JP2024000263A - Substrate processing apparatus, plasma processing apparatus, and substrate processing method - Google Patents

Substrate processing apparatus, plasma processing apparatus, and substrate processing method Download PDF

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JP2024000263A JP2022098953A JP2022098953A JP2024000263A JP 2024000263 A JP2024000263 A JP 2024000263A JP 2022098953 A JP2022098953 A JP 2022098953A JP 2022098953 A JP2022098953 A JP 2022098953A JP 2024000263 A JP2024000263 A JP 2024000263A
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Teru Ogura
智也 氏家
Tomoya Ujiie
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for optimizing a temperature in a substrate surface.
SOLUTION: A substrate processing apparatus comprises: a chamber; and a substrate supporting part that is arranged in the chamber, and includes a substrate support surface. The substrate supporting part contains a substrate temperature member. The substrate temperature member is connected to the substrate supporting part that includes a first coolant channel formed to a lower direction of the substrate support surface; and a second coolant channel formed to a lower direction of the first coolant channel along the first coolant channel and the first coolant channel, and comprises: a first chiller unit that is connected to the first coolant channel and is constructed so as to control at least one of a temperature, a flow speed, and a flow direction of a first coolant flowing in the first coolant channel; and a second chiller unit that is connected to the second coolant channel, and is constructed so as to control at least one of the temperature, the flow speed, and the flow direction of a second coolant flowing in the second coolant channel so as to be separated from the control of the first coolant.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本開示の例示的実施形態は、基板処理装置、プラズマ処理装置及び基板処理方法に関する。 Exemplary embodiments of the present disclosure relate to a substrate processing apparatus, a plasma processing apparatus, and a substrate processing method.

プラズマ処理装置において簡易な構成で迅速に温度制御を行う技術として、特許文献1に記載された技術がある。 There is a technique described in Patent Document 1 as a technique for rapidly controlling temperature with a simple configuration in a plasma processing apparatus.

特開2014-11382号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-11382

本開示は、基板面内における温度を適正化する技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for optimizing the temperature within the plane of a substrate.

本開示の一つの例示的実施形態における基板処理装置は、チャンバと、チャンバ内に配置され、基板支持面を有する基板支持部であって、基板支持部は、基板温調部材を含み、基板温調部材は、基板支持面の下方に形成された第1の冷媒流路と、第1の冷媒流路に沿って第1の冷媒流路の下方に形成された第2の冷媒流路とを有する、基板支持部と、第1の冷媒流路に接続され、第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御するように構成される第1のチラーユニットと、第2の冷媒流路に接続され、第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、第1の冷媒の制御とは独立して制御するように構成される第2のチラーユニットと、を備える。 A substrate processing apparatus in an exemplary embodiment of the present disclosure includes a chamber, a substrate support disposed in the chamber and having a substrate support surface, the substrate support including a substrate temperature control member, and a substrate temperature control member. The adjustment member connects a first coolant channel formed below the substrate support surface and a second coolant channel formed below the first coolant channel along the first coolant channel. connected to the substrate support part and the first coolant flow path, and configured to control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first coolant flowing through the first coolant flow path. The first chiller unit is connected to the second refrigerant flow path, and controls at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant flowing through the second refrigerant flow path. a second chiller unit configured to control independently of the second chiller unit.

本開示の一つの例示的実施形態によれば、基板面内における温度を適正化する技術を提供することができる。 According to one exemplary embodiment of the present disclosure, a technique for optimizing the temperature within the plane of a substrate can be provided.

一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を概略的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of a plasma processing apparatus in an embodiment. 例示的実施形態1における基板支持部と上部電極アセンブリの温調システムの構成の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a temperature control system for a substrate support part and an upper electrode assembly in exemplary embodiment 1. FIG. 平面視で基板支持部における第1の冷媒流路及び第2の冷媒流路の配置例を示す説明図である。It is an explanatory view showing an example of arrangement of a first refrigerant flow path and a second refrigerant flow path in a substrate support part in a plan view. 平面視で上部電極アセンブリにおける第3の冷媒流路及び第4の冷媒流路の配置例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of a third coolant flow path and a fourth coolant flow path in the upper electrode assembly in a plan view. 第1の冷媒と第2の冷媒が同じ方向に流れる場合の温調システムの一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a temperature control system in which a first refrigerant and a second refrigerant flow in the same direction. 第1の冷媒と第2の冷媒が反対方向に流れる場合の温調システムの一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a temperature control system in which a first refrigerant and a second refrigerant flow in opposite directions. 第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が同じであり、なおかつ第1の冷媒と第2の冷媒の流速及び温度が同じ場合の、基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。When the flow direction of the second refrigerant and the flow direction of the first refrigerant are the same, and the flow rate and temperature of the first refrigerant and the second refrigerant are the same, the first refrigerant and the second refrigerant in the substrate support part 3 is a graph showing temperature fluctuations of a refrigerant. 第2の冷媒の温度が第1の冷媒の温度よりも低い場合の、基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature fluctuation of the 1st refrigerant|coolant and the 2nd refrigerant|coolant in a board|substrate support part when the temperature of a 2nd refrigerant|coolant is lower than the temperature of a 1st refrigerant|coolant. 第2の冷媒の流速が第1の冷媒の流速よりも大きい場合の、基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature fluctuation of the 1st refrigerant|coolant and the 2nd refrigerant|coolant in a board|substrate support part when the flow velocity of a 2nd refrigerant|coolant is larger than the flow velocity of a 1st refrigerant|coolant. 第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が反対で、第2の冷媒の温度が第1の冷媒の温度よりも低い場合の、基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。When the flow direction of the second refrigerant and the flow direction of the first refrigerant are opposite and the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant, It is a graph showing temperature fluctuation of a refrigerant. 例示的実施形態2における基板支持部及び上部電極アセンブリの温調システムの構成の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for a substrate support part and an upper electrode assembly in exemplary embodiment 2; 例示的実施形態2の基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。7 is a graph showing temperature fluctuations of the first coolant and the second coolant in the substrate support part of exemplary embodiment 2. FIG. 例示的実施形態2において第2の冷媒の温度が第1の冷媒の温度よりも低い場合の、基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。7 is a graph showing temperature fluctuations of the first coolant and the second coolant in the substrate support when the temperature of the second coolant is lower than the temperature of the first coolant in exemplary embodiment 2. FIG. 例示的実施形態3における基板支持部及び上部電極アセンブリの温調システムの構成の一例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for a substrate support part and an upper electrode assembly in exemplary embodiment 3; 例示的実施形態4における基板支持部及び上部電極アセンブリの温調システムの構成の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for a substrate support part and an upper electrode assembly in exemplary embodiment 4; 例示的実施形態4の基板支持部における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。7 is a graph showing temperature fluctuations of the first coolant and the second coolant in the substrate support part of the fourth exemplary embodiment.

以下、本開示の各実施形態について説明する。 Each embodiment of the present disclosure will be described below.

一つの例示的実施形態において、チャンバと、チャンバ内に配置され、基板支持面を有する基板支持部であって、基板支持部は、基板温調部材を含み、基板温調部材は、基板支持面の下方に形成された第1の冷媒流路と、第1の冷媒流路に沿って第1の冷媒流路の下方に形成された第2の冷媒流路とを有する、基板支持部と、第1の冷媒流路に接続され、第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御するように構成される第1のチラーユニットと、第2の冷媒流路に接続され、第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、第1の冷媒の制御とは独立して制御するように構成される第2のチラーユニットと、を備える、基板処理装置が提供される。 In one exemplary embodiment, a chamber and a substrate support disposed within the chamber and having a substrate support surface, the substrate support including a substrate temperature control member, and the substrate temperature control member having a substrate support surface. a substrate support portion having a first coolant flow path formed below the first coolant flow path, and a second coolant flow path formed below the first coolant flow path along the first coolant flow path; a first chiller unit connected to the first refrigerant flow path and configured to control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path; At least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant connected to the second refrigerant flow path and flowing through the second refrigerant flow path is controlled independently of the control of the first refrigerant. A substrate processing apparatus is provided, including a second chiller unit configured as follows.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向と同じである。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is the same as the flow direction of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流速は、第1の冷媒の流速と異なる。 In one exemplary embodiment, the flow rate of the second coolant is different than the flow rate of the first coolant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流速は、第1の冷媒の流速よりも大きい。 In one exemplary embodiment, the flow rate of the second coolant is greater than the flow rate of the first coolant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の温度は、第1の冷媒の温度と異なる。 In one exemplary embodiment, the temperature of the second refrigerant is different than the temperature of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の温度は、第1の冷媒の温度よりも低い。 In one exemplary embodiment, the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の材料は、第1の冷媒の材料とは異なる。 In one exemplary embodiment, the second refrigerant material is different than the first refrigerant material.

