JP2013026387A - 載置台温度制御装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置台の面内全体の設定温度に対して面内の所望部位だけを局部的に設定温度よりも高くしたり，低くしたりする。
【解決手段】載置台２００内にその面内全体に渡って形成した主流路３２０と，載置台内に主流路の上側に離間して載置台の面内一部に形成した補助流路３３０と，所定の設定温度に調整した温調媒体を主流路に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で補助流路に供給し循環させる温調媒体循環機構とを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は，半導体ウエハ，太陽電池用基板，液晶基板などの被処理基板を載置する載置台を温調する載置台温度制御装置及び基板処理装置に関する。

半導体基板，太陽電池用基板，液晶基板などの被処理基板に対してエッチングや成膜などの微細加工を施す場合には，この基板を載置台に載置して基板上に処理ガスを供給してそれをプラズマ化して処理を行う基板処理装置が知られている。

このような基板処理装置では，従来より基板の処理の面内均一性を制御するため，載置台の面内温度を制御することが行われている。例えば載置台の内部に冷媒を流す冷媒流路または通路を設け，チラー装置より温調した冷媒を載置台内部の冷媒通路に循環供給する方法が多用されている。

昨今のプラズマ処理における加工の微細化や多様化に伴い，載置台の温度分布制御も多様化している。例えば特許文献１では，面内全体に渡って上下に熱媒体流路を設け，熱媒体として冷却媒体と加熱媒体とを選択してこの熱媒体流路に供給することで，載置台の温度を高温と低温の両方に対応できるようにしたものが記載されている。

また，特許文献２には，冷媒通路を載置台の中心部と周辺部に分けて形成し，チラー装置からの冷媒を流通させる配管を切り換えることで，載置台の中心部と周辺部に循環させる冷媒を制御して中心部と周辺部の温度を制御するものが記載されている。

特開２００２−２１７１７８号公報 特開２００６−２８６７３３号公報

しかしながら，特許文献１，２のような従来の載置台の温度分布制御では，載置台全体の設定温度に対して，その面内の所望の部位だけを局部的に設定温度よりも高くしたり，低くしたりすることはできない。例えば特許文献１では，上下の熱媒体流路には別々に異なる熱媒体を供給する独立制御であるため，載置台の設定温度に対してその面内の一部だけ設定温度を変えるということはできない。また特許文献２では，載置台の面内の中心部と周辺部の一方に対して他方の温度を制御できるものの，載置台の設定温度に対してその面内の一部だけ設定温度を変えるということはできない。

なお，載置台と基板との間に供給する伝熱ガス（例えばＨｅガス）の圧力を中心部と周辺部で変えることによって熱伝導率を制御するものがある。これによればプラズマからの熱入射による温度上昇が制御され，載置台の中心部と周辺部の面内温度を調整できる。

ところが，このような面内温度制御では，プラズマを発生させる高周波のパワーが少ない場合には，伝熱ガス圧力を調整しても，温度差がつき難いという問題がある。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，温調媒体の温度制御によって，載置台の面内全体の設定温度に対して面内の所望の部位だけを局部的に設定温度よりも高くしたり，低くしたりすることができる載置台温度制御装置及び基板処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板を載置する載置台の温度を制御する載置台温度制御装置であって，前記載置台内にその面内全体に渡って形成した主流路と，前記載置台内に前記主流路の上側に離間して前記載置台の面内一部に形成した補助流路と，所定の設定温度に調整した温調媒体を前記主流路に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で前記補助流路に供給し循環させる温調媒体循環機構と，を備えたことを特徴とする載置台温度制御装置が提供される。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，載置台上に載置した基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記載置台の温度を制御する載置台温度制御装置を備え，前記載置台温度制御装置は，前記載置台内にその面内全体に渡って形成した主流路と，前記載置台内に前記主流路の上側に離間して前記載置台の面内一部に形成した補助流路と，所定の設定温度に調整した温調媒体を前記主流路に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で前記補助流路に供給し循環させる温調媒体循環機構と，を備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。

このような本発明によれば，所定の設定温度に調整した温調媒体が主流路に供給されることによって載置台の面内全体を所定の設定温度に調整できるとともに，その温調媒体が分流されさらに温調されて補助流路に供給されることによって，補助流路が形成された部位を局所的にその設定温度より高い温度又は低い温度に調整することができる。これにより，例えば載置台の面内温度を設定温度よりも高い温度又は低い温度にしたい部位に補助流路を設けることによって，その部位を局所的にその設定温度より高い温度又は低い温度に調整することができる。また，本発明によれば，伝熱ガス圧力を調整するのではなく，温調媒体の温度を制御するので，プラズマを発生させる高周波のパワーが少ない場合でも，サセプタ全体の設定温度に対して補助流路を設けた部位に十分な温度差を与える制御を行うことができる。

