク221,241の液温の閾値は、例えば、リザーバタンク221,241それぞれに設定された温度の-20%,+20%といった値を用いることができる。また、制御装置11は、制御バルブ273が既に閉じている場合は、閉じている状態を維持するよう制御する。
When the control device 11 determines that the liquid temperature of the communicating pipe satisfies the threshold value (step S3: Yes), it determines whether or not the liquid temperature of the
制御装置11は、液面が低下した側のリザーバタンク221,241の液温が閾値を満たすと判定した場合(ステップS5:Yes)、液面が低下した側のリザーバタンク221,241の液面が基準値に達したか否かを判定する(ステップS7)。当該基準値は、例えば、液面の上限レベルと下限レベルとの概ね中間の高さとすることができる。なお、制御装置11は、液面が上昇した側のリザーバタンク221,241の液面が基準値に達したか否かを判定するようにしてもよい。
When the control device 11 determines that the liquid temperature of the
制御装置11は、リザーバタンク221,241の液面が基準値に達していないと判定した場合(ステップS7:No)、連通管の制御バルブを開けるよう制御し、ステップS3に戻る。例えば、制御装置11は、リザーバタンク241内の第2の熱媒体の液面が基準値に達していないと判定した場合、制御バルブ273を開けるよう制御し、ステップS3に戻る。
When the control device 11 determines that the liquid levels of the
制御装置11は、リザーバタンク221,241の液面が基準値に達したと判定した場合(ステップS7:Yes)、連通管の制御バルブを閉じるよう制御し(ステップS9)、温度制御処理を終了する。例えば、制御装置11は、制御バルブ272,273を閉じるよう制御し、温度制御処理を終了する。これにより、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク221,241内の熱媒体の温度変動を低減することができる。
When the control device 11 determines that the liquid levels of the
なお、上記の温度制御処理では、ステップS3,S4において連通管の液温に基づいて制御バルブを制御したが、連通管の液温に基づく制御バルブの制御を行わない場合、ステップS3,S4は省略してもよい。また、変形例5では、連通管が2系統であったが、変形例4の連通管が1系統の場合に対して、上記の温度制御処理を適用するようにしてもよい。 In the temperature control process described above, the control valve is controlled based on the liquid temperature in the communicating pipe in steps S3 and S4. May be omitted. Further, although the fifth modification has two communication pipe systems, the above temperature control process may be applied to the fourth modification with one communication pipe system.
[変形例6]
上記の実施形態では、循環部200内で熱媒体が循環するタイプの温度制御装置20について説明したが、下部電極LE内の流路15に流れる熱媒体を第1の熱媒体と第2の熱媒体とで切り替えるタイプの温度制御装置を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、変形例6として説明する。なお、変形例6における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成および温度制御方法は上述の実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 6]
In the above embodiment, the
図11は、変形例6における温度制御装置の一例を示す図である。図11に示す温度制御装置20aは、上記の実施形態における温度制御装置20と比較して、循環部200、第1温度制御部220および第2温度制御部240に代えて、切替部300、第1温度制御部220aおよび第2温度制御部240aを有する。また、切替部300は、バルブ301~304、温度センサ305および配管306~311を有する。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a temperature control device according to modification 6. In FIG. A
第1温度制御部220aは、配管312、配管306およびバルブ301を介して配管16aに接続されている。また、第1温度制御部220aは、配管313、配管308およびバルブ302を介して配管16bに接続されている。変形例6において、第1温度制御部220aは、高温側である第1の熱媒体の温度を制御する。第1温度制御部220aは、配管312、配管306、バルブ301、および、配管16aを介して、温度制御された第1の熱媒体を下部電極LEの流路15内に供給する。そして、下部電極LEの流路15内に供給された熱媒体は、配管16b、バルブ302、配管308、および、配管313を介して、第1温度制御部220aに戻される。配管312、配管306、および、配管16aで構成される配管は、供給配管または第1の供給配管の一例である。また、配管16b、配管308、および、配管313で構成される配管は、戻り配管または第1の戻り配管の一例である。