一つの例示的実施形態において、第1の冷媒流路は、基板支持部における中央領域に入口を有し、基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、中央領域において第1の断面積を有し、エッジ領域において第2の断面積を有し、第2の冷媒流路は、中央領域に入口を有し、エッジ領域に出口を有し、中央領域において第1の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、エッジ領域において第2の断面積よりも大きい第4の断面積を有する。 In one exemplary embodiment, the first coolant flow path has an inlet in a central region in the substrate support, an outlet in an edge region in the substrate support, and a first cross-sectional area in the central region. the second refrigerant flow path has an inlet in the central region, an outlet in the edge region, and a second cross-sectional area in the central region that is smaller than the first cross-sectional area; 3 and a fourth cross-sectional area larger than the second cross-sectional area in the edge region.

一つの例示的実施形態において、第1の冷媒流路は、基板支持部における中央領域に入口を有し、基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、第2の冷媒流路は、中央領域に入口を有し、エッジ領域に出口を有し、中央領域において第1の冷媒流路と第2の冷媒流路との間に第1の間隔が形成され、エッジ領域において第1の冷媒流路と第2の冷媒流路との間に第1の間隔よりも小さい第2の間隔が形成される。 In one exemplary embodiment, the first coolant flow path has an inlet in a central region in the substrate support and an outlet in an edge region in the substrate support, and the second coolant flow path has an inlet in a central region in the substrate support. having an inlet in the edge region and an outlet in the edge region, a first spacing being formed between the first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path in the central region; A second spacing smaller than the first spacing is formed between the passage and the second coolant flow path.

一つの例示的実施形態において、第1の冷媒流路及び第2の冷媒流路は、基板支持部における同一の領域で互いに同じ断面積を有する。 In one exemplary embodiment, the first coolant channel and the second coolant channel have the same cross-sectional area in the same region of the substrate support.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向の反対方向である。 In one exemplary embodiment, the second refrigerant flow direction is opposite to the first refrigerant flow direction.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向が、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であり、第2の冷媒の流速は、第1の冷媒の流速と異なる。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the flow rate of the second refrigerant is different than the flow rate of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向が、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であり、第2の冷媒の流速は、第1の冷媒の流速よりも大きい。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the flow rate of the second refrigerant is greater than the flow rate of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向が、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であり、第2の冷媒の温度は、第1の冷媒の温度と異なる。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the temperature of the second refrigerant is different than the temperature of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向が、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であり、第2の冷媒の前記温度は、第1の冷媒の温度よりも低い。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant.

一つの例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向が、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であり、第2の冷媒の材料は、第1の冷媒の材料とは異なる。 In one exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the second refrigerant material is different from the first refrigerant material.

一つの例示的実施形態において、第1の冷媒流路は、基板支持部における中央領域に入口を有し、基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、中央領域において第1の断面積を有し、エッジ領域において第2の断面積を有し、基板支持部における中央領域とエッジ領域との間に位置する中間領域において第1の断面積及び第2の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、第2の冷媒流路は、エッジ領域に入口を有し、中央領域に出口を有し、中央領域において第4の断面積を有し、エッジ領域において第5の断面積を有し、中間領域において第4の断面積及び第5の断面積よりも小さい第6の断面積を有する。 In one exemplary embodiment, the first coolant flow path has an inlet in a central region in the substrate support, an outlet in an edge region in the substrate support, and a first cross-sectional area in the central region. and a third cross-sectional area having a second cross-sectional area in the edge region and smaller than the first cross-sectional area and the second cross-sectional area in an intermediate region located between the central region and the edge region in the substrate support part. the second refrigerant flow path has an inlet in the edge region, an outlet in the central region, a fourth cross-sectional area in the central region, and a fifth cross-sectional area in the edge region. and has a sixth cross-sectional area smaller than the fourth cross-sectional area and the fifth cross-sectional area in the intermediate region.

一つの例示的実施形態において、チャンバと、チャンバ内に配置され、下部電極を含む基板支持部と、基板支持部の上方に配置される上部電極であって、基板支持部と上部電極との間にプラズマが形成される、上部電極と、上部電極の上方に配置される温調部材であって、温調部材は、第1の冷媒流路と、第1の冷媒流路に沿って第1の冷媒流路の上方に形成された第2の冷媒流路とを有する、温調部材と、第1の冷媒流路に接続され、第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御するように構成される第1のチラーユニットと、第2の冷媒流路に接続され、第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、第1の冷媒の制御とは独立して制御するように構成される第2のチラーユニットと、を備える、プラズマ処理装置が提供される。 In one exemplary embodiment, a chamber, a substrate support disposed within the chamber and including a bottom electrode, and a top electrode disposed above the substrate support, between the substrate support and the top electrode. an upper electrode in which plasma is formed; and a temperature control member disposed above the upper electrode, the temperature control member including a first refrigerant flow path and a first refrigerant flow path along the first refrigerant flow path. a temperature control member having a second refrigerant flow path formed above the refrigerant flow path; and a temperature of a first refrigerant connected to the first refrigerant flow path and flowing through the first refrigerant flow path; a first chiller unit configured to control at least one of a flow rate and a flow direction; and a temperature of a second refrigerant connected to a second refrigerant flow path and flowing through the second refrigerant flow path; A second chiller unit configured to control at least one of flow rate and flow direction independently of control of the first coolant is provided.

一つの例示的実施形態において、基板処理装置において行われる基板処理方法であって、基板処理装置は、チャンバと、チャンバ内に配置され、基板支持面を有する基板支持部であって、基板支持部は、基板温調部材を含み、基板温調部材は、基板支持面の下方に形成された第1の冷媒流路と、第1の冷媒流路に沿って第1の冷媒流路の下方に形成された第2の冷媒流路とを有する、基板支持部と、を備え、基板処理方法は、基板支持面上に基板を載置する工程と、基板支持面上の基板を処理する工程と、基板支持面上の基板を処理している間に、第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御する工程と、基板支持面上の基板を処理している間に、第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、第1の冷媒の制御とは独立して制御する工程と、を有する、基板処理方法が提供される。 In one exemplary embodiment, a substrate processing method is performed in a substrate processing apparatus, the substrate processing apparatus comprising: a chamber; a substrate support disposed within the chamber and having a substrate support surface; includes a substrate temperature control member, and the substrate temperature control member includes a first coolant flow path formed below the substrate support surface, and a first coolant flow path formed below the first coolant flow path along the first coolant flow path. a substrate support portion having a second coolant flow path formed therein, the substrate processing method includes the steps of: placing the substrate on the substrate support surface; and processing the substrate on the substrate support surface. , controlling at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first coolant flowing through the first coolant channel while processing the substrate on the substrate support surface; controlling at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second coolant flowing through the second coolant flow path independently of the control of the first coolant while processing the substrate; A substrate processing method is provided, comprising the steps of:

以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, each embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted. Unless otherwise specified, positional relationships such as up, down, left, and right will be explained based on the positional relationships shown in the drawings. The dimensional ratios in the drawings do not indicate the actual ratios, and the actual ratios are not limited to the ratios shown in the drawings.

