CN115132559A - 温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法 - Google Patents

温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够提高对控制对象的温度控制性的温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法。温度控制装置包括：对控制对象供给热介质的供给配管；供热介质从控制对象返回的返回配管；对供给配管送出热介质的泵；传感器，其检测连接在紧靠泵之后处的供给配管的压力的压力；和控制部，控制部构成为，基于由压力传感器检测出的压力与泵的送出压力的设定值的差值来控制温度控制装置，以控制泵的送出压力。

Description

温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法
技术领域
本发明涉及温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法。
背景技术
在基片处理装置中，利用泵使作为热介质的盐水在载置台内的流路中循环，由此进行温度控制。例如，提出进行控制，以使得使温度调节介质在载置台内的空洞中气化，空洞内的压力成为目标压力(专利文献1)。另外，提出预先制作晶片温度对应冷却材料压力的参照表，在测量时使用参照表，基于晶片温度漂移控制冷却材料压力(专利文献2)。另外，提出具有高温流体源及低温流体源和三通阀的温度调节系统、以及利用逆变器的工作频率控制泵中的致冷剂的流量(专利文献3、4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2012/0016508号说明书
专利文献2：美国专利申请公开第2002/0048311号说明书
专利文献3：美国专利申请公开第2020/0051839号说明书
专利文献4：美国专利申请公开第2019/0355598号说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供能够提高对控制对象的温度控制性的温度控制装置、基片处理装置和压力控制方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一方式的温度控制装置包括：对控制对象供给热介质的供给配管；供热介质从控制对象返回的返回配管；对供给配管送出热介质的泵；传感器，其检测连接在紧靠泵之后处的供给配管的压力的压力；和控制部，控制部构成为，基于由压力传感器检测出的压力与泵的送出压力的设定值的差值来控制温度控制装置，以控制泵的送出压力。
发明效果
依照本发明，能够提高对控制对象的温度控制性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式中的基片处理装置的一例的概略剖视图。
图2是表示本实施方式中的温度控制装置的一例的图。
图3是表示本实施方式中的压力控制处理的一例的流程图。
图4是表示实施例中的温度特性的一例的图。
图5是表示比较例中的温度特性的一例的图。
图6是表示变形例1中的温度控制装置的一例的图。
图7是表示变形例2中的控制对象的一例的图。
图8是表示变形例2中的温度控制装置的一例的图。
附图标记说明
1、400基片处理装置
10装置主体
11控制装置
12、401处理容器
15、406～409流路
16a、16b、207、229、230、249、250、272～275、403、404配管
20、20a、20b温度控制装置
200循环部
201阀
203温度传感器
204～206止回阀
220、220a第一温度控制部
222、242泵
225、245压力传感器
240、240a第二温度控制部
240b温度控制部
260切换部
280控制部
405、405a流量控制阀
410冷却板
ESC静电吸盘
LE下部电极
PD、413载置台
W晶片。
具体实施方式
以下，基于附图，详细地说明本发明的温度控制装置、基片处理装置和温度控制方法的实施方式。此外，本发明的技术不由以下的实施方式限定。
在热介质的循环中，例如，有时对作为温度的控制对象的载置台等切换高温侧的热介质和低温侧的热介质的流量，或对作为温度的控制对象的基片处理装置的个数进行增减。在该情况下，由于阀彼此的干扰等，供给热介质的配管内的压力大幅变动，循环控制性恶化，由此，泵的工作变得不稳定，有时对温度的控制对象的温度控制性恶化。与之相对，关于泵的循环控制，在流量反馈控制或固定了泵的逆变器频率的控制中，难以抑制循环控制性的恶化。此外，在利用止回阀进行返回侧的配管的切换时，不能控制差压，高温侧和低温侧同时成为开放状态，同样存在温度控制性恶化的情况。在该情况下，由于高温侧和低温侧的罐液面的不均引起的液量过多或液量不足而造成警报停止，或者发生高温侧和低温侧的罐的连通管引起的液移动，而造成热损失过多引起的温度控制性的恶化。因此，人们期待通过进行控制以使得泵的喷出侧的压力成为一定的，来提高对控制对象的温度控制性。
[基片处理装置1的结构]
图1是表示本发明的一实施方式中的基片处理装置的一例的概略剖视图。基片处理装置1例如是具有平行平板电极的等离子体蚀刻装置。基片处理装置1具有装置主体10和控制装置11。装置主体10由例如铝等材料构成，具有处理容器12，该处理容器12具有例如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。此外，出于安全考虑，处理容器12接地。
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的底部向铅垂方向(例如朝向上部电极30的方向)延伸。
在处理容器12内设置有载置台PD。载置台PD由支承部14支承。载置台PD在载置台PD的上表面上保持晶片W。晶片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部件的一例。