また，上記温調媒体循環機構は例えば，前記温調媒体の送出口と帰還口を備え，前記温調媒体を前記設定温度に調整して前記送出口から送出し，前記帰還口に戻ってきた前記温調媒体を前記設定温度に調整して再び前記送出口から送出する温調媒体循環器と，前記温調媒体循環器から送出された前記温調媒体を前記主流路に供給する主供給配管と，前記主供給配管から分岐して前記補助流路に前記温調媒体を供給する補助供給配管と，前記補助供給配管に設けられ，前記補助供給配管に分流した前記温調媒体を前記補助流路に供給する前に前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整する補助温調器と，を備えるように構成される。また，このような補助流路は，例えば前記載置台の中心部領域の一部又は周辺部領域の一部のいずれかに形成される。

また，上記補助流路は，前記載置台の中心部領域の一部又は周辺部領域の一部の両方に別々に形成され，前記温調媒体循環機構は，前記温調媒体の送出口と帰還口を備え，前記温調媒体を前記設定温度に調整して前記送出口から送出し，前記帰還口に戻ってきた前記温調媒体を前記設定温度に調整して再び前記送出口から送出する温調媒体循環器と，前記温調媒体循環器から送出された前記温調媒体を前記主流路に供給する主供給配管と，前記主供給配管から分岐する第１補助供給配管及び第２補助供給配管と，前記第１補助供給配管及び前記第２補助供給配管を前記各補助流路に接続し，前記第１補助供給配管と前記第２補助供給配管からの温調媒体を選択的に切り換えて前記各補助流路のいずれかに供給可能な切換部と，前記第１補助供給配管と前記第２補助供給配管のいずれか一方又は両方に設けられ，前記各補助流路に供給する前に前記温調媒体を前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整する補助温調器と，を備えるように構成してもよい。

また，上記補助流路の断面積は前記主流路の断面積よりも小さくするとともに，前記補助供給配管の断面積は前記主供給配管の断面積よりも小さくすることが好ましい。この場合，上記補助流路には，補助ポンプを設けるようにしてもよい。

本発明によれば，載置台の面内全体の設定温度に対して面内の所望の部位だけを局部的に設定温度よりも高くしたり，低くしたりすることができる。

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の構成例を示す断面図である。 図１に示す載置台の温度制御装置の構成を説明するための図である。 本発明の実施形態の変形例にかかる載置台の温度制御装置の構成を説明するための図である。 本発明の実施形態の他の変形例にかかる載置台の温度制御装置の構成を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（基板処理装置）
先ず，本発明の実施形態にかかる基板処理装置の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，基板処理装置として，１つの電極（下部電極）に２つの異なる周波数の高周波を重畳して印加可能な基板処理装置を例に挙げて説明する。図１は本実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。

図１に示す基板処理装置１００は，例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属から成る円筒形状に成形された処理容器を有する処理室（チャンバ）１０２を備える。処理室１０２は接地されている。処理室１０２内には，基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する。）Ｗを載置する略円板状の基板載置台（以下，単に「載置台」と称する）２００が設けられている。載置台２００は，ウエハＷを載置し，下部電極として機能するサセプタ２１０を備える。このサセプタ２１０の上方には，処理ガスやパージガスなどを導入するシャワーヘッドを兼ねた上部電極１２０が対向して配設されている。

上部電極１２０は処理室１０２の天井部に設けられている。上部電極１２０は接地されている。上部電極１２０には処理ガスを供給する処理ガス供給部１２２が処理ガス供給配管１２３を介して接続されている。処理ガス供給配管１２３には，処理ガス供給部１２２からの処理ガス供給をオンオフする開閉バルブ１２１が介在している。

上記処理ガス供給部１２２は，１つのガス供給源を備えていてもよく，また複数のガス供給源を備えていてもよい。１つのガス供給源を備える場合は，そのガス供給源の配管をそのまま上記処理ガス供給配管１２３に接続する。また，複数のガス供給源を備える場合は各ガス供給源の配管をこれらのガスが合流するように上記処理ガス供給配管１２３に接続する。各ガス供給源の配管にはそれぞれ，ガス供給をオンオフする開閉バルブとガス流量を調整するマスフローコントローラを設ける。