<例示的実施形態1>
<プラズマ処理装置1の一例>
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置1は、基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法を実行する。プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。
<Exemplary Embodiment 1>
<Example of plasma processing apparatus 1>
An example of the configuration of the plasma processing system will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus 1 according to one exemplary embodiment performs a plasma processing method for plasma processing a substrate. The plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus.

プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。容量結合型のプラズマ処理装置1は、基板処理チャンバとしてのプラズマ処理チャンバ(単に「チャンバ」ともいう)10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間(基板処理空間)10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10とは電気的に絶縁される。 The plasma processing system includes a capacitively coupled plasma processing apparatus 1 and a control section 2. The capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber (also simply referred to as a "chamber") 10 as a substrate processing chamber, a gas supply section 20, a power supply 30, and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10 . The gas introduction section includes a shower head 13. Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 . The shower head 13 is arranged above the substrate support section 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 . The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space (substrate processing space) 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11. The plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s, and at least one gas exhaust port for discharging gas from the plasma processing space. Plasma processing chamber 10 is grounded. Showerhead 13 and substrate support 11 are electrically insulated from plasma processing chamber 10 .

基板支持部11は、本体部50及びリングアセンブリ51を含む。本体部50は、基板Wを支持するための中央領域50aと、リングアセンブリ51を支持するための環状領域50bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部50の環状領域50bは、平面視で本体部50の中央領域50aを囲んでいる。基板Wは、本体部50の中央領域50a上に配置され、リングアセンブリ51は、本体部50の中央領域50a上の基板Wを囲むように本体部50の環状領域50b上に配置される。従って、中央領域50aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域50bは、リングアセンブリ51を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。 The substrate support section 11 includes a main body section 50 and a ring assembly 51. The main body portion 50 has a central region 50a for supporting the substrate W and an annular region 50b for supporting the ring assembly 51. A wafer is an example of a substrate W. The annular region 50b of the main body 50 surrounds the central region 50a of the main body 50 in plan view. The substrate W is placed on the central region 50a of the main body 50, and the ring assembly 51 is placed on the annular region 50b of the main body 50 so as to surround the substrate W on the central region 50a of the main body 50. Therefore, the central region 50a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 50b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 51.

一実施形態において、本体部50は、基台60及び静電チャック61を含む。基台60は、導電性部材を含む。基台60の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック61は、基台60の上に配置される。静電チャック61は、セラミック部材61aと、セラミック部材61a内に配置される静電電極61bとを含む。セラミック部材61aは、中央領域50aを有する。一実施形態において、セラミック部材61aは、環状領域50bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック61を囲む他の部材が環状領域50bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ51は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック61と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、RF又はDC電極がセラミック部材61a内に配置されてもよく、この場合、RF又はDC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号又はDC信号がRF又はDC電極に接続される場合、RF又はDC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台60の導電性部材とRF又はDC電極との両方が2つの下部電極として機能してもよい。 In one embodiment, the main body 50 includes a base 60 and an electrostatic chuck 61. Base 60 includes a conductive member. The conductive member of the base 60 can function as a lower electrode. Electrostatic chuck 61 is placed on base 60 . Electrostatic chuck 61 includes a ceramic member 61a and an electrostatic electrode 61b disposed within ceramic member 61a. Ceramic member 61a has a central region 50a. In one embodiment, ceramic member 61a also has an annular region 50b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 61, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 50b. In this case, the ring assembly 51 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be placed on both the electrostatic chuck 61 and the annular insulating member. Also, an RF or DC electrode may be placed within the ceramic member 61a, in which case the RF or DC electrode functions as the bottom electrode. When a bias RF signal or DC signal, which will be described later, is connected to an RF or DC electrode, the RF or DC electrode is also called a bias electrode. Note that both the conductive member of the base 60 and the RF or DC electrode may function as two lower electrodes.

リングアセンブリ51は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。 Ring assembly 51 includes one or more annular members. In one embodiment, the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring. The edge ring is made of a conductive or insulating material, and the cover ring is made of an insulating material.

また、基板支持部11は、静電チャック61、リングアセンブリ51及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路が基台60内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック61のセラミック部材61a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域50aとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。 Further, the substrate support unit 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 61, the ring assembly 51, and the substrate to a target temperature. The temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path, or a combination thereof. A heat transfer fluid such as brine or gas flows through the channels. In one embodiment, a flow path is formed within the base 60 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 61a of the electrostatic chuck 61. Further, the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas between the back surface of the substrate W and the central region 50a.

基板支持部11には、図示しないリフター(リフトピン)が設けられている。一実施形態において、リフターは、基板支持部11を上下方向に貫通する複数の貫通孔に配置され、図示しない駆動装置により貫通孔内を上下方向に移動する。一実施形態において、基板Wは、図示しない搬送アームによってチャンバ10内に搬入出される。リフターは、基板支持部11上で基板Wを支持し昇降させ、搬送アームとの間で基板Wをやり取りし、基板Wを基板支持部11上に載置することができる。 The substrate support portion 11 is provided with a lifter (lift pin) not shown. In one embodiment, the lifter is arranged in a plurality of through holes vertically penetrating the substrate support part 11, and is moved vertically within the through holes by a drive device (not shown). In one embodiment, the substrate W is carried into and out of the chamber 10 by a transport arm (not shown). The lifter can support the substrate W on the substrate support 11 and move it up and down, exchange the substrate W with the transfer arm, and place the substrate W on the substrate support 11.

シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、上部電極アセンブリ80を含む。上部電極アセンブリ80は、上部電極81及び温調部材200を含む。上部電極81は、基板支持部11の上方であって基板支持部11に対向する位置に配置されている。そして、基板支持部11と上部電極81との間にプラズマが形成される。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s. The shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas introduction ports 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the plurality of gas introduction ports 13c. Showerhead 13 also includes an upper electrode assembly 80 . Upper electrode assembly 80 includes an upper electrode 81 and a temperature control member 200. The upper electrode 81 is arranged above the substrate support part 11 and at a position facing the substrate support part 11 . Then, plasma is formed between the substrate support part 11 and the upper electrode 81. In addition to the shower head 13, the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.

ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。 The gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22 . In one embodiment, the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 to the showerhead 13 via a respective flow controller 22 . Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Additionally, gas supply 20 may include one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow rate of at least one process gas.

電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも1つのRF信号(RF電力)を、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。 Power source 30 includes an RF power source 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit. RF power supply 31 is configured to provide at least one RF signal (RF power), such as a source RF signal and a bias RF signal, to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode. Thereby, plasma is formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Accordingly, RF power source 31 may function as at least part of a plasma generation unit configured to generate a plasma from one or more process gases in plasma processing chamber 10 . Further, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.

一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。 In one embodiment, the RF power source 31 includes a first RF generator 31a and a second RF generator 31b. The first RF generation section 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a source RF signal (source RF power) for plasma generation. It is configured as follows. In one embodiment, the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz. In one embodiment, the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.

第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。 The second RF generating section 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power). The frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz. In one embodiment, the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies. The generated one or more bias RF signals are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のバイアスDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。 Power source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 . The DC power supply 32 includes a first DC generation section 32a and a second DC generation section 32b. In one embodiment, the first DC generator 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal. The generated first bias DC signal is applied to the at least one bottom electrode. In one embodiment, the second DC generator 32b is connected to the at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal. The generated second DC signal is applied to the at least one top electrode.

種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。この場合、DCに基づく電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 In various embodiments, at least one of the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of DC-based voltage pulses is applied to the at least one bottom electrode and/or the at least one top electrode. The voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof. In one embodiment, a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section. When the second DC generation section 32b and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section, the voltage pulse generation section is connected to at least one upper electrode. The voltage pulse may have positive polarity or negative polarity. Furthermore, the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period. Note that the first and second DC generation units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 31b. good.