静电吸盘ESC具有将作为导电膜的电极EL配置于一对绝缘层之间或一对绝缘片材之间的结构。电极EL经由开关SW与直流电源17电连接。静电吸盘ESC通过由从直流电源17供给的直流电压产生的库仑力等静电功率，将晶片W吸附在静电吸盘ESC的上表面。由此，静电吸盘ESC能够保持晶片W。
经由配管19对静电吸盘ESC供给例如He气体等传热气体。经由配管19供给的传热气体被供给至静电吸盘ESC与晶片W之间。通过调节对静电吸盘ESC与晶片W之间供给的传热气体的压力，能够调整静电吸盘ESC与晶片W之间的热传导率。
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对加热器HT供给电功率，能够经由静电吸盘ESC加热静电吸盘ESC上的晶片W。利用下部电极LE和加热器HT，调节载置于静电吸盘ESC上的晶片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。
在静电吸盘ESC的周围以包围晶片W的边缘和静电吸盘ESC的方式配置有边缘环ER。边缘环ER有时也称为聚焦环。利用边缘环ER，能够提高对晶片W的处理的面内均匀性。边缘环ER由例如石英等、根据蚀刻对象的膜的材料而适当选择的材料构成。
在下部电极LE的内部形成有供Galden(注册商标)等绝缘性的流体即热介质流动的流路15。此外，热介质有时指盐水。流路15经由配管16a和配管16b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。利用温度控制装置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。在流路15内流动的热介质经由配管16b返回到温度控制装置20。
温度控制装置20使在下部电极LE的流路15内流动的热介质循环。此外，温度控制装置20将第一温度的热介质或第二温度的热介质与循环的热介质进行混合，供给到下部电极LE的流路15内。将第一温度的热介质或第二温度的热介质与循环的热介质混合而供给到下部电极LE的流路15内，由此，将下部电极LE的温度控制成设定温度。第一温度例如为室温以上的温度，第二温度例如为0℃以下的温度。在下文中，将第一温度的热介质记为第一热介质，将第二温度的热介质记为第二热介质。第一热介质和第二热介质是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。
下部电极LE的下表面与用于对下部电极LE供给高频电功率的供电管69电连接。供电管69由金属构成。此外，虽然在图1中省略图示，但在下部电极LE与处理容器12的底部之间的空间内配置用于进行静电吸盘ESC上的晶片W的交接的升降销及其驱动机构等。
供电管69经由匹配器68与第一高频电源64连接。第一高频电源64是产生用于将离子吸引到晶片W的高频电功率即高频偏置电功率的电源，例如产生400kHz～40.68MHz的频率、在一例中13.56MHz的频率的高频偏置电功率。匹配器68是用于使第一高频电源64的输出电阻与负载(下部电极LE)侧的输入电阻相匹配的电路。由第一高频电源64产生的高频偏置电功率经由匹配器68和供电管69被供给到下部电极LE。
在载置台PD的上方且与载置台PD相对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，利用所生成的等离子体，对保持于静电吸盘ESC的上表面的晶片W进行蚀刻等离子体处理。上部电极30与下部电极LE之间的空间为处理空间PS。
上部电极30经由例如由石英等构成的绝缘性遮挡部件32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的下表面面向处理空间PS。在电极板34形成有多个气体释放口34a。电极板34例如由含硅的材料构成。
电极支承体36由例如铝等导电性材料构成，从上方可拆装地支承电极板34。电极支承体36可以具有未图示的水冷结构。在电极支承体36的内部形成有扩散室36a。与电极板34的气体释放口34a连通的多个气体流动口36b从扩散室36a向下方(朝向载置台PD)延伸。在电极支承体36设置有对扩散室36a导入处理气体的气体导入口36c，在气体导入口36c连接有配管38。
配管38经由阀组42和流量控制器组44与气体源组40连接。气体源组40具有多个气体源。阀组42包含多个阀，流量控制器组44包含质量流量控制器等多个流量控制器。气体源组40中的每一者经由阀组42中对应的阀和流量控制器组44中对应的流量控制器与配管38连接。
由此，装置主体10能够将来自从气体源组40中选择出的一个或多个气体源的处理气体以单独调节后的流量供给到电极支承体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，经由各个气体流动口36b和气体释放口34a呈喷淋状被供给到处理空间PS内。
电极支承体36经由匹配器66与第二高频电源62连接。第二高频电源62为产生等离子体生成用的高频电功率的电源，例如产生27～100MHz的频率、在一例中60MHz的频率的高频电功率。匹配器66是用于使第二高频电源62的输出电阻与负载(上部电极30)侧的输入电阻相匹配的电路。由第二高频电源62产生的高频电功率经由匹配器66被供给到上部电极30。此外，第二高频电源62也可以经由匹配器66与下部电极LE连接。
在处理容器12的内壁面和支承部14的外侧面可拆装地设置有由表面被Y2O3或石英等涂敷了的铝等构成的沉积物遮挡件46。利用沉积物遮挡件46，能够防止蚀刻副产物(废料)附着到处理容器12和支承部14。
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(设置支承部14的一侧)，设置有由表面被Y2O3或石英等涂敷了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与排气装置50连接。
排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵，能够将处理容器12内的空间减压至所希望的真空度。在处理容器12的侧壁设置有用于送入或送出晶片W的开口12g，开口12g能够由闸门54开闭。