このような処理ガス供給部１２２によれば，１つ又は複数のガス供給源からのガスは所定の流量又は流量比で処理ガスとして処理ガス供給配管１２３に流出する。なお，処理ガス供給部１２２にはウエハＷの処理に応じて必要なガスのガス供給源が設けられる。例えばウエハＷにエッチングを行う場合はエッチングガスのガス供給源が設けられ，ウエハＷに成膜を行う場合は成膜ガスのガス供給源が設けられる。例えばエッチングガスとしてはフロロカーボン系のフッ素化合物，ＣＦ_４，Ｃ_４Ｆ_６，Ｃ_４Ｆ_８，Ｃ_５Ｆ_８などのＣ_ＸＦ_Ｙガスが挙げられる。また，ＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしては例えばＯ_２ガス，キャリアガスとしての希ガス（例えばＡｒガス）などが挙げられる。

上部電極１２０には多数のガス孔１２５を有する下面の電極板１２４と，この電極板１２４を着脱可能に支持する電極支持体１２６とを有する。電極支持体１２６の内部にバッファ室１２７が設けられている。このバッファ室１２７のガス導入口１２８には上記処理ガス供給部１２２の処理ガス供給配管１２３が接続されている。これによれば，処理ガス供給部１２２からのガスは，ガス導入口１２８から導入されて拡散し，各ガス孔１２５から載置台２００に載置されたウエハＷ上に向けて噴出される。

載置台２００を構成するサセプタ２１０は例えばアルミニウムからなり，処理室１０２の底部から垂直上方に延びる筒状部２０２に絶縁性の筒状保持部２０４を介して保持されている。筒状保持部２０４上には，サセプタ２１０に載置されたウエハＷの周囲を囲むようにフォーカスリング２０６が配置されている。フォーカスリング２０６は，例えば石英やシリコンからなる。

なお，サセプタ２１０の上面には，ウエハＷを静電吸着力で保持する静電チャック（図示省略）が設けられている。静電チャック内には板状の電極を備え，この電極に所定の直流電圧を印加することによって，ウエハＷを吸着保持する。また，サセプタ２１０には上記静電チャックとウエハＷとの間の熱伝達を促進するため，これらの間に向けて例えばＨｅガスなどの伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給機構（図示省略）が設けられている。

サセプタ２１０は，ウエハＷの温度を調整する温度制御装置３００を備えている。温度制御装置３００は，チラーユニット３１０で所定の設定温度に調整された温調媒体をサセプタ２１０内に循環させることによってサセプタ２１０の温度を調整する。本実施形態の温度制御装置３００では，さらにサセプタ２１０全体の設定温度に対して面内の一部を局部的に設定温度よりも高い温度又は低い温度に調整できるように構成されている。このような温度制御装置３００の具体的構成例については後述する。

下部電極としてのサセプタ２１０には，２周波重畳電力を供給する電力供給装置１３０が接続されている。電力供給装置１３０は，第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する第１高周波電源１３２，第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する第２高周波電源１３４を備える。第１，第２高周波電源１３２，１３４はそれぞれ，第１，第２整合器１３３，１３５を介してサセプタ２１０に電気的に接続される。

第１，第２整合器１３３，１３５は，それぞれ第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり，処理室１０２内にプラズマが生成されているときに第１，第２高周波電源１３２，１３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。

第１高周波電源１３２は，２７ＭＨｚ以上の周波数（例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。第２高周波電源１３４は，１３．５６ＭＨｚ以下の周波数（例えば２ＭＨｚ）の高周波電力を出力する。

処理室１０２の底面には排気口１０４が形成されており，排気口１０４に接続された排気装置１０６によって排気することによって，処理室１０２内を所定の真空度に維持することができる。処理室１０２の側壁にはウエハＷの搬入出口１０７が設けられており，この搬入出口１０７はゲートバルブ１０８により開閉可能となっている。このゲートバルブ１０８を開くことによって，図示しない搬送アームなどにより処理室１０２内へウエハＷを搬入したり，処理室１０２内からウエハＷを搬出したりすることができる。

基板処理装置１００には，装置全体の動作を制御する制御部１４０が設けられている。制御部１４０には，オペレータが基板処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや，基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる操作部１４２が接続されている。

さらに，制御部１４０には，基板処理装置１００で実行される各種処理を制御部１４０の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要な処理条件（レシピ）などが記憶された記憶部１４４が接続されている。

記憶部１４４には，例えば後述する第１，第２処理条件（レシピ）などが記憶されている。このような処理条件については，基板処理装置１００の各部を制御する制御パラメータ，設定パラメータなどの複数のパラメータ値をまとめたものである。各処理条件は例えば処理ガスの流量比，処理室内圧力，高周波電力などのパラメータ値を有する。