排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。 The exhaust system 40 may be connected to a gas outlet 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example. Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve. The vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.

制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程(プラズマ処理)を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。制御部2は、電源30、第1のチラーユニット101、第2のチラーユニット102、排気システム40などを制御してプラズマ処理を実行可能である。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)2a1、記憶部2a2、及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。 Control unit 2 processes computer-executable instructions that cause plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure. The control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to execute the various steps (plasma processing) described herein. The control unit 2 can execute plasma processing by controlling the power supply 30, the first chiller unit 101, the second chiller unit 102, the exhaust system 40, and the like. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1. The control unit 2 may include, for example, a computer 2a. The computer 2a may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary. The acquired program is stored in the storage unit 2a2, and is read out from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1. The medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3. The storage unit 2a2 may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

図2は、基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの構成の一例を示す説明図である。一実施形態において、プラズマ処理装置1は、基板温調部材100と、第1のチラーユニット101と、第2のチラーユニット102とを含む。基板支持部11は、基板温調部材100を有している。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for the substrate support section 11 and the upper electrode assembly 80. In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate temperature control member 100, a first chiller unit 101, and a second chiller unit 102. The substrate support section 11 has a substrate temperature control member 100.

一実施形態において、基板温調部材100は、第1の冷媒流路120と、第2の冷媒流路121を含む。第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、基板支持部11の内部に形成されている。図3は、平面視で、基板支持部11における第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121の配置例を示す説明図である。第1の冷媒流路120は、平面視で基板支持面11aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、第1の冷媒流路120は、基板支持面11aの中央側からエッジ側に向かって略渦巻き状に形成されている。図2に示すように、第1の冷媒流路120は、基板支持部11における中央領域130から、中間領域131を通って、エッジ領域132まで形成されている。第1の冷媒流路120は、中央領域130に出入口140を有し、エッジ領域132に出入口141を有している。 In one embodiment, the substrate temperature control member 100 includes a first coolant flow path 120 and a second coolant flow path 121. The first coolant flow path 120 and the second coolant flow path 121 are formed inside the substrate support section 11 . FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the first coolant flow path 120 and the second coolant flow path 121 in the substrate support section 11 in a plan view. The first coolant flow path 120 is formed over the entire substrate support surface 11a in plan view. In one embodiment, the first coolant flow path 120 is formed in a substantially spiral shape from the center side to the edge side of the substrate support surface 11a. As shown in FIG. 2, the first coolant flow path 120 is formed from a central region 130 in the substrate support portion 11 to an edge region 132 through an intermediate region 131. The first refrigerant flow path 120 has an inlet/outlet 140 in the central region 130 and an inlet/outlet 141 in the edge region 132 .

第2の冷媒流路121は、第1の冷媒流路120に沿って第1の冷媒流路120の下方に配置されている。第2の冷媒流路121は、平面視で基板支持面11aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、第2の冷媒流路121は、第1の冷媒流路120の経路と同一の経路を辿るように第1の冷媒流路120の直下に配置されている。第2の冷媒流路121は、第1の冷媒流路120に対しプラズマ処理空間10s(熱源)から離れる方向に配置されている。一実施形態において、第2の冷媒流路121は、第1の冷媒流路120と同様に、図3に示すように、平面視で、基板支持面11aの中央側からエッジ側に向かって略渦巻き状に形成されている。図2に示すように、第2の冷媒流路121は、基板支持部11における中央領域130から、中間領域131を通って、エッジ領域132まで形成されている。第2の冷媒流路121は、中央領域130に出入口150を有し、エッジ領域132に出入口151を有している。 The second refrigerant flow path 121 is arranged below the first refrigerant flow path 120 along the first refrigerant flow path 120 . The second coolant flow path 121 is formed over the entire substrate support surface 11a in plan view. In one embodiment, the second refrigerant flow path 121 is arranged directly below the first refrigerant flow path 120 so as to follow the same path as the first refrigerant flow path 120 . The second coolant flow path 121 is arranged in a direction away from the plasma processing space 10s (heat source) with respect to the first coolant flow path 120. In one embodiment, like the first coolant flow path 120, the second coolant flow path 121 extends substantially from the center side to the edge side of the substrate support surface 11a in plan view, as shown in FIG. It is formed in a spiral shape. As shown in FIG. 2, the second coolant flow path 121 is formed from the center region 130 of the substrate support portion 11, through the intermediate region 131, and to the edge region 132. The second refrigerant flow path 121 has an inlet/outlet 150 in the central region 130 and an inlet/outlet 151 in the edge region 132 .

第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121は上下に近接している。第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間には、隔壁190が形成されている。隔壁190は、基板支持部11の他の部分と同一材料で形成されていてもよいし、別材料で形成されていてもよい。隔壁190は、薄いシートにより形成されていてもよい。一実施形態において、隔壁190は、中央領域130、中間領域131及びエッジ領域132に亘って一定の厚みを有している。 The first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 are vertically close to each other. A partition wall 190 is formed between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121. The partition wall 190 may be made of the same material as the other parts of the substrate support part 11, or may be made of a different material. The partition wall 190 may be formed of a thin sheet. In one embodiment, partition wall 190 has a constant thickness across central region 130, intermediate region 131, and edge region 132.

一実施形態において、第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、中央領域130、中間領域131及びエッジ領域132に亘って一定の断面積を有している。一実施形態において、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121は、互いに同じ断面積を有している。 In one embodiment, the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 have a constant cross-sectional area across the central region 130, the intermediate region 131, and the edge region 132. In one embodiment, the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 have the same cross-sectional area.

第1のチラーユニット101は、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御することができる。第1のチラーユニット101は、第1の冷媒流路120の出入口140、141に接続されている。一実施形態において、第1のチラーユニット101は、第1の流路160と第1の冷媒循環機161を有している。第1の流路160は、第1の冷媒流路120の出入口140と第1の冷媒循環機161、並びに、第1の冷媒流路120の出入口141と第1の冷媒循環機161を接続し、第1の冷媒流路120と第1の冷媒循環機161との間で第1の冷媒を循環させる循環流路を形成している。第1の流路160には、フローメータ162が設けられている。 The first chiller unit 101 can control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120 . The first chiller unit 101 is connected to the inlets and outlets 140 and 141 of the first refrigerant flow path 120 . In one embodiment, the first chiller unit 101 has a first flow path 160 and a first refrigerant circulator 161. The first flow path 160 connects the inlet/outlet 140 of the first refrigerant flow path 120 and the first refrigerant circulator 161, and connects the inlet/outlet 141 of the first refrigerant flow path 120 and the first refrigerant circulator 161. , a circulation flow path for circulating the first refrigerant is formed between the first refrigerant flow path 120 and the first refrigerant circulator 161. A flow meter 162 is provided in the first flow path 160.

