基片载置台和基片处理装置的制作方法

本发明涉及具有制冷剂用的流路的部件、具有制冷剂用的流路的部件的控制方法和基片处理装置。

背景技术：

为了调整晶片的温度，提出了在载置台的内部设置供制冷剂流动的流路或安装加热器的方案。例如，在专利文献1中提出了以下方案，即：除用于冷却载置台整体的流路之外，另外设置用于冷却载置台的周边的周边流路，提高晶片的端部的散热特性，由此提高晶片表面上的温度分布的面内均匀性。另外，通过使加热器的图案最佳化，也能够提高晶片表面上的温度分布的面内均匀性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-85329号公报

技术实现要素：

发明想要解决的技术问题

但是，在上述各方法中，为了设置周边流路或使加热器的图案最佳化，需要进行设计变更。因此，例如在散热量急剧变化那样的关于温度的异常点(奇点)，不进行再设计地进行用于实现晶片温度的均匀性的修正是难以实现的。

针对上述技术问题，在一个方面，本发明的目的在于不进行设计变更就能够进行用于实现基片温度的均匀性的修正。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，根据一个方式，提供一种具有制冷剂用的流路的部件，其包括：形成有上述流路的基座；和设置在上述流路内的能够升降或旋转的突起状部件。

发明的效果

根据一个方面，不进行设计变更，就能够进行用于实现基片温度的均匀性的修正。

附图说明

图1是表示一实施方式的基片处理装置的一个例子的图。

图2是表示在一实施方式的形成在载置台中的制冷剂用的流路一个例子的立体图。

图3是表示一实施方式的设置在制冷剂用的流路内的突起状部件的一个例子的图。

图4是表示一实施方式的形成在载置台中的制冷剂用的流路的一个例子的立体图。

图5是表示一实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制处理的一个例子的流程图。

图6是表示一实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制处理中使用的查找表的一个例子的图。

附图标记说明

1基片处理装置

2螺钉

4整流板

10处理容器

20载置台(下部电极)

20a基座

21静电吸盘

24a流路

25聚焦环

26绝缘环

27加热器

30气体供给部

32第一rf电源

34第二rf电源

40气体喷淋头(上部电极)

40a主体部

40b顶板

42a流路

65排气装置

100控制部

104导热气体供给部

105制冷单元

106交流电源

112直流电源。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

[基片处理装置的整体结构]

首先，参照附图1说明基片处理装置1的一个例子。图1表示一实施方式的基片处理装置的一个例子。本实施方式的基片处理装置1是电容耦合型的平行平板基片处理装置，具有大致圆筒形的处理容器10。在处理容器10的内表面被实施阳极氧化处理。处理容器10的内部为使用等离子体来进行蚀刻处理、成膜处理等的等离子体处理的处理室。

载置台20载置作为基片的一个例子的半导体晶片w(以下简称为“晶片w”。)。载置台20包括基座20a和静电吸盘21。静电吸盘21具有在绝缘体21b之间设置吸附电极21a的构造。吸附电极21a与直流电源112连接。从直流电源112对吸附电极21a施加直流电压时，晶片w被静电吸附于静电吸盘21。

基座20a由导电性的金属例如铝(al)、钛(ti)、碳化硅(sic)等构成，具有作为下部电极的功能。在基座20a的内部形成有制冷剂用的流路24a。另外，基座20a在制冷剂用的流路24a的上方的位置安装有加热器27。

基座20a由导体的支承台23支承，隔着绝缘板22配置在处理容器10中。制冷剂用的流路24a经由制冷剂入口配管24b和制冷剂出口配管24c与制冷单元105连接。

冷却水等的制冷剂由制冷单元105控制在设定温度，从制冷单元105输出，从制冷剂入口配管24b进入制冷剂用的流路24a，流过基座20a内的制冷剂用的流路24a后，从制冷剂出口配管24c流出而返回制冷单元105。由此，载置台20由在其内部循环的制冷剂冷却。另外，载置台20通过从交流电源106向加热器27供给规定的设定温度的电力，而被加热。由此，将载置台20控制在规定的温度，从而将晶片w的温度控制在规定的温度。此外，加热器27是加热部件的一个例子，不限于此。加热部件可以是埋设在基座20a中的导热线，也可以将片状的导热线粘贴于基座20a。另外，也可以不设置加热器27。