控制装置11具有处理器、存储器和输入输出接口。在存储器中储存有由处理器执行的程序和包含各处理的条件等的方案。处理器执行从存储器读出的程序，基于存储于存储器内的方案，经由输入输出接口控制装置主体10的各部分，由此，对晶片W执行蚀刻等规定的处理。控制装置11为控制部的一例。
[温度控制装置20的结构]
图2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具有循环部200、第一温度控制部220和第二温度控制部240。此外，例如，循环部200设置于与设置处理容器12的阶层相同的阶层，第一温度控制部220和第二温度控制部240设置于比循环部200靠下的阶层。
循环部200的阀201的出口侧与配管16a连接。此外，循环部200中，使在下部电极LE的流路15内流动的热介质循环的泵202，与配管16b连接。泵202的出口侧的配管16b经由连接位置A的止回阀206及配管207与阀201的入口侧连接。配管207的压力在泵202工作时低于泵202的出口侧的配管16b的压力，因此，止回阀206开放。因此，热介质在泵202、配管16b、止回阀206、配管207、阀201、配管16a、流路15和配管16b的路径中循环。此外，配管207为第三配管的一例。此外，在循环部200内的配管16a，设置有检测流路15的入口侧的温度的温度传感器203。此外，温度传感器203也可以设置于温度控制装置20的外部。例如，温度传感器203也可以设置于下部电极LE的正下方、例如配管16a和流路15的连接部，也可以设置于下部电极LE与温度控制装置20的中间部位。
第一温度控制部220经由配管229、配管210和阀201与配管16a连接。此外，第一温度控制部220经由配管230、配管212和止回阀204与配管16b连接。此外，配管229和配管210的连接位置B、与配管230和配管212的连接位置C之间，由作为旁通配管的配管211连接。此外，在连接位置C设置有监视用的压力传感器208。
在本实施方式中，第一温度控制部220控制作为高温侧的第一热介质的温度。第一温度控制部220将进行了温度控制的第一热介质经由配管229、配管210和阀201，与从配管207向配管16a循环的热介质混合，供给到下部电极LE的流路15内。此外，能够使第一热介质的温度为例如90℃。配管210～212、229、230内的压力由于向下部电极LE的流路15内供给第一热介质而降低。而且，从流路15内排出的热介质在配管16b的连接位置A通过由于压力降低而一部分开放的止回阀204，经由配管212和配管230返回到第一温度控制部220。由配管229、配管210和配管16a构成的配管为供给配管或第一供给配管的一例。此外，由配管16b、配管212和配管230构成的配管为返回配管或第一返回配管的一例。此外，由配管210～212、229、230构成的配管为第一配管的一例。
在第一温度控制部220中，利用泵222对配管229供给储液罐221内的热介质。此外，在泵222的出口侧设置有热交换器223、流量传感器224、压力传感器225、温度传感器226和可变阀227。即，热交换器223、流量传感器224、压力传感器225、温度传感器226和可变阀227紧接着泵222设置在其后。热交换器223将供给到配管229的热介质加热或冷却成设定温度。流量传感器224检测由泵222供给的热介质在配管229的送出侧的流量。压力传感器225检测由泵222供给的热介质在配管229的送出侧的压力。温度传感器226检测由泵222供给的热介质在配管229的送出侧的温度。可变阀227与作为返回配管的配管230侧的可变阀228一起调节由泵222供给的热介质在配管229中的压力。
第二温度控制部240经由配管249、配管213和阀201与配管16a连接。此外，第二温度控制部240经由配管250、配管215和止回阀205与配管16b连接。此外，配管249和配管213的连接位置D、与配管250和配管215的连接位置E之间，由作为旁通配管的配管214连接。此外，在连接位置E设置有监视用的压力传感器209。
在本实施方式中，第二温度控制部240控制作为低温侧的第二热介质的温度。第二温度控制部240将进行了温度控制的第二热介质经由配管249、配管213和阀201，与从配管207向配管16a循环的热介质混合，供给到下部电极LE的流路15内。此外，能够使第二热介质的温度为例如﹣10℃。配管213～215、249、250内的压力由于向下部电极LE的流路15内供给第二热介质而降低。而且，从流路15内排出的热介质在配管16b的连接位置A，通过由于压力降低而一部分开放的止回阀205，经由配管215和配管250返回到第二温度控制部240。由配管249、配管213和配管16a构成的配管为供给配管或第二供给配管的一例。此外，由配管16b、配管215和配管250构成的配管为返回配管或第二返回配管的一例。此外，由配管213～215、249、250构成的配管为第二配管的一例。
在第二温度控制部240中，利用泵242对配管249供给储液罐241内的热介质。此外，在泵242的出口侧设置有热交换器243、流量传感器244、压力传感器245、温度传感器246和可变阀247。即，热交换器243、流量传感器244、压力传感器245、温度传感器246和可变阀247紧接着泵242设置在其后。热交换器243将供给到配管249的热介质加热或冷却成设定温度。流量传感器244检测由泵242供给的热介质在配管249的送出侧的流量。压力传感器245检测由泵242供给的热介质在配管249的送出侧的压力。温度传感器246检测由泵242供给的热介质在配管249的送出侧的温度。可变阀247与作为返回配管的配管250侧的可变阀248一起调节由泵242供给的热介质在配管249中的压力。
第一温度控制部220的储液罐221和第二温度控制部240的储液罐241通过配管251、252连接。配管251、252为连通管的一例，调整贮存第一热介质的储液罐221的液面和贮存第二热介质的储液罐241的液面。配管251为用于储液罐221、241间的气体(空气或蒸发的热介质等)相互移动的配管。配管252是用于储液罐221、241间的液体(热介质)相互移动的配管。由此，能够防止热介质的泄漏。