一実施形態において、第1の冷媒循環機161は、第1の冷媒を第1の流路160を通じて第1の冷媒流路120に供給することができる。一実施形態において、第1の冷媒循環機161は、第1の冷媒流路120に供給する第1の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第1の冷媒循環機161は、1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第1の冷媒を目標の温度に設定してもよい。一実施形態において、1又は複数の温度センサは、基板支持面又はその近傍の温度を測定するように構成される。1又は複数の温度センサは、基板支持部11内に配置されてもよく、基板支持部11の外部に配置されてもよい。一実施形態において、1又は複数の温度センサは、基板支持面と第1の冷媒流路120との間に配置される複数の温度センサを含む。複数の温度センサは、基板支持面における径方向の温度分布を取得するように構成されてもよい。一実施形態において、1又は複数の温度センサは、基板支持面上の基板の温度を光学的に測定するように構成される。また一実施形態において、第1の冷媒循環機161は、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第1の冷媒循環機161は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第1の冷媒を目標の温度に設定してもよい。 In one embodiment, the first refrigerant circulator 161 can supply the first refrigerant to the first refrigerant flow path 120 through the first flow path 160 . In one embodiment, the first refrigerant circulator 161 can set the first refrigerant supplied to the first refrigerant flow path 120 to a target temperature. In this case, the first refrigerant circulator 161 sets the first refrigerant to a target temperature based on the temperature measured by one or more temperature sensors so as to equalize the temperature of the substrate support surface. Good too. In one embodiment, the one or more temperature sensors are configured to measure the temperature at or near the substrate support surface. The one or more temperature sensors may be located within the substrate support 11 or external to the substrate support 11 . In one embodiment, the one or more temperature sensors include a plurality of temperature sensors disposed between the substrate support surface and the first coolant flow path 120. The plurality of temperature sensors may be configured to obtain a radial temperature distribution on the substrate support surface. In one embodiment, the one or more temperature sensors are configured to optically measure the temperature of the substrate on the substrate support surface. Further, in one embodiment, the first refrigerant circulator 161 can set the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120 to a target temperature. In this case, the first refrigerant circulation machine 161 sets the first refrigerant to a target temperature so as to equalize the temperature of the substrate support surface based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above. You may.

一実施形態において、第1の冷媒循環機161は、フローメータ162により測定された第1の流路160における第1の冷媒の流量に基づいて、第1の冷媒の流速を目標の流速に設定することができる。一実施形態において、第1の冷媒循環機161は、第1の流路160における第1の冷媒の流れ方向(進行方向)を設定、変更することができる。すなわち、第1の冷媒循環機161は、第1の冷媒が第1の冷媒流路120の出入口140から入って出入口141から出るように第1の冷媒を供給することができ、また第1の冷媒が第1の冷媒流路120の出入口141から入って出入口140から出るように第1の冷媒を供給することができる。 In one embodiment, the first refrigerant circulator 161 sets the flow rate of the first refrigerant to a target flow rate based on the flow rate of the first refrigerant in the first flow path 160 measured by the flow meter 162. can do. In one embodiment, the first refrigerant circulator 161 can set and change the flow direction (advance direction) of the first refrigerant in the first flow path 160. That is, the first refrigerant circulation machine 161 can supply the first refrigerant so that the first refrigerant enters through the inlet/outlet 140 of the first refrigerant flow path 120 and exits through the inlet/outlet 141, and The first refrigerant can be supplied such that the refrigerant enters through the inlet/outlet 141 of the first refrigerant flow path 120 and exits through the inlet/outlet 140.

第2のチラーユニット102は、第2の冷媒流路121を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御することができる。第2のチラーユニット102は、第2の冷媒流路121の出入口150、151に接続されている。一実施形態において、第2のチラーユニット102は、第2の流路180と第2の冷媒循環機181を有している。第2の流路180は、第2の冷媒流路121の出入口150と第2の冷媒循環機181、並びに、第2の冷媒流路121の出入口151と第2の冷媒循環機181を接続し、第2の冷媒流路121と第2の冷媒循環機181との間で第2の冷媒を循環させる循環流路を形成している。第2の流路180には、フローメータ182が設けられている。 The second chiller unit 102 can control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant flowing through the second refrigerant flow path 121. The second chiller unit 102 is connected to the entrances and exits 150 and 151 of the second refrigerant flow path 121 . In one embodiment, the second chiller unit 102 has a second flow path 180 and a second refrigerant circulator 181. The second flow path 180 connects the inlet/outlet 150 of the second refrigerant flow path 121 and the second refrigerant circulator 181, and connects the inlet/outlet 151 of the second refrigerant flow path 121 and the second refrigerant circulator 181. , a circulation flow path for circulating the second refrigerant is formed between the second refrigerant flow path 121 and the second refrigerant circulator 181. A flow meter 182 is provided in the second flow path 180.

一実施形態において、第2の冷媒循環機181は、第2の冷媒を第2の流路180を通じて第2の冷媒流路121に供給することができる。一実施形態において、第2の冷媒循環機181は、第2の冷媒流路121に供給する第2の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第2の冷媒循環機181は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第2の冷媒を目標の温度に設定してもよい。また一実施形態において、第2の冷媒循環機181は、第2の冷媒流路121を流れる第2の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第2の冷媒循環機181は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第2の冷媒を目標の温度に設定してもよい。 In one embodiment, the second refrigerant circulator 181 can supply the second refrigerant to the second refrigerant flow path 121 through the second flow path 180 . In one embodiment, the second refrigerant circulator 181 can set the second refrigerant supplied to the second refrigerant flow path 121 to a target temperature. In this case, the second refrigerant circulation machine 181 sets the second refrigerant to a target temperature so as to equalize the temperature of the substrate support surface based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above. You may. Furthermore, in one embodiment, the second refrigerant circulator 181 can set the second refrigerant flowing through the second refrigerant flow path 121 to a target temperature. In this case, the second refrigerant circulation machine 181 sets the second refrigerant to a target temperature so as to equalize the temperature of the substrate support surface based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above. You may.

一実施形態において、第2の冷媒循環機181は、フローメータ182により測定された第2の流路180における第2の冷媒の流量に基づいて、第2の冷媒の流速を目標の流速に設定することができる。一実施形態において、第2の冷媒循環機181は、第2の流路180における第2の冷媒の流れ方向(進行方向)を設定、変更することができる。すなわち、第2の冷媒循環機181は、第2の冷媒が第2の冷媒流路121の出入口150から入って出入口151から出るように第2の冷媒を供給することができ、また第2の冷媒が第2の冷媒流路121の出入口151から入って出入口150から出るように第2の冷媒を供給することができる。第2のチラーユニット102は、第1のチラーユニット101に対し独立しており、第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向の制御を、第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向の制御と独立して行うことができる。 In one embodiment, the second refrigerant circulator 181 sets the flow rate of the second refrigerant to a target flow rate based on the flow rate of the second refrigerant in the second flow path 180 measured by the flow meter 182. can do. In one embodiment, the second refrigerant circulator 181 can set and change the flow direction (advance direction) of the second refrigerant in the second flow path 180. That is, the second refrigerant circulation machine 181 can supply the second refrigerant so that the second refrigerant enters through the inlet/outlet 150 of the second refrigerant flow path 121 and exits through the inlet/outlet 151, and The second refrigerant can be supplied such that the refrigerant enters through the inlet/outlet 151 of the second refrigerant flow path 121 and exits through the inlet/outlet 150. The second chiller unit 102 is independent from the first chiller unit 101, and controls the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant in parallel with the control of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant. Can be done independently.

一実施形態において、プラズマ処理装置1は、上部電極アセンブリ80と、第3のチラーユニット201と、第4のチラーユニット202とを含む。上部電極アセンブリ80は、上部電極81及び温調部材200を含む。温調部材200は、上部電極81の上方に配置される。 In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 includes an upper electrode assembly 80, a third chiller unit 201, and a fourth chiller unit 202. Upper electrode assembly 80 includes an upper electrode 81 and a temperature control member 200. Temperature control member 200 is arranged above upper electrode 81 .