在载置台20的外周侧的上部以包围晶片w的方式设置有例如由单晶硅形成的聚焦环25。并且，以包围基座20a、静电吸盘21、聚焦环25的外周面的方式设置有例如由石英等形成的圆筒状的绝缘环26。

基座20a经由第一匹配器33与第一rf电源32连接，并且经由第二匹配器35与第二rf电源34连接。从第一rf电源32将规定频率的等离子体发生用的高频电力供给到基座20a。另外，从第二rf电源34将比从第一rf电源32输出的高频电力的频率低的频率的高频电力即离子引入用(偏置用)的高频电力供给到基座20a。

在晶片w的背面设置有用于供给氦气等的导热气体(背面侧气体)的气体供给管17。气体供给管17与导热气体供给部104连接。导热气体被从导热气体供给部104供给，通过气体供给管17供给到晶片w的背面与静电吸盘21的表面之间。

在载置台20配置有多个例如3个升降销103。图1中仅图示了2个升降销103。升降销103由电动机等驱动，在晶片w的送入和送出时上下移动，将晶片w载置到载置台20，或者使晶片w从载置台20离开。

在载置台20的上方与载置台20平行相对地设置有作为上部电极发挥功能的气体喷淋头40。即，气体喷淋头40和载置台20作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥功能。此外，从第一rf电源32输出的等离子体发生用的高频电力可以被施加到气体喷淋头40。

气体喷淋头40具有主体部40a和顶板40b，设置在处理容器10的顶壁部分。气体喷淋头40隔着绝缘性部件41支承在处理容器10上。主体部40a由导电性材料例如表面被阳极氧化处理过的铝形成，能够在其下部可拆卸地支承顶板40b。

在主体部40a的内部设置有中央侧的气体扩散室50a和外周侧的气体扩散室50b。在各气体扩散室50a、50b的下部的顶板40b形成有在处理容器10侧具有开口的多个气孔55。

在主体部40a形成有用于向气体扩散室50a、50b导入处理气体的气体导入口45。气体导入口45与气体供给配管46连接，气体供给配管46与气体供给部30连接。从气体供给部30将等离子体蚀刻等的规定的处理气体经由气体供给配管46向气体扩散室50a、50b供给。在气体扩散室50a、50b中扩散了的处理气体经由气孔55呈喷淋状分散供给到处理容器10内。

在顶板40b的内部形成有制冷剂用的流路42a。制冷剂用的流路42a经由贯通主体部40a的制冷剂入口配管42b和制冷剂出口配管42c与制冷单元连接。与制冷剂用的流路42a连接的制冷单元可以为制冷单元105，也可以为其他的制冷单元。

被控制为设定温度的制冷剂从制冷单元输出，从制冷剂入口配管42b进入到制冷剂用的流路42a，在流过顶板40b内的制冷剂用的流路42a后，从制冷剂出口配管42c流出而返回到制冷单元。由此，上部电极40由在其内部循环的制冷剂控制为规定的温度。

在处理容器10的底部形成有排气管60，经由排气管60与排气装置65连接。排气装置65具有真空泵，通过使该真空泵动作而将处理容器10内减压至规定的真空度。在处理容器10内的侧壁设置有晶片w的送入送出口67，在该送入送出口67设置有开闭该送入送出口67的闸阀68。

基片处理装置1由控制部100控制其动作。在控制部100设置有cpu、存储器、用户接口。用户接口包括工序管理者为了管理基片处理装置1而进行指令的输入操作的键盘、将基片处理装置1的工作状況可视化显示的显示器等。

在存储器中存储有处理方案，该处理方案中记录有用于实现cpu的控制的控制程序(软件)和处理条件数据等。另外，控制程序和处理条件数据等的处理方案也可以利用存储于计算机可读取的计算机存储介质(例如硬盘、cd、软盘、半导体存储器等)等中的状态的处理方案。控制程序和处理条件数据等的处理方案也能够从其他的装置经由例如专用回线随时传送而在线使用。

在输送晶片w时，闸阀68打开，从送入送出口67将晶片w送入处理容器10时，升降销103上升，晶片w从机械臂被交接到升降销103，由升降销103支承。升降销103通过电动机等的驱动而上下移动。升降销103下降，晶片w载置在载置台20时，从直流电源112对吸附电极21a施加直流电压，将晶片w吸附并保持于静电吸盘21。