The first
第2温度制御部240aは、配管314、配管309およびバルブ301を介して、配管16aに接続されている。また、第2温度制御部240aは、配管315、配管311およびバルブ302を介して、配管16bに接続されている。変形例6において、第2温度制御部240aは、低温側である第2の熱媒体の温度を制御する。第2温度制御部240aは、配管314、配管309、バルブ301、および、配管16aを介して、温度制御された第2の熱媒体を下部電極LEの流路15内に供給する。そして、下部電極LEの流路15内に供給された熱媒体は、配管16b、バルブ302、配管311、および、配管315を介して、第2温度制御部240aに戻される。配管314、配管309、および、配管16aで構成される配管は、供給配管または第2の供給配管の一例である。また、配管16b、配管311、および、配管315で構成される配管は、戻り配管または第2の戻り配管の一例である。
The second
バルブ301は、配管16aと、配管306および配管309との接続部分に設けられており、下部電極LEの流路15内を流れる熱媒体を第1の熱媒体または第2の熱媒体に切り替える。バルブ302は、配管16bと、配管308および配管311との接続部分に設けられており、下部電極LEの流路15内から流れ出た熱媒体の出力先を、第1温度制御部220aまたは第2温度制御部240aに切り替える。
The
配管312と配管306との接続位置Fと、配管313と配管308との接続位置Gとの間は、バイパス配管である配管307により接続されている。配管307には、バイパスバルブ303が設けられている。
A connection position F between the
配管314と配管309との接続位置Hと、配管315と配管311との接続位置Iとの間は、バイパス配管である配管310により接続されている。配管310には、バイパスバルブ304が設けられている。
A connection position H between the
温度制御装置20a内の配管16aには、流路15の入口側の温度を計測する温度センサ305が設けられている。なお、温度センサ305は、温度制御装置20aの外部に設けてもよい。例えば、温度センサ305は、下部電極LEの直下、例えば配管16aと流路15の接続部に設けるようにしてもよく、下部電極LEと温度制御装置20aの中間地点に設けるようにしてもよい。
A
バルブ301,302、および、バイパスバルブ303,304の開閉は、制御装置11によってそれぞれ制御される。なお、第1温度制御部220aおよび第2温度制御部240aは、上記の実施形態に係る第1温度制御部220および第2温度制御部240と、可変バルブ227,228、および、可変バルブ247,248が無い外は同様であるので、その説明を省略する。
The opening and closing of
温度制御装置20aでは、高温側の第1の熱媒体を下部電極LEの流路15内に供給する場合、バルブ301は配管306側が開、配管309側が閉となり、バルブ302は配管308側が開、配管311側が閉となる。また、バイパスバルブ303は閉、バイパスバルブ304は開となる。従って、第1温度制御部220aから供給される高温側の第1の熱媒体は、下部電極LEの流路15内に供給されて第1温度制御部220aへと戻り、第2温度制御部240aから供給される低温側の第2の熱媒体は、バイパスバルブ304を介して第2温度制御部240aへと戻る。
In the
一方、温度制御装置20aでは、低温側の第2の熱媒体を下部電極LEの流路15内に供給する場合、バルブ301は配管306側が閉、配管309側が開となり、バルブ302は配管308側が閉、配管311側が開となる。また、バイパスバルブ303は開、バイパスバルブ304は閉となる。従って、第2温度制御部240aから供給される低温側の第2の熱媒体は、下部電極LEの流路15内に供給されて第2温度制御部240aへと戻り、第1温度制御部220aから供給される高温側の第1の熱媒体は、バイパスバルブ303を介して第1温度制御部220aへと戻る。
On the other hand, in the
図11に示すように、温度制御装置20aは、温度制御装置20と同様に、高温側のリザーバタンク221と低温側のリザーバタンク241との間が、気体用の連通管である配管251と、液体(熱媒体)用の連通管である配管252,253とで接続されている。配管252,253には、制御バルブ254と、温調機構255,256が設けられる。制御バルブ254および温調機構255,256の制御は、上述の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。このように、温度制御装置20aにおいても、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク221,241内の熱媒体の温度変動を低減することができる。
As shown in FIG. 11, in the
[変形例7]
上記の実施形態および変形例1~6では、温度制御装置20,20aの制御対象である熱交換部材が下部電極LEの場合を一例として説明したが、処理容器の上部に設けられた上部電極等の上部系統の熱交換部材に適用してもよく、この場合の実施の形態につき、変形例7として説明する。なお、変形例7における基板処理装置および温度制御装置の一部の構成および温度制御方法は上述の実施形態および変形例1~6と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Modification 7]
In the above embodiment and Modifications 1 to 6, the case where the heat exchange member to be controlled by the