阀201、227、228、247、248的开度、泵202、222、242的送出压力和热交换器223、243中的温度由控制装置11分别控制。此外，泵202、222、242是能够根据逆变器频率控制送出压力的泵。此外，阀201的开度可在例如﹢100％～﹣100％之间调节。在阀201的开度为0％的位置，来自配管207的热介质全部向配管16a流动，来自配管210和配管213的热介质不流入配管16a。此外，在阀201的开度为﹢100％的位置，来自配管210的热介质全部向配管16a流动，来自配管207和配管213的热介质不流入配管16a。另一方面，在阀201的开度为﹣100％的位置，来自配管213的热介质全部向配管16a流动，来自配管207和配管210的热介质不流入配管16a。
即，在想要混合高温侧的第一热介质来提高循环的热介质的温度是情况下，将阀201的开度从0％的位置变更到正侧。另一方面，在想要混合低温侧的第二热介质来降低循环的热介质的温度的情况下，将阀201的开度从0％的位置变更到负侧。例如，在处理空间PS中将等离子体点火而进行等离子体处理的情况下，热量也从等离子体输入到下部电极LE。因此，为了将下部电极LE的温度保持为一定的，例如将阀201的开度设定成﹣10％，将在配管207中循环的热介质的流量设为90％，将配管213的低温侧的第二热介质以10％进行混合。
[压力控制方法]
接着，对本实施方式的压力控制方法进行说明。图3是表示本实施方式中的压力控制处理的一例的流程图。
控制装置11使循环部200的泵202工作，在配管16b、止回阀206、配管207、阀201、配管16a、流路15和配管16b的路径中开始热介质的循环。控制装置11基于由温度传感器203检测出的温度，控制阀201的开度，将循环的热介质的温度控制成设定温度。
控制装置11分别利用压力传感器225、245检测配管229、249的压力(步骤S1)。控制装置11将检测出的配管229、249的压力与各自的设定值进行比较(步骤S2)。控制装置11基于比较结果控制泵222、242的逆变器频率，以使配管229、249的压力接近各自的设定值(步骤S3)。即，控制装置11基于由压力传感器225、245检测出的压力分别与泵222、242的送出压力的设定值的差分，控制泵222、242的送出压力。由此，能够提高对控制对象(下部电极LE)的温度控制性。
[温度控制装置20的工作]
接着，例如，说明将循环的热介质的设定温度、即作为控制对象的下部电极LE的设定温度设为35℃，且由温度传感器203检测出的温度低于设定温度的情况和高于设定温度的情况下的温度控制装置20的工作。此外，在以下的说明中，将第一温度控制部220中的配管229的压力的第一设定值和低温侧的第二温度控制部240中的配管249的压力的第二设定值、即泵222、242的送出压力的设定值设为0.7～1.0MPa。此外，将与高温侧的配管212连接的止回阀204以在0.580～0.590MPa下开放的方式调节，将与低温侧的配管215连接的止回阀205以在0.570～0.580MPa下开放的方式调节。即，将高温侧与低温侧的差压设为0.010MPa(高温侧＞低温侧)。上述压力的设定值为一例，并不限定于这些值。
首先，控制装置11在由温度传感器203检测出的温度低于设定温度的情况下，将阀201的开度从当前的位置变更到正侧时，第一热介质从配管210流入配管16a。当第一热介质从配管210流入配管16a时，配管210内的压力降低，与配管210连接的配管211、212、229、230内的压力也降低。即，由压力传感器208、225检测的压力降低。
此时，在变更阀201的开度之前，低温侧的第二热介质流入配管16a。在该情况下，当将阀201的开度的位置变更到正侧时，阀201的配管213侧被关闭，因此，低温侧的配管215内的压力上升，与配管215连接的止回阀205从开放的状态成为关闭的状态。另一方面，在高温侧，配管212内的压力降低，由此，止回阀204开放，与流入量相应的热介质从配管16b向配管212流动。
控制装置11将由压力传感器225检测出的配管229内的压力与第一设定值进行比较，控制泵222的逆变器频率而使送出压力上升，以使得降低了的配管229内的压力接近设定值。即，基于配管229内的压力进行反馈控制。
当泵222的送出压力上升时，配管229内的压力也上升，与配管229连接的配管210～212、230的压力也上升。当由温度传感器203检测的温度达到设定温度时，控制装置11将阀201的开度从当前的位置变更到负侧。当阀201的开度从当前的位置变更到负侧时，配管210内的压力上升，与配管210连接的配管211、212、229、230内的压力也上升，因此，止回阀204关闭。
接着，控制装置11在由温度传感器203检测的温度高于设定温度的情况下，将阀201的开度从当前的位置变更到负侧时，第二热介质从配管213流入配管16a。当第二热介质从配管213流入配管16a时，配管213内的压力降低，与配管213连接的配管214、215、249、250内的压力也降低。即，由压力传感器209、245检测的压力降低。
此时，在变更阀201的开度之前，高温侧的第一热介质流入配管16a。在该情况下，当阀201的开度的位置变更到负侧时，阀201的配管210侧被关闭，因此，高温侧的配管212内的压力上升，与配管212连接的止回阀204从开放的状态成为关闭的状态。另一方面，在低温侧，配管215内的压力降低，由此，止回阀205开放，与流入量相应的热介质从配管16b向配管215流动。
控制装置11将由压力传感器245检测出的配管249内的压力与第二设定值进行比较，控制泵242的逆变器频率而使送出压力上升，以使得降低了的配管249内的压力接近设定值。即，基于配管249内的压力进行反馈控制。