从气体供给部30向处理容器10内供给处理气体。从第一rf电源32向载置台20施加等离子体生成用的高频电力，从第二rf电源34向载置台20施加离子的引入用的高频电力。由此，通过在晶片w的上方生成的等离子体的作用和离子的引入，而对晶片w实施规定的等离子体处理。

在等离子体处理后，停止从直流电源112向吸附电极21a的直流电压的施加，将导热气体供给到晶片w与静电吸盘21之间的间隙，来进行除电。在除电后，晶片w从静电吸盘21离开，通过升降销103的上升，以由升降销103支承的状态交接到机械臂，从送入送出口67被送出。

[制冷剂用的流路/突起状部件(以螺钉为例)]

接着，参照图2说明形成在载置台20中的制冷剂用的流路24a和突起状部件的一个例子。图2是表示一实施方式的形成在载置台20中的制冷剂用的流路24a的一个例子的立体图。图2中，作为突起状部件的一个例子表示有螺钉。

图2所示的制冷剂用的流路24a形成在基座20a中。本实施方式的制冷剂用的流路24a形成为涡旋状，在端部形成有与制冷剂入口配管24b相连的入口孔24b1和与制冷剂出口配管24c相连的出口孔24c1。从制冷单元105供给的制冷剂从入口孔24b1流入，在涡旋状的流路24a中顺时针地向内侧流动，在中央部改变流动的方向，逆时针地向外侧流动，从出口孔24c1流出。

流路24a具有关于温度的异常点(奇点)。即，制冷剂的流速高的位置容易被冷却，制冷剂的流速低的位置难以被冷却，因此，制冷剂的流动发生变化的位置成为关于温度的异常点(以下仅称为“异常点”。)。

例如，形成有图2所示的流路24a的入口孔24b1和出口孔24c1的位置是异常点之一。另外，从入口孔24b1流入的制冷剂的流动方向改变的流路24a的中央部是异常点之一。

对此，在制冷剂用的流路24a内的异常点或其附近配置突起状部件。在图2中，作为突起状部件的一个例子，调整流速的螺钉(按压螺钉，螺纹件)2a、2b安装在流路24a的入口孔24b1和出口孔24c1的附近。另外，螺钉2d安装在制冷剂的流动方向发生变化的流路24a的中央部(流路形成部件5的内端部)的附近。

在形成流路24a的流路形成部件5的上表面和/或流路24a的附近形成有多个贯通孔。贯通孔是用于使供给导热气体的气体供给管17贯通的孔，或是用于使升降销103贯通的孔，由于制冷剂的流速急剧变化，因此也有可能成为异常点。

贯通孔3c、3e、3f是形成在形成流路24a的流路形成部件5的贯通孔的一个例子。例如，流路24a内的贯通孔3c是因形成在流路24a内的流路形成部件5而使制冷剂的流动发生变化的位置。因此，在本实施方式中，螺钉2c安装在形成有贯通孔3c的流路形成部件5的附近。以下，也将螺钉2a～2c总称为螺钉2。螺钉2配置在异常点或其附近，即流路24a内的制冷剂的流速急剧变慢或者变快的位置。

另外，例如，为了在流路24a外设置贯通孔而使流路形成部件5弯曲的部分中，在对应的流路24a内流速急剧变化的情况下，该位置也有可能成为异常点。在该情况下，也可以在异常点或其附近配置螺钉2。

图3的(a)表示配置在流路24a中的螺钉2的一个例子。螺钉2贯通流路24a的底面，为向流路24a内突出的状态。通过螺钉2的转动，来调整螺钉2向流路24a内的突出量。螺钉2的转动可以通过手动进行，也可以通过将电动机等的驱动机构连接到螺钉2而自动控制。由此，通过改变螺钉2的突出量，来改变在流路24a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，从而能够修正关于温度的异常点。特别是，在本实施方式中，不需要对流路24a或加热器27进行设计变更，就能够简单地修正关于温度的异常点。

如以上说明的那样，具有形成有制冷剂用的流路24a的基座20a和设置在制冷剂用的流路24a内的能够升降的螺钉2的载置台20，是具有制冷剂用的流路的部件的一个例子。

[制冷剂用的流路/突起状部件(以整流板为例)]

接着，参照图4说明形成在载置台20中的制冷剂用的流路24a和突起状部件的另一例子。图4是表示一实施方式的形成在载置台20中的制冷剂用的流路24a的一个例子的立体图。图4中表示突起状部件为整流板4的情况。