図12は、変形例7における制御対象の一例を示す図である。図12に示す基板処理装置400は、処理容器401の上部に、制御対象であるクーリングプレートが設けられた上部電極を有する基板処理装置の一例である。基板処理装置400では、処理容器401の上部に支持部材を介してクーリングプレート410が支持されている。クーリングプレート410は、ヒータ411および電極板412を有する。電極板412は、上部電極の一例であって下面が処理空間に面しており、下部電極を有する載置台413の上面に対向している。クーリングプレート410のさらに上部には、天板402が処理容器401に支持されている。なお、図12では、処理ガスの供給系統、および、上部電極への高周波電力の供給系統は省略している。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a controlled object in modification 7. In FIG. A
クーリングプレート410には、内部に熱媒体を流すための流路409が形成されている。処理容器401の上部には、内部に熱媒体を流すための流路408が形成されている。同様に、天板402にも内部に熱媒体を流すための流路406が形成されている。流路406と流路408とは、流路407で接続されている。すなわち、処理容器401の上部には、処理容器401および天板402の温度を制御するための流路406~408と、クーリングプレート410の温度を制御するための流路409とが設けられている。
温度制御装置20,20aは、熱媒体を流路406に接続された配管403から流路406~408内に供給する。流路406~408内に供給された熱媒体は、流路408に接続された配管404を介して、温度制御装置20,20aに戻される。また、温度制御装置20,20aは、配管403および流量制御バルブ405を介して、熱媒体を流路409内に供給する。流路409内に供給された熱媒体は、流路409に接続された配管404を介して、温度制御装置20,20aに戻される。なお、温度制御装置20,20aの構成は、上記の実施形態および変形例1~6と同様であるのでその説明を省略する。このように、温度制御装置20,20aは、上部系統の熱交換部材も同様に制御対象とすることができる。また、制御対象となる熱交換部材は、デポシールドや処理容器であってもよい。
The
以上、本実施形態によれば、温度制御システム(温度制御装置20,20a)は、半導体製造装置(基板処理装置1)に用いられる部材の温度制御システムであって、第1の温度の第1の熱媒体を貯留する第1のタンク(リザーバタンク221)と、第1の温度より低い第2の温度の第2の熱媒体を貯留する第2のタンク(リザーバタンク241)と、第1のタンクと第2のタンクとを接続する連通管(配管252,253)と、連通管に設けられた第1の制御バルブ(制御バルブ254)と、連通管に設けられた第1の熱媒体または第2の熱媒体の温度を制御する温調機構(温調機構255,256)と、を有する。温調機構は、第1の制御バルブが開となるよう制御された際に、第1のタンクから第2のタンクに第1の熱媒体が移動する場合、第1の熱媒体を第1の温度より低い温度になるように制御し、第2のタンクから第1のタンクに第2の熱媒体が移動する場合、第2の熱媒体を第2の温度より高い温度になるように制御する。その結果、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。また、チラーへの温度負荷を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the temperature control system (
また、本実施形態によれば、温調機構は、第1の制御バルブの第1のタンク側の連通管(配管252)、および、第1の制御バルブの第2のタンク側の連通管(配管253)に、それぞれ設けられる。その結果、連通管内の熱媒体の移動方向に応じて、熱媒体を加熱または冷却することができる。 Further, according to the present embodiment, the temperature control mechanism includes a communication pipe (pipe 252) on the first tank side of the first control valve and a communication pipe (pipe 252) on the second tank side of the first control valve. 253), respectively. As a result, the heat medium can be heated or cooled depending on the moving direction of the heat medium in the communicating pipe.
また、本実施形態によれば、温調機構は、ジャケットヒータ、ペルチェ素子およびホットガスのうち、少なくとも1つ以上を用いて第1の熱媒体または第2の熱媒体の温度を制御する。その結果、連通管内の熱媒体の移動方向に応じて、熱媒体を加熱または冷却することができる。 Moreover, according to the present embodiment, the temperature control mechanism controls the temperature of the first heat medium or the second heat medium using at least one of the jacket heater, Peltier element, and hot gas. As a result, the heat medium can be heated or cooled depending on the moving direction of the heat medium in the communicating pipe.