なお，これらのプログラムや処理条件はハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく，またＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部１４４の所定位置にセットするようになっていてもよい。

制御部１４０は，操作部１４２からの指示等に基づいて所望のプログラム，処理条件を記憶部１４４から読み出して各部を制御することで，基板処理装置１００での所望の処理を実行する。また，操作部１４２からの操作により処理条件を編集できるようになっている。

（載置台の温度制御装置）
次に，本実施形態における温度制御装置３００の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。図２は図１に示す温度制御装置３００の具体的構成例を示す図である。図２に示す温度制御装置３００は，載置台２００のサセプタ２１０内の面内全体に渡って，すなわち中心を含む中心部領域からエッジを含む周辺部領域に渡る面内全体に形成した１系統の主流路３２０と，主流路３２０の上側に離間して面内の一部に形成した１系統の補助流路３３０とに温調媒体を循環させる温調媒体循環機構を備える。補助流路３３０は所望の位置に形成することができる。図２では載置台２００の中心部領域の一部に形成した場合を例に挙げる。

主流路３２０は，サセプタ２１０の面内領域全体に渡って温調媒体の温度を隈なく伝達できるように，中心部領域と周辺部領域を含む面内に渡って例えば同心円状またはスパイラル（渦）状に形成されている。主流路３２０は，一端に温調媒体の流入口を設けるとともに，他端に温調媒体の流出口を設けることが好ましい。

補助流路３３０は，サセプタ２１０の中心部領域の一部のみに温調媒体の温度を隈なく伝達できるように，その部位のみに例えば同心円状またはスパイラル（渦）状に形成されている。補助流路３３０は，一端に温調媒体の流入口を設けるとともに，他端に温調媒体の流出口を設けることが好ましい。

ここでの温調媒体としては例えば絶縁抵抗が高いものを用いることが好ましい。このような温調媒体としては例えばフッ素系溶剤であるガルデン（登録商標）やフロリナート（商品名）が挙げられる。ここでは温調媒体として温調媒体はガルデン（登録商標）を用いた場合を例に挙げる。

温調媒体循環機構は，所定の設定温度に調整した温調媒体を主流路３２０に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で補助流路３３０に供給し循環させるように構成される。

具体的には温調媒体循環機構は図２に示すように，温調媒体循環器としてのチラーユニット３１０を備える。チラーユニット３１０は，例えば温調器やポンプを備え，温調媒体の送出口（ＯＵＴ）と帰還口（ＩＮ）を備え，温調媒体を所定の設定温度（サセプタ２１０全体の設定温度）に調整して送出口（ＯＵＴ）から送出し，帰還口（ＩＮ）に戻ってきた温調媒体を上記設定温度に調整して再び送出口（ＯＵＴ）から送出するように構成されている。サセプタ２１０全体の設定温度は，制御部１４０によって所望の温度に設定できるようになっている。

チラーユニット３１０の送出口（ＯＵＴ）には，主流路３２０に温調媒体を供給する主供給配管３２２が接続されており，チラーユニット３１０の帰還口（ＩＮ）には戻ってきた温調媒体を流入する主帰還配管３２４が接続されている。主供給配管３２２の下流側は主流路３２０の流入口に接続され，主帰還配管３２４の上流側は主流路３２０の流出口に接続されている。

上記主供給配管３２２の途中には，この主供給配管３２２から分岐して上記補助流路３３０に温調媒体を供給する補助供給配管３３２が接続されている。補助供給配管３３２は，補助流路３３０の流入口に接続されている。補助流路３３０の流出口には補助帰還配管３３４が接続されており，この補助帰還配管３３４の下流側は主帰還配管３２４に合流するように接続される。これにより，補助流路３３０を循環して補助帰還配管３３４に流出された温調媒体は，主帰還配管３２４にて主流路３２０を循環した温調媒体と合流してチラーユニット３１０に戻される。

補助供給配管３３２の途中には，補助流路３３０に供給する温調媒体を温調する補助温調器３３８を備える。補助温調器３３８は冷却器と加熱器のいずれか一方を備えてもよく，また両方備えてもよい。補助温調器３３８によって補助供給配管３３２を流れる温調媒体の温度を調整することで，補助流路３３０を循環させる温調媒体の温度を主流路３２０を循環する温調媒体の設定温度よりも高い温度又は低い温度にすることができる。