在图4所示的制冷剂用的流路24a，作为突起状部件的一个例子，调整流速的整流板4a、4b安装在入口孔24b1和出口孔24c1的附近。另外，整流板4d安装在制冷剂的流动的方向发生变化的流路24a的中央部(流路形成部件5的内端部)的附近。另外，整流板4c安装在形成有贯通孔3c的流路形成部件5的附近。以下，将整流板4a～4d总称为整流板4。整流板4配置在异常点或其附近，即流路24a内的制冷剂滞留、制冷剂的流速急剧变慢或者变快的位置。例如，可以在制冷剂的流动的方向发生变化的流路24a的中央部的、流路24a的内端部的附近安装整流板4。

图3的(b)表示配置在流路24a内的整流板4的一个例子。整流板4设置在流路24a内，能够通过从整流板4的中心贯通流路24a的底面的旋转轴来进行旋转。通过使旋转轴旋转来调整整流板4的角度，由此来调整流路24a内的制冷剂的流速。整流板4的旋转控制可以通过手动进行，也可以通过将电动机等的驱动机构连接到整流板4的旋转轴而自动控制。由此，改变整流板4的角度，从而改变在流路24a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，由此能够修正关于温度的异常点。

如以上说明的那样，具有形成有制冷剂用的流路24a的基座20a和设置在制冷剂用的流路24a内的能够旋转的整流板4的载置台20，是具有制冷剂用的流路的部件的一个例子。

此外，图2所示的制冷剂用的流路24a可以通过将形成该流路24a的流路形成部件5与基座20a接合，由此形成在基座20a的内部。另外，制冷剂用的流路24a例如可以基于由3d打印机读取的制冷剂流路用3d数据，利用3d打印机来成形。

此外，螺钉2可以在将基座20a的上部部分与基座20a的流路形成部件5接合之前进行配置，也可以在接合之后进行配置。另一方面，整流板4在将基座20a的上部部分与流路形成部件5接合之前进行配置。

[变形例1]

作为突起状部件的一个例子的螺钉2和整流板4的表面可以机械加工成使其表面积增大。作为突起状部件的变形例，例如在图3的(c)表示了在螺钉2安装有翅片2v的构成例。作为突起状部件的变形的一个例子，图3的(d)表示了在螺钉2形成有凹凸部2w的构成例。

但是，突起状部件不限于上述突起状部件的变形例，可以在螺钉2、整流板4设置槽或孔，或使螺钉2、整流板4的形状弯曲，或形成为圆锥状、多边状。另外，突起状部件是能够升降或旋转的部件。如上所述，通过使突起状部件形成为扰乱制冷剂流的形状，改变在流路24a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，从而能够修正关于温度的异常点。

[变形例2]

如上所述，作为具有制冷剂用的流路的部件，以具有基座20a和突起状部件(螺钉2、整流板4)的载置台20为例进行了说明。在图1所示的例子中，具有制冷剂用的流路的部件还包括与基座20a相邻设置的具有用于载置晶片w的载置面且静电吸附晶片w的静电吸盘21。

具有制冷剂用的流路的部件例如也可以为图1所示的作为上部电极发挥功能的气体喷淋头40。气体喷淋头40具有与主体部40a(基座)相邻设置的作为电极发挥功能的顶板40b(板状部件)。在顶板40b形成有制冷剂用的流路42a。在制冷剂用的流路42a中，与制冷剂用的流路24a同样地在制冷剂用的流路42a内的异常点设置有作为突起状部件的螺钉、整流板。由此，改变在流路42a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，从而能够修正关于温度的异常点。

另外，本实施方式的具有制冷剂用的流路的部件，能够配置在当处理晶片w时吸收等离子体的热的部分等、基片处理装置1中的要通过流路来冷却部件的部分。

[变形例3]

螺钉2和整流板4可以从流路的底面侧贯通流路24a、42a，可以从流路的顶面侧贯通流路24a、42a，也可以从流路的侧面侧贯通流路24a、42a。

[变形例4]

流路24a、42a可以不是涡旋状。作为流路24a、42a的其它例子，能够列举流路环状地设置在同心圆上的例子。在该情况下，形成在流路24a、42a的贯通孔和制冷剂的入口和出口的孔、弯曲的流路部分等成为异常点。因此，通过在异常点或其附近设置一个以上的突起状部件，改变在流路24a、42a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，从而能够修正关于温度的异常点。

[具有制冷剂用的流路的部件的控制方法]