一実施形態において、温調部材200は、上部電極81の上方に位置し上部電極81と接触する基部200aを含む。温調部材200は、第3の冷媒流路(上部電極アセンブリにおける第1の冷媒流路)220と、第4の冷媒流路221(上部電極アセンブリにおける第2の冷媒流路)を含む。第3の冷媒流路220及び第4の冷媒流路221は、基部200aの内部に形成されている。図4は、平面視で、上部電極アセンブリ80(温調部材200の基部200a)における第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221の配置例を示す説明図である。一実施形態において、第3の冷媒流路220は、平面視で上部電極アセンブリ80におけるプラズマ処理空間10sに露出する露出面(下面)80aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、露出面80aは、上部電極アセンブリ80において基板支持面11aに対向する部分を含む。一実施形態において、第3の冷媒流路220は、平面視で基部200aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、第3の冷媒流路220は、上部電極アセンブリ80(基部200a)の中央側からエッジ側に向かって略渦巻き状に形成されている。図2に示すように、第3の冷媒流路220は、上部電極アセンブリ80(基部200a)における中央領域230から、中間領域231を通って、エッジ領域232まで形成されている。第3の冷媒流路220は、中央領域230に出入口240を有し、エッジ領域232に出入口241を有している。 In one embodiment, the temperature control member 200 includes a base 200a located above the upper electrode 81 and in contact with the upper electrode 81. Temperature control member 200 includes a third coolant flow path (first coolant flow path in the upper electrode assembly) 220 and a fourth coolant flow path 221 (second coolant flow path in the upper electrode assembly). The third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 are formed inside the base portion 200a. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 in the upper electrode assembly 80 (base 200a of the temperature control member 200) in plan view. In one embodiment, the third coolant flow path 220 is formed over the entire exposed surface (lower surface) 80a of the upper electrode assembly 80 exposed to the plasma processing space 10s in plan view. In one embodiment, exposed surface 80a includes a portion of upper electrode assembly 80 that faces substrate support surface 11a. In one embodiment, the third coolant flow path 220 is formed over the entire area of the base 200a in plan view. In one embodiment, the third coolant flow path 220 is formed in a substantially spiral shape from the center side toward the edge side of the upper electrode assembly 80 (base portion 200a). As shown in FIG. 2, the third coolant flow path 220 is formed from a central region 230 in the upper electrode assembly 80 (base 200a), through an intermediate region 231, and to an edge region 232. The third refrigerant flow path 220 has an inlet/outlet 240 in the central region 230 and an inlet/outlet 241 in the edge region 232 .

第4の冷媒流路221は、第3の冷媒流路220に沿って第3の冷媒流路220の上方に配置されている。第4の冷媒流路221は、第3の冷媒流路220に対しプラズマ処理空間10s(熱源)から離れる方向に配置されている。一実施形態において、第4の冷媒流路221は、第3の冷媒流路220の経路と同一の経路を辿るように第3の冷媒流路220の直上に配置されている。一実施形態において、第4の冷媒流路221は、平面視で露出面80aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、第4の冷媒流路221は、平面視で基部200aの全域にわたって形成されている。一実施形態において、第4の冷媒流路221は、第3の冷媒流路220と同様に、図4に示すように、平面視で、露出面80aの中央側からエッジ側に向かって略渦巻き状に形成されている。図2に示すように、第4の冷媒流路221は、上部電極アセンブリ80(基部200a)における中央領域230から、中間領域231を通って、エッジ領域232まで形成されている。第4の冷媒流路221は、中央領域230に出入口250を有し、エッジ領域232に出入口251を有している。 The fourth refrigerant flow path 221 is arranged above the third refrigerant flow path 220 along the third refrigerant flow path 220 . The fourth coolant flow path 221 is arranged in a direction away from the plasma processing space 10s (heat source) with respect to the third coolant flow path 220. In one embodiment, the fourth refrigerant flow path 221 is arranged directly above the third refrigerant flow path 220 so as to follow the same path as the third refrigerant flow path 220 . In one embodiment, the fourth coolant flow path 221 is formed over the entire exposed surface 80a in plan view. In one embodiment, the fourth coolant flow path 221 is formed over the entire area of the base 200a in plan view. In one embodiment, like the third refrigerant flow path 220, the fourth refrigerant flow path 221 has a substantially spiral shape from the center side to the edge side of the exposed surface 80a in plan view, as shown in FIG. It is formed in the shape of As shown in FIG. 2, the fourth coolant flow path 221 is formed from a central region 230 in the upper electrode assembly 80 (base 200a), through an intermediate region 231, and to an edge region 232. The fourth refrigerant flow path 221 has an entrance/exit 250 in the central region 230 and an entrance/exit 251 in the edge region 232 .

第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221は上下に近接している。第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221の間には、隔壁290が形成されている。隔壁290は、温調部材200の他の部分と同一の材料で形成されていてもよいし、別材料で形成されていてもよい。隔壁290は、薄いシートにより形成されていてもよい。一実施形態において、隔壁290は、中央領域230、中間領域231及びエッジ領域232に亘って一定の厚みを有している。 The third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 are vertically close to each other. A partition wall 290 is formed between the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221. The partition wall 290 may be made of the same material as the other parts of the temperature control member 200, or may be made of a different material. The partition wall 290 may be formed of a thin sheet. In one embodiment, the partition wall 290 has a constant thickness across the central region 230, intermediate region 231, and edge region 232.

一実施形態において、第3の冷媒流路220及び第4の冷媒流路221は、中央領域230、中間領域231及びエッジ領域232に亘って一定の断面積を有している。一実施形態において、第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221は、互いに同じ断面積を有している。 In one embodiment, the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 have a constant cross-sectional area across the central region 230, the intermediate region 231, and the edge region 232. In one embodiment, the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 have the same cross-sectional area.

第3のチラーユニット201は、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御することができる。第3のチラーユニット201は、第3の冷媒流路220の出入口240、241に接続されている。一実施形態において、第3のチラーユニット201は、第3の流路260と第3の冷媒循環機261を有している。第3の流路260は、第3の冷媒流路220の出入口240と第3の冷媒循環機261、並びに、第3の冷媒流路220の出入口241と第3の冷媒循環機261を接続し、第3の冷媒流路220と第3の冷媒循環機261との間で第3の冷媒を循環させる循環流路を形成している。第3の流路260には、フローメータ262が設けられている。 The third chiller unit 201 can control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220. The third chiller unit 201 is connected to the entrances and exits 240 and 241 of the third refrigerant flow path 220. In one embodiment, the third chiller unit 201 has a third flow path 260 and a third refrigerant circulator 261. The third flow path 260 connects the inlet/outlet 240 of the third refrigerant flow path 220 and the third refrigerant circulator 261, and connects the inlet/outlet 241 of the third refrigerant flow path 220 and the third refrigerant circulator 261. , a circulation flow path for circulating the third refrigerant is formed between the third refrigerant flow path 220 and the third refrigerant circulator 261. A flow meter 262 is provided in the third flow path 260.

一実施形態において、第3の冷媒循環機261は、第3の冷媒を第3の流路260を通じて第3の冷媒流路220に供給することができる。一実施形態において、第3の冷媒循環機261は、第3の冷媒流路220に供給する第3の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第3の冷媒循環機261は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第3の冷媒を目標の温度に設定してもよい。また一実施形態において、第3の冷媒循環機261は、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第3の冷媒循環機261は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第3の冷媒を目標の温度に設定してもよい。 In one embodiment, the third refrigerant circulator 261 can supply the third refrigerant to the third refrigerant flow path 220 through the third flow path 260 . In one embodiment, the third refrigerant circulator 261 can set the third refrigerant supplied to the third refrigerant flow path 220 to a target temperature. In this case, the third refrigerant circulator 261 sets the third refrigerant to a target temperature based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above so as to equalize the temperature of the substrate support surface. You may. Further, in one embodiment, the third refrigerant circulator 261 can set the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220 to a target temperature. In this case, the third refrigerant circulator 261 sets the third refrigerant to a target temperature based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above so as to equalize the temperature of the substrate support surface. You may.

一実施形態において、第3の冷媒循環機261は、フローメータ262により測定された第3の流路260における第3の冷媒の流量に基づいて、第3の冷媒の流速を目標の流速に設定することができる。一実施形態において、第3の冷媒循環機261は、第3の流路260における第3の冷媒の流れ方向(進行方向)を設定、変更することができる。すなわち、第3の冷媒循環機261は、第3の冷媒が第3の冷媒流路220の出入口240から入って出入口241から出るように第3の冷媒を供給することができ、また第3の冷媒が第3の冷媒流路220の出入口241から入って出入口240から出るように第3の冷媒を供給することができる。 In one embodiment, the third refrigerant circulator 261 sets the flow rate of the third refrigerant to a target flow rate based on the flow rate of the third refrigerant in the third flow path 260 measured by the flow meter 262. can do. In one embodiment, the third refrigerant circulator 261 can set and change the flow direction (advance direction) of the third refrigerant in the third flow path 260. That is, the third refrigerant circulation machine 261 can supply the third refrigerant so that the third refrigerant enters through the inlet/outlet 240 of the third refrigerant flow path 220 and exits through the inlet/outlet 241, and The third refrigerant can be supplied such that the refrigerant enters through the inlet/outlet 241 of the third refrigerant flow path 220 and exits through the inlet/outlet 240.