具体的には補助温調器３３８によって温調媒体を加熱することで，サセプタ２１０の中央部領域のうち補助流路３３０が形成された部位をサセプタ２１０全体の設定温度よりも高い温度にすることができる。補助温調器３３８によって温調媒体を冷却することで，サセプタ２１０の中央部領域の一部をサセプタ２１０全体の設定温度よりも低い温度に制御することができる。この補助温調器３３８による調整温度は，制御部１４０によって所望の温度に設定できるようになっている。

このように，チラーユニット３１０で調整された温調媒体の温度をベースにして，サセプタ２１０の中心部領域の所望部位の温度を局部的に面内全体よりも低下させたり，逆に高くしたりすることができるので，サセプタ２１０の面内温度の制御性をより高めることができる。

なお，補助流路３３０の断面積は主流路３２０の断面積よりも小さくするとともに，補助供給配管３３２と補助帰還配管３３４の断面積は主供給配管３２２と主帰還配管３２４の断面積よりも小さくすることが好ましい。これによれば，主供給配管３２２から補助供給配管３３２に分流する温調媒体の流量を抑えることができるので，補助流路３３０を循環する流量も抑えることができる。

この場合，補助供給配管３３２の断面積が主流路３２０に比して小さくなるほど，補助供給配管３３２に分流し難くなる。このため，例えば図２に示すように補助供給配管３３２にポンプ３３６を設けて，主供給配管３２２の温調媒体を補助供給配管３３２に強制的に分流させるようにしてもよい。

ここで，図２に示す温度制御装置３００の動作について説明する。チラーユニット３１０により所定の設定温度（サセプタ２１０全体の設定温度）に調整された温調媒体が送出口（ＯＵＴ）から主供給配管３２２に送出されると，その温調媒体の一部が補助供給配管３３２にも分流する。そして，主供給配管３２２を通る温調媒体は主流路３２０に供給されて循環し，補助供給配管３３２を通る温調媒体は補助流路３３０に供給されて循環する。

このとき，補助流路３３０に供給される温調媒体は，補助温調器３３８でさらに温度が調整される。例えば補助温調器３３８によって補助供給配管３３２を通る温調媒体を冷却することによって，中心部領域のうち補助流路３３０が形成される部位の温度を面内全体よりも低くすることができる。これとは逆に補助温調器３３８によって補助供給配管３３２を通る温調媒体を加熱することによって，中心部領域のうち補助流路３３０が形成される部位の温度を面内全体よりも高くすることができる。こうして，載置台２００の面内温度を調整することができる。

主流路３２０を循環した温調媒体は，主帰還配管３２４を介してチラーユニット３１０の帰還口（ＩＮ）に戻される。このとき，補助流路３３０を循環した温調媒体は，補助帰還配管３３４を介して主帰還配管３２４に流出し，主流路３２０からの温調媒体と合流してチラーユニット３１０の帰還口（ＩＮ）に戻される。

このように，本実施形態における温度制御装置３００によれば，チラーユニット３１０で所定温度に調整された温調媒体を面内全体に渡って形成した主流路３２０を循環させることによってサセプタ２１０全体の温度を設定温度に調整し，さらに同じ温調媒体を分流させて温度調整して中心部領域の一部に設けた補助流路３３０に循環させることによってその中心部領域の補助流路３３０が形成された部位の温度だけを局部的に調整することができる。

これにより，１つのチラーユニット３１０でサセプタ２１０全体の設定温度から調整したい温度だけ追加で冷却又は加熱することで局部的な温度調整ができるので，面内温度の調整が極めて容易になるだけでなく，中心部領域の一部と周辺部領域の一部とに別々に流路を設けて別々の媒体を循環させて独立制御する場合に比して制御性を高めることができる。

さらに，サセプタ２１０の補助流路３３０に供給する温調媒体は，主流路３２０に供給する温調媒体，すなわちチラーユニット３１０において所定の設定温度に調整した温調媒体を分流させてさらにそれよりも高い温度又は低い温度に調整したものであるので，温度調整を迅速に行うことができる。これにより，載置台２００の面内温度制御の応答性を向上させることができる。

また，本実施形態における温度制御装置３００によれば，伝熱ガス圧力を調整するのではなく，温調媒体の温度を制御するので，プラズマを発生させる高周波のパワーが少ない場合でも，サセプタ２１０全体の設定温度に対して補助流路３３０を設けた部位に十分な温度差を与える制御を行うことができる。

なお，サセプタ２１０にはその面内温度を検出する温度センサを設けるようにしてもよい。例えば図２に示すようにサセプタ２１０全体の面内温度を検出する温度センサ３５２と，補助流路３３０が形成された部位の面内温度を検出する温度センサ３５４を設けるようにしてもよい。