当泵242的送出压力上升时，配管249内的压力也上升，与配管249连接的配管213～215、250的压力也上升。当由温度传感器203检测的温度达到设定温度时，控制装置11将阀201的开度从当前的位置变更到正侧。当阀201的开度从当前的位置变更到正侧时，配管213内的压力上升，与配管213连接的配管214、215、249、250内的压力也上升，因此，止回阀205关闭。像这样，能够缩短止回阀204、205同时成为开放状态的时间，因此，能够提高对控制对象(下部电极LE)的温度控制性。即，根据止回阀204、205的差压进行压力的反馈控制，因此，响应性良好，能够抑制压力变动。此外，关于温度控制装置20内的控制，也可以在温度控制装置20内设置控制部，基于来自控制装置11的信息，进行温度控制装置20内的控制。在该情况下，也可以代替由压力传感器225、245检测出的压力，而基于由压力传感器208、209检测的压力进行反馈控制。
[实验结果]
接着，使用图4和图5，对本实施方式的实施例和固定了泵222、242的逆变器频率的比较例的温度特性进行说明。图4是表示实施例中的温度特性的一例的图。在图4的图表300中，作为高温侧的曲线，示出表示第一热介质的设定温度的曲线301、表示送出侧的热介质温度的温度传感器226的曲线302、表示配管的返回侧的热介质温度的曲线303。此外，在图表300中，作为低温侧的曲线，示出表示第二热介质的设定温度的曲线304、表示送出侧的热介质温度的温度传感器246的曲线305、表示配管的返回侧的热介质温度的曲线306。此外，在图表300中，以曲线307表示阀201的开度。图表300的纵轴表示温度和开度这两者。
在图表300中，作为极端的例子，示出了使控制对象的设定温度从低温(10℃)变化到高温(70℃)，然后从高温(70℃)变化到低温(10℃)时的温度特性。第一热介质如曲线301所示被设定成90℃，第二热介质如曲线304所示被设定成﹣10℃。
当控制对象的设定温度在时刻308从10℃变更到70℃时，如曲线307所示，阀201的开度向正侧大幅变化，第一热介质流入控制对象的流路。此外，第一热介质的返回侧的温度如曲线302所示，在时刻308后立即降低至39.2℃，但由于所流入的第一热介质到达返回侧，在时刻309这一时间点返回至低于90℃。同样，第一热介质的送出侧温度也如曲线302所示，在时刻308后暂时降低，但在时刻309这一时间点返回至大致设定温度90℃。
接着，当控制对象的设定温度在时刻309从70℃变更到10℃时，如曲线307所示，阀201的开度虽然在图4中省略了一部分但向负侧大幅变化，第二热介质流入控制对象的流路。此外，第二热介质的返回侧的温度如曲线306所示，在时刻309后立即上升至44.0℃，但由于所流入的第二热介质到达返回侧，在图表300的右端的时间点返回至﹣5℃左右。同样，第二热介质的送出侧温度也如曲线305所示，在时刻309后暂时上升，但在图表300的右端的时间点返回至作为设定温度的﹣10℃。
图5是表示比较例中的温度特性的一例的图。在图5的图表320中，作为高温侧的曲线，示出表示第一热介质的设定温度的曲线321、表示送出侧的热介质温度的曲线322、表示配管的返回侧的热介质温度的曲线323。此外，在图表320中，作为低温侧的曲线，示出表示第二热介质的设定温度的曲线324、表示送出侧的热介质温度的曲线325、表示配管的返回侧的热介质温度的曲线326。此外，在图表320中，以曲线327表示阀201的开度。图表320的纵轴表示温度和开度这两者。
在图表320中，与图4的图表300同样地，示出了使控制对象的设定温度从低温(10℃)变化到高温(70℃)，然后，从高温(70℃)变化到低温(10℃)时的温度特性。第一热介质如曲线321所示被设定成90℃，第二热介质如曲线324所示被设定成﹣10℃。
当控制对象的设定温度在时刻328从10℃变更到70℃时，如曲线327所示，阀201的开度向正侧大幅变化，第一热介质流入控制对象的流路。此外，第一热介质的返回侧的温度如曲线323所示，在时刻328后立即降低至52.7℃，但由于所流入的第一热介质到达返回侧，返回至80℃左右。在时刻329这一时间点也低于85℃，没有返回至设定温度的90℃。同样，第一热介质的送出侧温度也如曲线322所示，在时刻328后降低，在时刻329这一时间点也没有返回至80℃左右和设定温度的90℃。另一方面，如曲线326所示，在时刻328后，第二热介质的返回侧的温度立即上升至0℃左右，认为第二热介质侧的止回阀205和第一热介质侧的止回阀204同时开放。因此，认为原因在于，在时刻329这一时间点，第一热介质的返回侧的温度和送出侧温度也没有返回至设定温度附近。
接着，当控制对象的设定温度在时刻329从70℃变更到10℃时，如曲线327所示，阀201的开度虽然在图5中省略了一部分但向负侧大幅变化，第二热介质流入控制对象的流路。此外，第二热介质的返回侧的温度如曲线326所示，在时刻329后立即上升至28.9℃，但由于所流入的第二热介质到达返回侧，在图表320的右端的时间点返回至﹣5℃左右。同样，第二热介质的送出侧温度也如曲线325所示，在时刻329后暂时上升，但在图表300的右端的时间点，返回至作为设定温度的﹣10℃。
根据图表300、320的实验结果，在比较例中，在从低温变更到高温的情况下，第二热介质的返回侧的温度高的状态继续，止回阀205为开放的状态。另一方面，在实施例中，第二热介质的返回侧的温度几乎无变化，因此，认为止回阀205为关闭的状态。即，可知与比较例相比，在实施例中温度控制性提高。
[变形例1]
在上述的实施方式中，对热介质在循环部200内循环的类型的温度控制装置20进行了说明，但也可以使用将在下部电极LE内的流路15中流动的热介质以第一热介质和第二热介质进行切换的类型的温度控制装置，关于该情况下的实施方式，作为变形例1进行说明。此外，变形例1中的基片处理装置和温度控制装置的一部分结构和压力控制方法与上述的实施方式相同，因此，省略该重复的结构和工作的说明。
图6是表示变形例1中的温度控制装置的一例的图。图6所示的温度控制装置20a与上述的实施方式中的温度控制装置20相比，代替循环部200、第一温度控制部220和第二温度控制部240，而具有切换部260、第一温度控制部220a和第二温度控制部240a。此外，切换部260具有阀261～264、温度传感器265和配管266～271。