第4のチラーユニット202は、第4の冷媒流路221を流れる第4の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御することができる。第4のチラーユニット202は、第4の冷媒流路221の出入口250、251に接続されている。一実施形態において、第4のチラーユニット202は、第4の流路280と第4の冷媒循環機281を有している。第4の流路280は、第4の冷媒流路221の出入口250と第4の冷媒循環機281、並びに、第4の冷媒流路221の出入口251と第4の冷媒循環機281を接続し、第4の冷媒流路221と第4の冷媒循環機281との間で第4の冷媒を循環させることができる循環流路を形成している。第4の流路280には、フローメータ282が設けられている。 The fourth chiller unit 202 can control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the fourth refrigerant flowing through the fourth refrigerant flow path 221. The fourth chiller unit 202 is connected to the entrances and exits 250 and 251 of the fourth refrigerant flow path 221 . In one embodiment, the fourth chiller unit 202 has a fourth flow path 280 and a fourth refrigerant circulator 281. The fourth flow path 280 connects the inlet/outlet 250 of the fourth refrigerant flow path 221 and the fourth refrigerant circulator 281, and connects the inlet/outlet 251 of the fourth refrigerant flow path 221 and the fourth refrigerant circulator 281. , forms a circulation flow path that can circulate the fourth refrigerant between the fourth refrigerant flow path 221 and the fourth refrigerant circulator 281. A flow meter 282 is provided in the fourth flow path 280.

一実施形態において、第4の冷媒循環機281は、第4の冷媒を第4の流路280を通じて第4の冷媒流路221に供給することができる。一実施形態において、第4の冷媒循環機281は、第4の冷媒流路221に供給する第4の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第4の冷媒循環機281は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第4の冷媒を目標の温度に設定してもよい。また一実施形態において、第4の冷媒循環機281は、第4の冷媒流路221を流れる第4の冷媒を目標の温度に設定することができる。この場合、第4の冷媒循環機281は、上述した1又は複数の温度センサにより測定された温度に基づいて、基板支持面の温度を均一にするように第4の冷媒を目標の温度に設定してもよい。 In one embodiment, the fourth refrigerant circulator 281 can supply the fourth refrigerant to the fourth refrigerant flow path 221 through the fourth flow path 280 . In one embodiment, the fourth refrigerant circulator 281 can set the fourth refrigerant supplied to the fourth refrigerant flow path 221 to a target temperature. In this case, the fourth refrigerant circulation machine 281 sets the fourth refrigerant to a target temperature based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above so as to equalize the temperature of the substrate support surface. You may. Further, in one embodiment, the fourth refrigerant circulator 281 can set the fourth refrigerant flowing through the fourth refrigerant flow path 221 to a target temperature. In this case, the fourth refrigerant circulation machine 281 sets the fourth refrigerant to a target temperature based on the temperature measured by the one or more temperature sensors described above so as to equalize the temperature of the substrate support surface. You may.

一実施形態において、第4の冷媒循環機281は、フローメータ282により測定された第4の流路280における第4の冷媒の流量に基づいて、第4の冷媒の流速を目標の流速に設定することができる。一実施形態において、第4の冷媒循環機281は、第4の流路280における第4の冷媒の流れ方向(進行方向)を設定、変更することができる。すなわち、第4の冷媒循環機281は、第4の冷媒が第4の冷媒流路221の出入口250から入って出入口251から出るように第4の冷媒を供給することができ、また第4の冷媒が第4の冷媒流路221の出入口251から入って出入口250から出るように第4の冷媒を供給することができる。第4のチラーユニット202は、第3のチラーユニット201に対し独立しており、第4の冷媒の温度、流速及び流れ方向の制御を、第3の冷媒の温度、流速及び流れ方向の制御と独立して行うことができる。 In one embodiment, the fourth refrigerant circulator 281 sets the flow rate of the fourth refrigerant to a target flow rate based on the flow rate of the fourth refrigerant in the fourth flow path 280 measured by the flow meter 282. can do. In one embodiment, the fourth refrigerant circulator 281 can set and change the flow direction (advancing direction) of the fourth refrigerant in the fourth flow path 280. That is, the fourth refrigerant circulator 281 can supply the fourth refrigerant so that the fourth refrigerant enters through the inlet/outlet 250 of the fourth refrigerant flow path 221 and exits through the inlet/outlet 251, and The fourth refrigerant can be supplied such that the refrigerant enters through the inlet/outlet 251 of the fourth refrigerant flow path 221 and exits through the inlet/outlet 250. The fourth chiller unit 202 is independent from the third chiller unit 201, and controls the temperature, flow rate, and flow direction of the fourth refrigerant as well as the temperature, flow rate, and flow direction of the third refrigerant. Can be done independently.

<プラズマ処理方法の一例>
本プラズマ処理方法は、プラズマを用いて基板W上の膜をエッチングするエッチング処理を含む。本プラズマ処理方法は、基板処理方法の一例である。一実施形態において、本プラズマ処理方法は、制御部2により実行される。
<Example of plasma treatment method>
This plasma processing method includes an etching process for etching a film on the substrate W using plasma. This plasma processing method is an example of a substrate processing method. In one embodiment, this plasma processing method is executed by the control unit 2.

先ず、基板Wが、搬送アームによりチャンバ10内に搬入され、リフターにより基板支持部11に載置され、図1に示すように基板支持部11上に吸着保持される。 First, the substrate W is carried into the chamber 10 by a transport arm, placed on the substrate support part 11 by a lifter, and held by suction on the substrate support part 11 as shown in FIG.

次に、処理ガスが、ガス供給部20によりシャワーヘッド13に供給され、シャワーヘッド13からプラズマ処理空間10sに供給される。このとき供給される処理ガスは、基板Wのエッチング処理のために必要な活性種を生成するガスを含む。 Next, the processing gas is supplied by the gas supply unit 20 to the shower head 13, and from the shower head 13 to the plasma processing space 10s. The processing gas supplied at this time includes a gas that generates active species necessary for etching the substrate W.

1又は複数のRF信号がRF電源31から上部電極81及び/又は下部電極に供給される。プラズマ処理空間10s内の雰囲気はガス排出口10eから排気され、プラズマ処理空間10sの内部は減圧されてもよい。これにより、プラズマ処理空間10sにプラズマが生成され、基板Wがエッチング処理される。 One or more RF signals are supplied from the RF power source 31 to the upper electrode 81 and/or the lower electrode. The atmosphere within the plasma processing space 10s may be exhausted from the gas exhaust port 10e, and the pressure inside the plasma processing space 10s may be reduced. As a result, plasma is generated in the plasma processing space 10s, and the substrate W is etched.

プラズマ処理時には、図2に示す温調システムにおいて、第1の冷媒及び第2の冷媒が基板支持部11の第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121にそれぞれ供給され、基板支持部11が冷却される。また、第3の冷媒及び第4の冷媒が上部電極アセンブリ80の第3の冷媒流路220及び第4の冷媒流路221にそれぞれ供給され、上部電極アセンブリ80が冷却される。 During plasma processing, in the temperature control system shown in FIG. The section 11 is cooled. Further, the third coolant and the fourth coolant are supplied to the third coolant passage 220 and the fourth coolant passage 221 of the upper electrode assembly 80, respectively, so that the upper electrode assembly 80 is cooled.