この場合，温度センサ３５２，３５４で検出された温度を制御部１４０にフィードバックすることで，その検出温度に基づいてチラーユニット３１０，補助温調器３３８により温調媒体の温度制御を行うことができる。なお，温度センサ３５２，３５４で検出された温度はそれぞれ，チラーユニット３１０，補助温調器３３８に直接入力されるようにしてもよい。これにより，チラーユニット３１０，補助温調器３３８でそれぞれ温調媒体の温度をフィードバック制御できる。

また，上記実施形態では，載置台２００の中心部領域の一部のみに補助流路３３０を形成した場合を例に挙げたが，これに限られるものではない。例えば載置台２００（サセプタ２１０）の周辺部領域の一部のみに補助流路を形成するようにしてもよい。

（本実施形態の変形例）
ここで，本実施形態の変形例にかかる温度制御装置３００として，このような載置台２００（サセプタ２１０）の周辺部領域の一部のみに補助流路を形成した場合について図面を参照しながら説明する。図３は，本実施形態の変形例にかかる温度制御装置３００の具体的構成例を示す図である。

図３に示す温度制御装置３００は，載置台２００（サセプタ２１０）の周辺部領域の一部のみに補助流路３４０を形成する。補助流路３４０は，その部位のみに温調媒体の温度を隈なく伝達できるように，その部位のみに例えば同心円状またはスパイラル（渦）状に形成されている。補助流路３４０は，一端に温調媒体の流入口を設けるとともに，他端に温調媒体の流出口を設けることが好ましい。

この場合，補助供給配管３３２を補助流路３４０の流入口に接続し，補助流路３４０の流出口に補助帰還配管３３４を接続する。それ以外の配管構成については図２に示すものと同様であるため，その詳細な説明を省略する。

これによれば，チラーユニット３１０で所定温度に調整された温調媒体を面内全体に渡って形成した主流路３２０を循環させることによってサセプタ２１０全体の温度を設定温度に調整し，さらに同じ温調媒体を分流させて温度調整して周辺部領域の一部に設けた補助流路３４０に循環させることによってその部位だけを局部的に設定温度よりも高い温度又は低い温度に調整できる。

また，本実施形態にかかる温度制御装置３００は，図２，図３の構成例に限られるものではなく，載置台２００（サセプタ２１０）の中心部領域の一部と周辺部領域の一部の両方にそれぞれ補助流路を独立して形成するようにしてもよい。この場合には，主供給配管から分岐して補助流路の一方に温調媒体を供給する第１補助供給配管と，第１補助供給配管からさらに分岐して補助流路の他方に前記温調媒体を供給する第２補助供給配管とを設け，第１補助供給配管と第２補助供給配管のいずれか一方又は両方に補助温調器を設けるようにしてもよい。

これによれば，チラーユニット３１０から送出される主供給配管からの温調媒体を，第１，第２補助供給配管によって中心部領域の一部と周辺部領域の一部の補助流路にそれぞれ分流させて循環させることができる。このとき，第１補助供給配管と第２補助供給配管のいずれか一方に補助温調器を設けることによって，その補助温調器によって中心部領域の一部と周辺部領域の一部の補助流路のいずれかに循環させる温調媒体をさらに温度調整することができる。

また，第１補助供給配管と第２補助供給配管の両方に補助温調器を設けることによって，中心部領域の一部と周辺部領域の一部の補助流路に循環させる温調媒体をそれぞれ別々に温度調整することができる。

（本実施形態の他の変形例）
次に，本実施形態の他の変形例にかかる温度制御装置３００として，このような載置台２００（サセプタ２１０）の中心部領域の一部と周辺部領域の一部に独立して補助流路を形成した場合について図面を参照しながら説明する。図４は，本実施形態の変形例にかかる温度制御装置３００の具体的構成例を示す図である。

図４に示す温度制御装置３００は，サセプタ２１０の中心部領域の一部に中心部補助流路３３０を形成するとともに，これとは独立して周辺部領域の一部に周辺部補助流路３４０を形成したものである。

このような温度制御装置３００の配管構成の具体例としては，図４に示すように先ず主供給配管３２２から分岐する第１，第２補助供給配管３４２，２４４を設ける。そしてこれら第１，第２補助供給配管３４２，３４４にはそれぞれ第１，第２補助温調器３３８ａ，３３８ｂを設ける。第１，第２補助温調器３３８ａ，３３８ｂはそれぞれ冷却器で温調媒体を冷却するように構成してもよく，加熱器で温調媒体を加熱するように構成してもよい。ここでは，第１補助温調器３３８ａを冷却器で構成し，第２補助温調器３３８ｂを加熱器で構成した場合を例に挙げる。