接着，参照图5和图6说明本实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制方法。图5是表示一实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制处理的一个例子的流程图。图6表示一实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制处理中使用的查找表的一个例子。

在图5所示的控制处理中，载置台20的温度调整例如使用制冷剂用的流路24a和加热器27来进行。当能够确定加热器27的设定温度和制冷单元105的制冷剂的设定温度时，就能够确定从加热器27输出的电力。由此，根据从加热器27输出的电力，使螺钉2升降，或者使整流板4的旋转轴旋转来改变整流板4的角度，从而能够改变在流路24a内流动的制冷剂的流速，修正关于温度的异常点。

在图6的查找表中记录有将从加热器27输出的电力与螺钉2的高度预先建立对应关系而得到的数据(备份数据)。该查找表可以记录在控制部100的存储器中。

该处理开始时，控制部100从制冷单元105将规定的设定温度的制冷剂供给到流路24a(步骤s10)。接着，控制部100从交流电源106向加热器27供给规定的电力(步骤s12)。

接着，控制部100根据向加热器27供给的规定的电力值来进行使设置在制冷剂用的流路24a中的螺钉2升降的控制(步骤s14)，之后结束该处理。步骤s14中，控制部100根据图6的查找表，使螺钉2升降而成为与对加热器供给的电力相对应的螺钉2的高度。

如以上说明的那样，本实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制方法，在包括形成有制冷剂用的流路24a的基座20a、设置在制冷剂用的流路24a内的螺钉2和加热器27的具有制冷剂用的流路24a的载置台20中，执行以下步骤：向制冷剂用的流路24a供给规定温度的制冷剂的步骤；向加热器27供给规定电力的步骤；和根据向加热器27供给的电力来控制螺钉2的升降的步骤。

另外，本实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制方法，在载置台20中也可以进行以下步骤：向制冷剂用的流路24a供给规定温度的制冷剂的步骤；向加热器27供给规定电力的步骤；和根据向加热器27供给的电力来控制整流板4的角度的步骤。

由此，在使螺钉2上升或者向着使流路24a变窄的方向改变整流板4的角度时，在螺钉2或者整流板4存在的位置，制冷剂的传导(conductance)降低，制冷剂的流速提高，在该位置的冷却效果提高。由此，改变在流路24a内流动的制冷剂的流速，改变散热的响应性，从而能够修正关于温度的异常点。

此外，在本实施方式中，以基于向加热器2的供给电力来进行突起状部件的动作的控制为例进行了说明，但是不限于此。例如，突起状部件的动作的控制可以根据从第一rf电源32、第二rf电源34输出的rf电力等的处理条件，来确定螺钉的高度。另外，突起状部件的动作的控制也可以根据由朗缪尔探测器等的测定器测定的等离子体的密度，来确定螺钉的高度。另外，可以根据向加热器27的供给电力、rf电力等的处理条件和等离子体的密度中的至少任一者，来确定螺钉的高度。并且，也可以根据制冷剂的种类和制冷剂的流速来修正突起状部件的动作的控制。

另外，本实施方式的具有制冷剂用的流路的部件的控制方法，优选根据处理中的等离子体的密度、向加热器供给的电力来实时地进行控制。

如以上说明的那样，根据本实施方式的基片处理装置1，不进行设计变更，就能够进行用于实现温度的均匀性的修正。

以上，通过上述实施方式说明了具有制冷剂用的流路的部件、具有制冷剂用的流路的部件的控制方法和基片处理装置，但是，本发明的具有制冷剂用的流路的部件、具有制冷剂用的流路的部件的控制方法和基片处理装置不限于上述实施方式，在本发明的范围内能够进行各种变形和改良。上述多个实施方式所记载的事项在不矛盾的范围内能够进行组合。

本发明的基片处理装置能够在电容性耦合等离子体(capacitivelycoupledplasma，ccp)、电感耦合等离子体(inductivelycoupledplasma，icp)、径向缝天线(radiallineslotantenna)，微波电子回旋共振等离子体(electroncyclotronresonanceplasma，ecr)、螺旋波等离子体(heliconwaveplasma，hwp)等的类型中应用。

在本说明书中，作为基片的一个例子列举晶片w进行了说明。但是，基片不限于此，也可以是lcd(liquidcrystaldisplay：液晶显示器)、fpd(flatpaneldisplay：平板显示器)中使用的各种基板、光掩模、cd基板、印刷基板等。