また、本実施形態によれば、温調機構は、熱交換器(熱交換器255a,255b,256a,256b)を用いて連通管内の第1の熱媒体または第2の熱媒体の温度を制御する。その結果、連通管内の熱媒体の移動方向に応じて、熱媒体を加熱または冷却することができる。
Further, according to this embodiment, the temperature control mechanism uses the heat exchangers (
また、変形例1によれば、熱交換器255b,256bは、第1のタンク内の第1の熱媒体、または、第2のタンク内の第2の熱媒体を熱交換用の熱媒体として循環させる。その結果、チラーの冷却源および加熱源から熱交換器までの配管を省略することができる。
Further, according to Modification 1, the
また、変形例2によれば、温調機構は、内側に連通管を備え、外側に熱交換用配管を備える二重配管255c,256cを用いて連通管内の第1の熱媒体または第2の熱媒体の温度を制御する。その結果、連通管内の熱媒体の移動方向に応じて、熱媒体を加熱または冷却することができる。
Further, according to Modification 2, the temperature control mechanism uses
また、変形例2によれば、二重配管は、第1のタンク内の第1の熱媒体、または、第2のタンク内の第2の熱媒体を熱交換用の熱媒体として熱交換用配管に循環させる。その結果、チラーの冷却源および加熱源から熱交換器までの配管を省略することができる。 Further, according to Modification 2, the double pipe uses the first heat medium in the first tank or the second heat medium in the second tank as the heat medium for heat exchange. Circulate in piping. As a result, piping from the cooling source and heating source of the chiller to the heat exchanger can be omitted.
また、本実施形態および変形例1,2,4によれば、第1の制御バルブは、第1のタンク内の第1の熱媒体、または、第2のタンク内の第2の熱媒体の量が所定値を超えた場合に、開となるように制御される。その結果、第1のタンクおよび第2のタンク内の熱媒体の量を調整することができる。 Further, according to the present embodiment and Modifications 1, 2, and 4, the first control valve controls the flow of the first heat medium in the first tank or the second heat medium in the second tank. It is controlled to open when the amount exceeds a predetermined value. As a result, the amount of heat medium in the first tank and the second tank can be adjusted.
また、本実施形態および変形例1,2,4によれば、第1の制御バルブは、第1のタンクおよび第2のタンクの第1の熱媒体および第2の熱媒体のうち、量が少ない側の第1の熱媒体または第2の熱媒体の量が基準値に達した場合に、閉となるように制御される。その結果、第1のタンクおよび第2のタンク内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の量を調整することができる。 Further, according to the present embodiment and Modifications 1, 2, and 4, the first control valve is configured such that the amount of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank is It is controlled to be closed when the amount of the first heat medium or the second heat medium on the smaller side reaches a reference value. As a result, the amounts of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank can be adjusted.
また、本実施形態および各変形例によれば、第1の熱媒体および第2の熱媒体の量は、液面の高さ、または、質量によって検出される。その結果、第1のタンクおよび第2のタンク内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の量を調整することができる。 Further, according to the present embodiment and each modified example, the amounts of the first heat medium and the second heat medium are detected by the height of the liquid surface or the mass. As a result, the amounts of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank can be adjusted.
また、変形例4によれば、第1の制御バルブは、第1のタンク内および第2のタンク内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の温度に基づいて制御される。その結果、連通管を移動する熱媒体による、移動先の第1のタンクおよび第2のタンク内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の温度変動をより低減することができる。 Further, according to Modification 4, the first control valve is controlled based on the temperatures of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank. As a result, it is possible to further reduce temperature fluctuations of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank to which the heat medium moves through the communication pipe.
また、変形例4によれば、第1の制御バルブは、第1のタンクと第1の制御バルブとの間の連通管内の第2の熱媒体、または、第2のタンクと第1の制御バルブとの間の連通管内の第1の熱媒体の温度に基づいて制御される。その結果、連通管を移動する熱媒体による、移動先の第1のタンクおよび第2のタンク内の第1の熱媒体および第2の熱媒体の温度変動をより低減することができる。 Further, according to Modification 4, the first control valve uses the second heat medium in the communicating pipe between the first tank and the first control valve, or the second tank and the first control valve. It is controlled based on the temperature of the first heat medium in the communication pipe between the valve. As a result, it is possible to further reduce temperature fluctuations of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank to which the heat medium moves through the communication pipe.