第１，第２補助供給配管３４２，３４４は，これらと各補助流路３３０，３４０を接続し，第１，第２補助供給配管３４２，３４４からの温調媒体を選択的に切り換えて各補助流路３３０，３４０のいずれかに供給可能な切換部３４１に接続される。

切換部３４１は例えば図４に示すように構成される。すなわち，第１補助供給配管３４２はさらに中心部供給配管３４２ａと周辺部供給配管３４２ｂの２つに分岐してそれぞれ補助流路３３０，３４０の流入口に接続し，一方，第２補助供給配管３４４についても中心部供給配管３４４ａと周辺部供給配管３４４ｂの２つに分岐してそれぞれ補助流路３３０，３４０の流入口に接続するように構成される。

さらに，中心部供給配管３４２ａと周辺部供給配管３４２ｂにはそれぞれ開閉バルブ３４３ａ，３４３ｂを設け，中心部供給配管３４４ａと周辺部供給配管３４４ｂにはそれぞれ開閉バルブ３４５ａ，３４５ｂを設ける。これらの開閉バルブ３４３ａ，３４３ｂ，３４５ａ，３４５ｂは，制御部１４０によって開閉制御できるようになっている。

このような切換部３４１により，第１，第２補助温調器３３８ａ，３３８ｂによって温調された温調媒体を選択的に切り換えて各補助流路３３０，３４０に供給することができる。例えば開閉バルブ３４３ａ，３４５ｂを閉じて，開閉バルブ３４３ｂ，３４５ａを開くことで，第１補助温調器３３８ａ（冷却器）によって冷却された温調媒体を中心部補助流路３３０に供給し，第２補助温調器３３８ｂ（加熱器）によって加熱された温調媒体を周辺部補助流路３４０に供給することができる。

これとは逆に，開閉バルブ３４３ｂ，３４５ａを閉じて，開閉バルブ３４３ａ，３４５ｂを開くことで，第１補助温調器３３８ａ（冷却器）によって冷却された温調媒体を周辺部補助流路３４０に供給し，第２補助温調器３３８ｂ（加熱器）によって加熱された温調媒体を中心部補助流路３３０に供給することができる。なお，切換部３４１は図４に示す構成に限られるものではない。

こうして，第１，第２補助温調器３３８ａ，３３８ｂによって温調された温調媒体を切換部により選択して各補助流路３３０，３４０に供給することによって，チラーユニット３１０による温調媒体の設定温度をベースにして，載置台２００の中心部領域と周辺部領域のうち補助流路３３０，３４０が形成された部位を上記設定温度よりも高い温度と低い温度で局部的にダイナミックに調整することができる。なお，第１，第２補助温調器３３８ａ，３３８ｂは必ずしも両方設けなくてもよく，一方だけ設けるようにしてもよい。

また，図４に示す温度制御装置３００においては，中心部補助流路３３０が形成された部位に温度センサ３５４ａを設けるとともに，周辺部補助流路３４０が形成された部位に温度センサ３５４ｂを設け，これらの検出温度を制御部１４０にフィードバックさせるようにしてもよい。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では基板処理装置として，下部電極のみに異なる２周波の高周波電力を重畳して印加してプラズマを生起させるタイプの基板処理装置を例に挙げて説明したが，これに限られるものではない。例えば下部電極のみに１種類の周波数の高周波電力を印加してプラズマを生起させるタイプや異なる２周波の高周波を上部電極と下部電極に別々に印加するタイプの基板処理装置に適用してもよい。

また，このような平行平板の容量結合型の基板処理装置に限られるものではなく，例えば誘導結合型（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）の基板処理装置などにも適用可能である。その他，本発明は，スパッタ装置，熱処理装置，成膜装置など，載置台の温度を調整して基板の処理を行う様々な種類の基板処理装置に適用可能である。