第一温度控制部220a经由配管272、配管266和阀261与配管16a连接。此外，第一温度控制部220a经由配管273、配管268和阀262与配管16b连接。在变形例1中，第一温度控制部220a控制作为高温侧的第一热介质的温度。第一温度控制部220a经由配管272、配管266、阀261和配管16a对下部电极LE的流路15内供给进行了温度控制的第一热介质。然后，被供给至下部电极LE的流路15内的热介质经由配管16b、阀262、配管268和配管273返回至第一温度控制部220a。由配管272、配管266和配管16a构成的配管为供给配管或第一供给配管的一例。此外，由配管16b、配管268和配管273构成的配管为返回配管或第一返回配管的一例。
第二温度控制部240a经由配管274、配管269和阀261与配管16a连接。此外，第二温度控制部240a经由配管275、配管271和阀262与配管16b连接。在变形例1中，第二温度控制部240a控制作为低温侧的第二热介质的温度。第二温度控制部240a经由配管274、配管269、阀261和配管16a对下部电极LE的流路15内供给进行了温度控制的第二热介质。然后，被供给至下部电极LE的流路15内的热介质经由配管16b、阀262、配管271和配管275返回至第二温度控制部240a。由配管274、配管269和配管16a构成的配管为供给配管或第二供给配管的一例。此外，由配管16b、配管271和配管275构成的配管为返回配管或第二返回配管的一例。
阀261设置于配管16a与配管266及配管269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成第一热介质或第二热介质。阀262设置于配管16b与配管268及配管271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成第一温度控制部220a或第二温度控制部240a。
配管272和配管266的连接位置F、与配管273和配管268的连接位置G之间，由作为旁通配管的配管267连接。在配管267设置有旁通阀263。
配管274和配管269的连接位置H、与配管275和配管271的连接位置I之间，由作为旁通配管的配管270连接。在配管270设置有旁通阀264。
在温度控制装置20a内的配管16a设置有对流路15的入口侧的温度进行测量的温度传感器265。此外，温度传感器265也可以设置于温度控制装置20a的外部。例如，温度传感器265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，也可以设置于下部电极LE与温度控制装置20a的中间部位。
阀261、262和旁通阀263、264的开闭由控制装置11分别控制。此外，第一温度控制部220a和第二温度控制部240a与上述的实施方式的第一温度控制部220、第二温度控制部240相比，除了没有可变阀227、228和可变阀247、248之外是一样的，因此省略其说明。
在温度控制装置20a中，在对下部电极LE的流路15内供给高温侧的第一热介质的情况下，阀261的配管266侧开放且配管269侧关闭，阀262的配管268侧开放且配管271侧关闭。此外，旁通阀263关闭且旁通阀264开放。因此，从第一温度控制部220a供给的高温侧的第一热介质被供给到下部电极LE的流路15内而返回至第一温度控制部220a，从第二温度控制部240a供给的低温侧的第二热介质经由旁通阀264而返回至第二温度控制部240a。
另一方面，在温度控制装置20a中，在对下部电极LE的流路15内供给低温侧的第二热介质的情况下，阀261的配管266侧关闭且配管269侧开放，阀262的配管268侧关闭且配管271侧开放。此外，旁通阀263开放且旁通阀264关闭。因此，从第二温度控制部240a供给的低温侧的第二热介质被供给到下部电极LE的流路15内而返回至第二温度控制部240a，从第一温度控制部220a供给的高温侧的第一热介质经由旁通阀263而返回至第一温度控制部220a。
[压力控制方法]
控制装置11在温度控制装置20a中，也与上述的实施方式的图3一样，执行压力控制处理。即，控制装置11分别利用压力传感器225、245检测配管272、274的压力(步骤S1)。控制装置11将检测出的配管272、274的压力与各自的设定值进行比较(步骤S2)。控制装置11基于比较结果控制泵222、242的逆变器频率，以使配管272、274的压力接近各自的设定值(步骤S3)。即，控制装置11基于由压力传感器225、245检测出的压力分别与泵222、242的送出压力的设定值的差值，控制泵222、242的送出压力。像这样，抑制供给热介质的配管272、274内的压力变动，因此能够提高对控制对象(下部电极LE)的温度控制性。
[变形例2]
在上述的实施方式和变形例1中，说明了对一个控制对象供给热介质的温度控制装置20、20a，但也可以应用于控制在处理容器的上部设置的上部电极等上部系统的温度的温度控制装置，关于该情况下的实施方式，作为变形例2进行说明。此外，变形例2中的基片处理装置和温度控制装置的一部分结构和压力控制方法与上述的实施方式和变形例1相同，因此，省略该重复的结构和工作的说明。
图7是表示变形例2中的控制对象的一例的图。图2所示的基片处理装置400是基片处理装置的一例，其在处理容器401的上部具有设置有作为控制对象的冷却板的上部电极。在基片处理装置400中，在处理容器401的上部经由支承部件支承有冷却板410。冷却板410具有加热器411和电极板412。电极板412是上部电极的一例，下表面面向处理空间，与具有下部电极的载置台413的上表面相对。在冷却板410的更上部，顶板402支承于处理容器401。此外，在图7中，省略处理气体的供给系统和对上部电极供给高频电功率的供给系统。
在冷却板410形成有用于使热介质在内部流动的流路409。在处理容器401的上部形成有用于使热介质在内部流动的流路408。同样，在顶板402也形成有用于使热介质在内部流动的流路406。流路406和流路408通过流路407连接。即，在处理容器401的上部设置有用于控制处理容器401和顶板402的温度的流路406～408和用于控制冷却板410的温度的流路409。此外，冷却板410在等离子体输入热量时通过增加例如35℃的热介质的流量而被冷却，在空闲时通过减少热介质的流量并且利用加热器411进行加热而被调节成例如150℃。