また、本実施形態および変形例6によれば、第1のタンクから部材に第1の熱媒体を供給する第1の流路(配管229,230)と、第2のタンクから部材に第2の熱媒体を供給する第2の流路(配管249,250)と、を有し、第1の制御バルブは、部材への第1の熱媒体または第2の熱媒体の供給が第1の流路と第2の流路との間で切り替わるタイミングに応じて開閉される。その結果、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。
Further, according to the present embodiment and modification 6, the first flow path (
また、変形例1,2によれば、連通管は、第1の制御バルブの第1のタンク側に設けられた温調機構と第1のタンクとの間に第2の制御バルブ(制御バルブ259)が設けられ、第1の制御バルブの第2のタンク側に設けられた温調機構と第2のタンクとの間に第3の制御バルブ(制御バルブ260)が設けられる。その結果、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。 Further, according to Modifications 1 and 2, the communication pipe is provided between the first tank and the temperature control mechanism provided on the first tank side of the first control valve. 259) is provided, and a third control valve (control valve 260) is provided between the temperature control mechanism provided on the second tank side of the first control valve and the second tank. As a result, it is possible to reduce the temperature fluctuation of the heat medium in the reservoir tank to which the heat medium moves through the communicating pipe.
また、変形例7によれば、部材は、載置台PD、上部電極(電極板412)、デポシールド46および処理容器12のうち、少なくとも1つ以上である。その結果、各種部材に対応する温度制御装置20において、連通管を移動する熱媒体による移動先のリザーバタンク内の熱媒体の温度変動を低減することができる。
Further, according to Modification 7, the member is at least one or more of the mounting table PD, the upper electrode (electrode plate 412), the
また、変形例3,5によれば、連通管は、第1のタンクから第2のタンクに第1の熱媒体を移動させる第1の連通管(配管270)と、第2のタンクから第1のタンクに第2の熱媒体を移動させる第2の連通管(配管275)と、を備える。温調機構は、第1の連通管に設けられた第1の熱媒体を第1の温度より低い温度になるように制御する第1の温調機構(温調機構271)と、第2の連通管に設けられた第2の熱媒体を第2の温度より高い温度になるように制御する第2の温調機構(温調機構276)と、を備える。第1の制御バルブは、第1のタンクと第1の温調機構との間に設けられた第4の制御バルブ(制御バルブ272)と、第2のタンクと第1の温調機構との間に設けられた第5の制御バルブ(制御バルブ273)と、第1のタンクと第2の温調機構との間に設けられた第6の制御バルブ(制御バルブ277)と、第2のタンクと第2の温調機構との間に設けられた第7の制御バルブ(制御バルブ278)と、を備える。第4の制御バルブおよび第5の制御バルブは、第1のタンクから第2のタンクに第1の熱媒体を移動させる場合に、開となるように制御され、第6の制御バルブおよび第7の制御バルブは、第2のタンクから第1のタンクに第2の熱媒体を移動させる場合に、開となるように制御される。その結果、より効率的な熱媒体の移動を行うことができる。 Further, according to Modifications 3 and 5, the communication pipes are a first communication pipe (pipe 270) for moving the first heat medium from the first tank to the second tank, and a first communication pipe (pipe 270) for moving the first heat medium from the second tank and a second communication pipe (pipe 275) for moving the second heat medium to one tank. The temperature control mechanism includes a first temperature control mechanism (temperature control mechanism 271) that controls the temperature of the first heat medium provided in the first communication pipe so as to be lower than the first temperature, and a second temperature control mechanism. and a second temperature control mechanism (temperature control mechanism 276) that controls the second heat medium provided in the communication pipe to a temperature higher than the second temperature. The first control valve includes a fourth control valve (control valve 272) provided between the first tank and the first temperature control mechanism, and a control valve between the second tank and the first temperature control mechanism. A fifth control valve (control valve 273) provided between, a sixth control valve (control valve 277) provided between the first tank and the second temperature control mechanism, and a second and a seventh control valve (control valve 278) provided between the tank and the second temperature control mechanism. The fourth control valve and the fifth control valve are controlled to open when moving the first heat medium from the first tank to the second tank, and the sixth control valve and the seventh control valve are controlled to open. is controlled to open when transferring the second heat medium from the second tank to the first tank. As a result, it is possible to move the heat medium more efficiently.