本発明は，半導体ウエハ，太陽電池用基板，液晶基板などの被処理基板を載置する載置台を温調する載置台温度制御装置及び基板処理装置に適用可能である。

１００ 基板処理装置
１０２ 処理室
１０４ 排気口
１０６ 排気装置
１０７ 搬入出口
１０８ ゲートバルブ
１２０ 上部電極
１２１ 開閉バルブ
１２２ 処理ガス供給部
１２３ 処理ガス供給配管
１２４ 電極板
１２５ ガス孔
１２６ 電極支持体
１２７ バッファ室
１２８ ガス導入口
１３０ 電力供給装置
１３２ 第１高周波電源
１３３ 第１整合器
１３４ 第２高周波電源
１３５ 第２整合器
１４０ 制御部
１４２ 操作部
１４４ 記憶部
２００ 載置台
２０２ 筒状部
２０４ 筒状保持部
２０６ フォーカスリング
２１０ サセプタ
３００ 温度制御装置
３１０ チラーユニット
３２０ 主流路
３２２ 主供給配管
３２４ 主帰還配管
３３０ 補助流路（中心部補助流路）
３４０ 補助流路（周辺部補助流路）
３３２ 補助供給配管
３３４ 補助帰還配管
３３６ ポンプ
３３８ 補助温調器
３４２ 第１補助供給配管
３４４ 第２補助供給配管
３３８ａ 第１補助温調器
３３８ｂ 第２補助温調器
３４２ａ 中心部供給配管
３４２ｂ 周辺部供給配管
３４３ａ，３４３ｂ 開閉バルブ
３４４ａ 中心部供給配管
３４４ｂ 周辺部供給配管
３４５ａ，３４５ｂ 開閉バルブ
３５２ 温度センサ
３５４（３５４ａ，３５４ｂ） 温度センサ
Ｗ ウエハ

Claims (7)

1. 基板を載置する載置台の温度を制御する載置台温度制御装置であって，
   前記載置台内にその面内全体に渡って形成した主流路と，
   前記載置台内に前記主流路の上側に離間して前記載置台の面内一部に形成した補助流路と，
   所定の設定温度に調整した温調媒体を前記主流路に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で前記補助流路に供給し循環させる温調媒体循環機構と，
   を備えたことを特徴とする載置台温度制御装置。
2. 前記温調媒体循環機構は，
   前記温調媒体の送出口と帰還口を備え，前記温調媒体を前記設定温度に調整して前記送出口から送出し，前記帰還口に戻ってきた前記温調媒体を前記設定温度に調整して再び前記送出口から送出する温調媒体循環器と，
   前記温調媒体循環器から送出された前記温調媒体を前記主流路に供給する主供給配管と，
   前記主供給配管から分岐して前記補助流路に前記温調媒体を供給する補助供給配管と，
   前記補助供給配管に設けられ，前記補助供給配管に分流した前記温調媒体を前記補助流路に供給する前に前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整する補助温調器と，
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の載置台温度制御装置。
3. 前記補助流路は，前記載置台の中心部領域の一部又は周辺部領域の一部のいずれかに形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の載置台温度制御装置。
4. 前記補助流路は，前記載置台の中心部領域の一部又は周辺部領域の一部の両方に別々に形成され，
   前記温調媒体循環機構は，
   前記温調媒体の送出口と帰還口を備え，前記温調媒体を前記設定温度に調整して前記送出口から送出し，前記帰還口に戻ってきた前記温調媒体を前記設定温度に調整して再び前記送出口から送出する温調媒体循環器と，
   前記温調媒体循環器から送出された前記温調媒体を前記主流路に供給する主供給配管と，
   前記主供給配管から分岐する第１補助供給配管及び第２補助供給配管と，
   前記第１補助供給配管及び前記第２補助供給配管を前記各補助流路に接続し，前記第１補助供給配管と前記第２補助供給配管からの温調媒体を選択的に切り換えて前記各補助流路のいずれかに供給可能な切換部と，
   前記第１補助供給配管と前記第２補助供給配管のいずれか一方又は両方に設けられ，前記各補助流路に供給する前に前記温調媒体を前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整する補助温調器と，
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の載置台温度制御装置。
5. 前記補助流路の断面積は前記主流路の断面積よりも小さくするとともに，前記補助供給配管の断面積は前記主供給配管の断面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の載置台温度制御装置。
6. 前記補助流路には，補助ポンプを設けたことを特徴とする請求項５に記載の載置台温度制御装置。
7. 載置台上に載置した基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって，
   前記載置台の温度を制御する載置台温度制御装置を備え，
   前記載置台温度制御装置は，
   前記載置台内にその面内全体に渡って形成した主流路と，
   前記載置台内に前記主流路の上側に離間して前記載置台の面内一部に形成した補助流路と，
   所定の設定温度に調整した温調媒体を前記主流路に供給し循環させるとともに，その温調媒体を分流させて，さらに前記設定温度より高い温度又は低い温度に調整した上で前記補助流路に供給し循環させる温調媒体循環機構と，
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
   

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