温度控制装置20b从与流路406连接的配管403对流路406～408内供给热介质。被供给至流路406～408内的热介质经由与流路408连接的配管404返回至温度控制装置20b。此外，温度控制装置20b经由配管403和流量控制阀405对流路409内供给热介质。被供给至流路409内的热介质经由与流路409连接的配管404返回至温度控制装置20b。
图8是表示变形例2中的温度控制装置的一例的图。图8所示的温度控制装置20b与上述的实施方式的温度控制装置20相比，不具有循环部200，并且代替第一温度控制部220和第二温度控制部240而具有温度控制部240b。即，温度控制装置20b不具有高温侧和低温侧之类的多个温度控制部，而具有供给被控制成一个设定温度的热介质的温度控制部240b。此外，在图8中，省略对流路406～408内供给热介质的路径。此外，温度控制装置20b在内部具有控制部280。控制部280基于来自基片处理装置400的信息，控制温度控制装置20b内的各部。
温度控制部240b对多个基片处理装置400连接有配管403、404。在图8中，例示了基片处理装置400、400a这两者。此外，示例与基片处理装置400、400a分别对应的流量控制阀405、405a。此外，在图8中，关于配管403，对于基片处理装置400、400a将分支后的配管表示为配管422、422a。此外，关于配管404，将合流前的配管表示为与基片处理装置400、400a对应的配管423、423a。
温度控制部240b经由配管403、配管421、流量控制阀405和配管422与基片处理装置400连接。此外，温度控制部240b经由配管404、配管424和配管423与基片处理装置400连接。在变形例2中，温度控制部240b控制被设定成设定温度(例如35℃。)的热介质的温度。温度控制部240b在流量控制阀405开放的情况下，对于基片处理装置400，经由配管403、配管421、流量控制阀405和配管422对基片处理装置400的流路409内供给进行了温度控制的热介质。然后，被供给至流路409内的热介质经由配管423、配管424和配管404返回至温度控制部240b。由配管403、配管421和配管422构成的配管为供给配管的一例。此外，由配管423、配管424和配管404构成的配管为返回配管的一例。
同样，温度控制部240b经由配管403、配管421、流量控制阀405a和配管422a与基片处理装置400a连接。此外，温度控制部240b经由配管404、配管424和配管423a与基片处理装置400a连接。温度控制部240b在流量控制阀405a开放的情况下，对于基片处理装置400a，经由配管403、配管421、流量控制阀405a和配管422a对基片处理装置400a的流路409内供给进行了温度控制的热介质。然后，被供给至流路409内的热介质经由配管423a、配管424和配管404返回至温度控制部240b。
配管403和配管421的连接位置J、与配管404和配管424的连接位置K之间，由作为旁通配管的配管425连接。在配管425设置有旁通阀420。旁通阀420在下游的流量控制阀405、405a全部关闭的情况下开放，使在各流路409内流动的量的热介质从配管403返回至配管404。
流量控制阀405、405a和旁通阀420的开闭由控制部280分别控制。此外，温度控制部240b与上述的实施方式的第二温度控制部240相比，除了没有可变阀247、248之外是相同的，因此省略其说明。
流量控制阀405、405a按照基片处理装置400、400a中的温度控制被开闭，因此，热介质的送出侧的配管403内的压力根据流量控制阀405、405a的开闭而变动。
[压力控制方法]
控制部280与上述的实施方式的图3同样，执行压力控制处理。即，控制部280利用压力传感器245检测配管403的压力(步骤S1)。控制部280将检测出的配管403的压力与设定值进行比较(步骤S2)。控制部280基于比较结果控制泵242的逆变器频率，以使配管403的压力接近设定值(步骤S3)。即，控制部280基于由压力传感器245检测出的压力与泵242的送出压力的设定值的差值，控制泵242的送出压力。像这样，抑制供给热介质的配管内的压力变动，因此，能够提高对控制对象(冷却板410)的温度控制性。
以上，依照本实施方式和各变形例，温度控制装置(20、20a、20b)包括：对控制对象(下部电极LE、冷却板410)供给热介质的供给配管(配管229、249、272、274、403)；供热介质从控制对象返回的返回配管(配管230、250、273、275、404)；对供给配管送出热介质的泵(222、242)；压力传感器(225、245)，其检测连接在紧靠泵之后处的供给配管的压力；和控制部(280)。控制部基于由压力传感器检测的压力与泵的送出压力的设定值的差值，控制泵的送出压力。其结果是，能够提高对控制对象的温度控制性。此外，也可以代替由压力传感器225、245检测出的压力，而基于由压力传感器208、209检测出的压力进行反馈控制。此外，也可以基于由在供给热介质的供给配管(配管229、249、272、274、403)追加的压力传感器检测出的压力进行反馈控制。
另外，依照本实施方式和各变形例，通过控制泵的逆变器频率，控制送出压力。其结果是，能够抑制供给热介质的配管内的压力的变化。
另外，依照变形例2，控制对象为多个。其结果是，对于供给热介质的配管内的压力，即使在其根据多个控制对象的工作而变化的情况下，也能够抑制供给热介质的配管内的压力的变化。