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed this time should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
また、上記の実施形態では、プラズマ源の一例として容量結合型プラズマ(CCP)が用いられたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)、マイクロ波励起表面波プラズマ(SWP)、電子サイクロトロン共鳴プラズマ(ECP)、またはヘリコン波励起プラズマ(HWP)等が用いられてもよい。 Also, in the above-described embodiments, a capacitively coupled plasma (CCP) is used as an example of a plasma source, but the disclosed technique is not limited to this. As the plasma source, for example, inductively coupled plasma (ICP), microwave excited surface wave plasma (SWP), electron cyclotron resonance plasma (ECP), or helicon wave excited plasma (HWP) may be used.
また、上記の実施形態では、基板処理装置1として、プラズマエッチング処理装置を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。温度制御された熱媒体を用いて、ウエハW等の温度制御対象物の温度を制御する装置であれば、エッチング装置以外に、成膜装置、改質装置、または洗浄装置等に対しても、開示の技術を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the substrate processing apparatus 1 has been described as an example of a plasma etching apparatus, but the disclosed technique is not limited to this. In addition to the etching apparatus, any apparatus that controls the temperature of a temperature-controlled object such as a wafer W using a temperature-controlled heat medium may be applied to a film forming apparatus, a reforming apparatus, a cleaning apparatus, or the like. The technology disclosed can be applied.
1 基板処理装置
10 装置本体
11 制御装置
12 処理容器
15 流路
20,20a 温度制御装置
46 デポシールド
200 循環部
220,220a 第1温度制御部
221,241 リザーバタンク
229,230,249,250 配管
240,240a 第2温度制御部
251,252,253,270,275 配管(連通管)
254,259,260,272,273,277,278 制御バルブ
255,256,271,276 温調機構
255a,255b,256a,256b 熱交換器
255c,256c 二重配管
300 切替部
412 電極板
ESC 静電チャック
LE 下部電極
PD 載置台
W ウエハ
Reference Signs List 1
254, 259, 260, 272, 273, 277, 278
Claims (18)
第1の温度の第1の熱媒体を貯留する第1のタンクと、
前記第1の温度より低い第2の温度の第2の熱媒体を貯留する第2のタンクと、
前記第1のタンクと前記第2のタンクとを接続する連通管と、
前記連通管に設けられた第1の制御バルブと、
前記連通管に設けられた前記第1の熱媒体または前記第2の熱媒体の温度を制御する温調機構と、を有し、
前記温調機構は、前記第1の制御バルブが開となるよう制御された際に、前記第1のタンクから前記第2のタンクに前記第1の熱媒体が移動する場合、前記第1の熱媒体を前記第1の温度より低い温度になるように制御し、前記第2のタンクから前記第1のタンクに前記第2の熱媒体が移動する場合、前記第2の熱媒体を前記第2の温度より高い温度になるように制御する、
温度制御システム。 A temperature control system for members used in semiconductor manufacturing equipment,
a first tank storing a first heat medium at a first temperature;
a second tank storing a second heat medium having a second temperature lower than the first temperature;
a communicating pipe connecting the first tank and the second tank;
a first control valve provided in the communicating pipe;
a temperature control mechanism for controlling the temperature of the first heat medium or the second heat medium provided in the communicating pipe;
When the first control valve is controlled to open, the temperature control mechanism moves the first heat medium from the first tank to the second tank. When the heat medium is controlled to have a temperature lower than the first temperature and the second heat medium moves from the second tank to the first tank, the second heat medium Control the temperature to be higher than the temperature of 2,
temperature control system.
請求項1に記載の温度制御システム。 The temperature control mechanism is provided in each of the communication pipe on the first tank side of the first control valve and the communication pipe on the second tank side of the first control valve,
The temperature control system of Claim 1.
請求項1または2に記載の温度制御システム。 The temperature control mechanism uses at least one or more of a jacket heater, a Peltier element, and hot gas to control the temperature of the first heat medium or the second heat medium.
A temperature control system according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の温度制御システム。 The temperature control mechanism uses a heat exchanger to control the temperature of the first heat medium or the second heat medium in the communicating pipe.
A temperature control system according to claim 1 or 2.
請求項4に記載の温度制御システム。 The heat exchanger circulates the first heat medium in the first tank or the second heat medium in the second tank as a heat medium for heat exchange,
A temperature control system according to claim 4.
請求項1または2に記載の温度制御システム。 The temperature control mechanism controls the temperature of the first heat medium or the second heat medium in the communication pipe using a double pipe having the communication pipe on the inside and a heat exchange pipe on the outside. ,
A temperature control system according to claim 1 or 2.
請求項6に記載の温度制御システム。 The double pipe circulates the first heat medium in the first tank or the second heat medium in the second tank as a heat medium for heat exchange in the heat exchange pipe. let
A temperature control system according to claim 6 .
請求項1~7のいずれか1つに記載の温度制御システム。 The first control valve is opened when the amount of the first heat medium in the first tank or the amount of the second heat medium in the second tank exceeds a predetermined value. is controlled to be
A temperature control system according to any one of claims 1-7.
請求項8に記載の温度制御システム。 The first control valve controls the first heat medium or the second heat medium having the smaller amount of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank. 2 is controlled to be closed when the amount of heat transfer medium reaches a reference value,
A temperature control system according to claim 8 .
請求項8または9に記載の温度制御システム。 The amounts of the first heat medium and the second heat medium are detected by liquid level height or mass,
A temperature control system according to claim 8 or 9.
請求項8~10のいずれか1つに記載の温度制御システム。 The first control valve is controlled based on the temperatures of the first heat medium and the second heat medium in the first tank and the second tank,
Temperature control system according to any one of claims 8-10.
請求項8~11のいずれか1つに記載の温度制御システム。 The first control valve is connected to the second heat medium in the communicating pipe between the first tank and the first control valve, or between the second tank and the first control valve. is controlled based on the temperature of the first heat medium in the communicating pipe between
A temperature control system according to any one of claims 8-11.
前記第2のタンクから前記部材に前記第2の熱媒体を供給する第2の流路と、を有し、
前記第1の制御バルブは、前記部材への前記第1の熱媒体または前記第2の熱媒体の供給が前記第1の流路と前記第2の流路との間で切り替わるタイミングに応じて開閉される、
請求項1~12のいずれか1つに記載の温度制御システム。 a first flow path for supplying the first heat medium from the first tank to the member;
a second flow path for supplying the second heat medium from the second tank to the member;
The first control valve operates according to the timing at which the supply of the first heat medium or the second heat medium to the member is switched between the first flow path and the second flow path. opened and closed,
Temperature control system according to any one of claims 1-12.
請求項1~13のいずれか1つに記載の温度制御システム。 The communication pipe is provided with a second control valve between the temperature control mechanism provided on the first tank side of the first control valve and the first tank, and the first control valve is provided between the temperature control mechanism and the first tank. A third control valve is provided between the temperature control mechanism provided on the second tank side of the valve and the second tank,
Temperature control system according to any one of claims 1-13.
請求項1~14のいずれか1つに記載の温度制御システム。 The member is at least one or more of a mounting table, an upper electrode, a deposit shield and a processing container,
Temperature control system according to any one of claims 1-14.
前記温調機構は、前記第1の連通管に設けられた前記第1の熱媒体を前記第1の温度より低い温度になるように制御する第1の温調機構と、前記第2の連通管に設けられた前記第2の熱媒体を前記第2の温度より高い温度になるように制御する第2の温調機構と、を備え、
前記第1の制御バルブは、前記第1のタンクと前記第1の温調機構との間に設けられた第4の制御バルブと、前記第2のタンクと前記第1の温調機構との間に設けられた第5の制御バルブと、前記第1のタンクと前記第2の温調機構との間に設けられた第6の制御バルブと、前記第2のタンクと前記第2の温調機構との間に設けられた第7の制御バルブと、を備え、
前記第4の制御バルブおよび前記第5の制御バルブは、前記第1のタンクから前記第2のタンクに前記第1の熱媒体を移動させる場合に、開となるように制御され、前記第6の制御バルブおよび前記第7の制御バルブは、前記第2のタンクから前記第1のタンクに前記第2の熱媒体を移動させる場合に、開となるように制御される、
請求項1に記載の温度制御システム。 The communication pipe includes a first communication pipe for moving the first heat medium from the first tank to the second tank, and a heat transfer pipe for transferring the second heat medium from the second tank to the first tank. a second communication pipe that moves the medium;
The temperature control mechanism includes a first temperature control mechanism for controlling the first heat medium provided in the first communication pipe to be at a temperature lower than the first temperature, and the second communication. a second temperature control mechanism that controls the second heat medium provided in the pipe to a temperature higher than the second temperature,
The first control valve includes a fourth control valve provided between the first tank and the first temperature control mechanism, and a control valve between the second tank and the first temperature control mechanism. a fifth control valve provided between the first tank and the second temperature control mechanism; a sixth control valve provided between the first tank and the second temperature control mechanism; a seventh control valve provided between the adjusting mechanism,
The fourth control valve and the fifth control valve are controlled to be opened when the first heat medium is moved from the first tank to the second tank, and the sixth control valve is controlled to open. and the seventh control valve are controlled to open when moving the second heat medium from the second tank to the first tank,
The temperature control system of Claim 1.