另外，依照本实施方式，基片处理装置1包括：配置在处理容器12内，能够载置基片(晶片W)的载置台PD；经由第一配管(配管229、210、16a)对设置于载置台PD的内部的流路15供给第一温度的热介质的第一温度控制部220；经由第二配管(配管249、213、16a)对流路15供给第二温度的热介质的第二温度控制部240；从流路15的出口连接至流路15的入口，供热介质循环的第三配管(配管16b、207、16a)；与第一配管连接的第一止回阀(204)、与第二配管连接的第二止回阀(205)和与第三配管连接且在热介质循环时开放的第三止回阀(206)，它们与流路15的出口连接且向3个方向分支；以及控制部(控制装置11)。控制部检测第一配管和第二配管的压力。此外，控制部将检测出的第一配管的压力与第一配管的压力的第一设定值进行比较，将检测出的第二配管的压力与第二配管的压力的第二设定值进行比较。此外，控制部在由于流路15的出口侧与第一配管的压力差而第一止回阀开放时，基于比较结果控制第一温度控制部220，以使第一配管的压力接近第一设定值。此外，控制部在由于流路15的出口侧与第二配管的压力差而第二止回阀开放时，基于比较结果控制第二温度控制部240，以使第二配管的压力接近第二设定值。其结果是，进行控制以使得泵(222、242)的释放侧的压力成为一定的，由此能够提高对控制对象(下部电极LE)的温度控制性。
另外，依照本实施方式，在流路15的入口侧设置控制在第一配管、第二配管和第三配管中流动的热介质的混合比例的阀201以及检测混合后的热介质的温度的温度传感器203，根据由温度传感器203检测出的温度来控制阀201的开度，以将在第一配管或第二配管中流动的热介质与在第三配管中流动的热介质混合。其结果是，能够提高对控制对象(下部电极LE)的温度控制性。
另外，依照本实施方式，第一配管的压力由第一温度控制部220的设置于紧靠泵222之后处的第一压力传感器(压力传感器225)检测，第二配管的压力由第二温度控制部240的设置于紧靠泵242之后处的第二压力传感器(压力传感器245)检测。其结果是，能够将连接在紧靠泵之后处的配管的压力反馈控制成泵的逆变器频率。
另外，依照本实施方式，通过控制泵(222、242)的逆变器频率，控制泵的送出压力。其结果是，能够使泵的送出压力稳定。
本发明的实施方式是在所有方面均为例示，而应认为不是限定性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求及其主旨的范围内，能够以各种形式进行省略、置换、变更。
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)，但本发明的技术不限于此。作为等离子体源，例如，也可以使用电感耦合等离子体体(ICP)、微波激发表面波等离子体(SWP)、电子回旋共振等离子体(ECP)或螺旋波激发等离子体(HWP)等。
另外，在上述的实施方式中，作为基片处理装置1，以等离子体蚀刻处理装置为例进行了说明，但本发明的技术不限于此。只要是使用进行了温度控制的热介质来控制晶片W等温度控制对象物的温度的装置即可，除了蚀刻装置以外，也能够对成膜装置、改性装置或清洗装置等应用本发明的技术。

Claims (8)

1.一种温度控制装置，其特征在于，包括：
对控制对象供给热介质的供给配管；
供所述热介质从所述控制对象返回的返回配管；
对所述供给配管送出所述热介质的泵；
压力传感器，其检测连接在紧靠所述泵之后处的所述供给配管的压力；和
控制部，
所述控制部构成为，基于由所述压力传感器检测出的压力与所述泵的送出压力的设定值的差值来控制所述温度控制装置，以控制所述泵的送出压力。
2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于：
所述控制部通过控制所述泵的逆变器频率，控制所述送出压力。
3.根据权利要求1或2所述的温度控制装置，其特征在于：
所述控制对象为多个。
4.一种基片处理装置，其特征在于，包括：
配置在处理容器内的、载置基片的载置台；
供所述热介质循环的第三配管，其从所述流路的出口连接至所述流路的入口，从第一温度控制部经由第一配管对设置于所述载置台的内部的流路供给第一温度的热介质，从第二温度控制部经由第二配管对所述流路供给第二温度的所述热介质；
与所述第一配管连接的第一止回阀、与所述第二配管连接的第二止回阀和与所述第三配管连接且在所述热介质循环时开放的第三止回阀，它们与所述流路的出口连接并向3个方向分支；以及
控制部，
所述控制部构成为，控制所述基片处理装置以检测所述第一配管和所述第二配管的压力，
所述控制部构成为，控制所述基片处理装置，以将检测出的所述第一配管的压力与所述第一配管的压力的第一设定值进行比较，将检测出的所述第二配管的压力与所述第二配管的压力的第二设定值进行比较，
所述控制部构成为，在由于所述流路的出口侧与所述第一配管的压力差而所述第一止回阀开放时，基于比较结果控制所述基片处理装置，以使所述第一配管的压力接近所述第一设定值，
所述控制部构成为，在由于所述流路的出口侧与所述第二配管的压力差而所述第二止回阀开放时，基于比较结果控制所述基片处理装置，以使所述第二配管的压力接近所述第二设定值。
5.根据权利要求4所述的基片处理装置，其特征在于：
在所述流路的入口侧设置有控制在所述第一配管、所述第二配管和所述第三配管中流动的所述热介质的混合比例的阀以及检测混合后的所述热介质的温度的温度传感器，
根据由所述温度传感器检测出的温度，控制所述阀的开度，以使得将在所述第一配管或所述第二配管中流动的所述热介质与在所述第三配管中流动的所述热介质混合。
6.根据权利要求4或5所述的基片处理装置，其特征在于：
所述第一配管的压力由所述第一温度控制部的设置在紧靠泵之后处的第一压力传感器检测，
所述第二配管的压力由所述第二温度控制部的设置在紧靠泵之后处的第二压力传感器检测。
7.根据权利要求6所述的基片处理装置，其特征在于：
所述控制部通过控制所述泵的逆变器频率，控制所述泵的送出压力。
8.一种温度控制装置中的压力控制方法，其特征在于：
所述温度控制装置包括：
对控制对象供给热介质的供给配管；
供所述热介质从所述控制对象返回的返回配管；
对所述供给配管送出所述热介质的泵；
压力传感器，其检测连接在紧靠所述泵之后处的所述供给配管的压力，
所述压力控制方法中，基于由所述压力传感器检测出的压力与所述泵的送出压力的设定值的差值，控制所述泵的送出压力。
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