部材と、
温度制御システムと、を有し、
前記温度制御システムは、
第1の温度の第1の熱媒体を貯留する第1のタンクと、
前記第1の温度より低い第2の温度の第2の熱媒体を貯留する第2のタンクと、
前記第1のタンクと前記第2のタンクとを接続する連通管と、
前記連通管に設けられた第1の制御バルブと、
前記連通管に設けられた前記第1の熱媒体または前記第2の熱媒体の温度を制御する温調機構と、を備え、
前記温調機構は、前記第1の制御バルブが開となるよう制御された際に、前記第1のタンクから前記第2のタンクに前記第1の熱媒体が移動する場合、前記第1の熱媒体を前記第1の温度より低い温度になるように制御し、前記第2のタンクから前記第1のタンクに前記第2の熱媒体が移動する場合、前記第2の熱媒体を前記第2の温度より高い温度になるように制御する、
半導体製造装置。 Semiconductor manufacturing equipment
a member;
a temperature control system;
The temperature control system comprises:
a first tank storing a first heat medium at a first temperature;
a second tank storing a second heat medium having a second temperature lower than the first temperature;
a communicating pipe connecting the first tank and the second tank;
a first control valve provided in the communicating pipe;
a temperature control mechanism that controls the temperature of the first heat medium or the second heat medium provided in the communication pipe,
When the first control valve is controlled to open, the temperature control mechanism moves the first heat medium from the first tank to the second tank. When the heat medium is controlled to have a temperature lower than the first temperature and the second heat medium moves from the second tank to the first tank, the second heat medium Control the temperature to be higher than the temperature of 2,
Semiconductor manufacturing equipment.
前記温度制御システムは、
第1の温度の第1の熱媒体を貯留する第1のタンクと、
前記第1の温度より低い第2の温度の第2の熱媒体を貯留する第2のタンクと、
前記第1のタンクと前記第2のタンクとを接続する連通管と、
前記連通管に設けられた第1の制御バルブと、
前記連通管に設けられた前記第1の熱媒体または前記第2の熱媒体の温度を制御する温調機構と、を有し、
前記温調機構は、前記第1の制御バルブが開となるよう制御された際に、前記第1のタンクから前記第2のタンクに前記第1の熱媒体が移動する場合、前記第1の熱媒体を前記第1の温度より低い温度になるように制御し、前記第2のタンクから前記第1のタンクに前記第2の熱媒体が移動する場合、前記第2の熱媒体を前記第2の温度より高い温度になるように制御する、
温度制御方法。 A temperature control method for a temperature control system for members used in semiconductor manufacturing equipment,
The temperature control system comprises:
a first tank storing a first heat medium at a first temperature;
a second tank storing a second heat medium having a second temperature lower than the first temperature;
a communicating pipe connecting the first tank and the second tank;
a first control valve provided in the communicating pipe;
a temperature control mechanism for controlling the temperature of the first heat medium or the second heat medium provided in the communicating pipe;
When the first control valve is controlled to open, the temperature control mechanism moves the first heat medium from the first tank to the second tank. When the heat medium is controlled to have a temperature lower than the first temperature and the second heat medium moves from the second tank to the first tank, the second heat medium Control the temperature to be higher than the temperature of 2,
temperature control method.
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