一実施形態において、基板支持部11における第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向と同じであってよい。図5は、第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が同じ場合における、基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの一例を示す説明図である。一実施形態において、第1の冷媒は、第1のチラーユニット101により基板支持部11の内部の第1の冷媒流路120に供給される。第1の冷媒は、第1のチラーユニット101により第1の温度及び第1の流速に制御され、第1の冷媒流路120の中央領域130にある出入口140に供給される。第1の冷媒は、基板支持部11の中央領域130、中間領域131、エッジ領域132をこの順番でとおり、エッジ領域132にある出入口141から排出される。 In one embodiment, the flow direction of the second coolant in the substrate support 11 may be the same as the flow direction of the first coolant. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a temperature control system for the substrate support part 11 and the upper electrode assembly 80 in a case where the flow direction of the second coolant and the flow direction of the first coolant are the same. In one embodiment, the first coolant is supplied by the first chiller unit 101 to the first coolant channel 120 inside the substrate support 11 . The first refrigerant is controlled to a first temperature and a first flow rate by the first chiller unit 101 and is supplied to the inlet/outlet 140 in the central region 130 of the first refrigerant flow path 120 . The first coolant passes through the central region 130, intermediate region 131, and edge region 132 of the substrate support 11 in this order, and is discharged from the entrance/exit 141 in the edge region 132.

第2の冷媒は、第2のチラーユニット102により基板支持部11の内部の第2の冷媒流路121に供給される。第2の冷媒は、第2のチラーユニット102により第2の温度及び第2の流速に制御され、第2の冷媒流路121の中央領域130にある出入口150に供給される。第2の冷媒は、基板支持部11の中央領域130、中間領域131、エッジ領域132をこの順番でとおり、エッジ領域132にある出入口151から排出される。 The second coolant is supplied by the second chiller unit 102 to the second coolant flow path 121 inside the substrate support section 11 . The second refrigerant is controlled to a second temperature and a second flow rate by the second chiller unit 102 and is supplied to the inlet/outlet 150 in the central region 130 of the second refrigerant flow path 121 . The second coolant passes through the central region 130, middle region 131, and edge region 132 of the substrate support 11 in this order, and is discharged from the entrance/exit 151 in the edge region 132.

この場合、第2の冷媒の第2の流速は、第1の冷媒の第1の流速と異なり、当該第1の流速よりも大きくてもよい。第2の冷媒の第2の温度は、第1の冷媒の第1の温度と異なり、当該第1の温度よりも低くてもよい。さらに、第2の冷媒の材料は、第1の冷媒の材料よりも比熱が低く、粘度が低いものであってもよい。 In this case, the second flow rate of the second refrigerant may be different from the first flow rate of the first refrigerant, and may be greater than the first flow rate. The second temperature of the second refrigerant may be different from the first temperature of the first refrigerant, and may be lower than the first temperature. Furthermore, the material of the second refrigerant may have a lower specific heat and lower viscosity than the material of the first refrigerant.

一実施形態において、基板支持部11における第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であってよい。図6は、第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が反対の場合における、基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの一例を示す説明図である。一実施形態において、第1の冷媒は、第1の温度及び第1の流速に設定され、第1の冷媒流路120の中央領域130にある出入口140に供給される。第1の冷媒は、基板支持部11の中央領域130、中間領域131、エッジ領域132をこの順番でとおり、エッジ領域132にある出入口141から排出される。 In one embodiment, the flow direction of the second coolant in the substrate support 11 may be opposite to the flow direction of the first coolant. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a temperature control system for the substrate support part 11 and the upper electrode assembly 80 in a case where the flow direction of the second coolant and the flow direction of the first coolant are opposite to each other. In one embodiment, a first refrigerant is set at a first temperature and a first flow rate and is supplied to an inlet/outlet 140 in a central region 130 of the first refrigerant flow path 120 . The first coolant passes through the central region 130, intermediate region 131, and edge region 132 of the substrate support 11 in this order, and is discharged from the entrance/exit 141 in the edge region 132.

第2の冷媒は、第2の温度及び第2の流速に設定され、第2の冷媒流路121のエッジ領域132にある出入口151に供給される。第2の冷媒は、基板支持部11のエッジ領域132、中間領域131、中央領域130をこの順番でとおり、中央領域130にある出入口150から排出される。 The second refrigerant is set at a second temperature and a second flow rate and is supplied to the inlet/outlet 151 in the edge region 132 of the second refrigerant flow path 121 . The second coolant passes through the edge region 132, intermediate region 131, and central region 130 of the substrate support 11 in this order, and is discharged from the entrance/exit 150 in the central region 130.

この場合、第2の冷媒の第2の流速は、第1の冷媒の第1の流速と異なり、第1の流速よりも大きくてもよい。第2の冷媒の第2の温度は、第1の冷媒の第1の温度と異なり、当該第1の温度よりも低くてもよい。第2の冷媒の材料は、第1の冷媒の材料よりも比熱が低く、粘度が低いものであってもよい。 In this case, the second flow rate of the second refrigerant may be different from the first flow rate of the first refrigerant and may be greater than the first flow rate. The second temperature of the second refrigerant may be different from the first temperature of the first refrigerant, and may be lower than the first temperature. The material of the second refrigerant may have a lower specific heat and lower viscosity than the material of the first refrigerant.

一実施形態において、図5に示すように、上部電極アセンブリ80における第4の冷媒の流れ方向は、第3の冷媒の流れ方向と同じであってよい。第3の冷媒は、第3のチラーユニット201により上部電極アセンブリ80の内部の第3の冷媒流路220に供給される。第3の冷媒は、第3のチラーユニット201により第3の温度及び第3の流速に制御され、第3の冷媒流路220の中央領域230にある出入口240に供給される。第3の冷媒は、上部電極アセンブリ80の中央領域230、中間領域231、エッジ領域232をこの順番でとおり、エッジ領域232にある出入口241から排出される。 In one embodiment, as shown in FIG. 5, the flow direction of the fourth coolant in the upper electrode assembly 80 may be the same as the flow direction of the third coolant. The third coolant is supplied to the third coolant flow path 220 inside the upper electrode assembly 80 by the third chiller unit 201 . The third refrigerant is controlled to a third temperature and a third flow rate by the third chiller unit 201 and is supplied to the inlet/outlet 240 in the central region 230 of the third refrigerant flow path 220 . The third coolant passes through the central region 230 , intermediate region 231 , and edge region 232 of the upper electrode assembly 80 in this order, and is discharged through the inlet/outlet 241 in the edge region 232 .

第4の冷媒は、第4のチラーユニット202により上部電極アセンブリ80の内部の第4の冷媒流路221に供給される。第4の冷媒は、第4のチラーユニット202により第4の温度及び第4の流速に制御され、第4の冷媒流路221の中央領域230にある出入口250に供給される。第4の冷媒は、上部電極アセンブリ80の中央領域230、中間領域231、エッジ領域232をこの順番でとおり、エッジ領域232にある出入口251から排出される。 The fourth coolant is supplied to the fourth coolant flow path 221 inside the upper electrode assembly 80 by the fourth chiller unit 202 . The fourth refrigerant is controlled to a fourth temperature and a fourth flow rate by the fourth chiller unit 202 and is supplied to the inlet/outlet 250 in the central region 230 of the fourth refrigerant flow path 221 . The fourth coolant passes through the central region 230, middle region 231, and edge region 232 of the upper electrode assembly 80 in this order, and is discharged from the inlet/outlet 251 in the edge region 232.

この場合、第4の冷媒の第4の流速は、第3の冷媒の第3の流速と異なり、当該第3の流速よりも大きくてもよい。第4の冷媒の第4の温度は、第3の冷媒の第3の温度と異なり、当該第3の温度よりも低くてもよい。第4の冷媒の材料は、第3の冷媒の材料よりも比熱が低く、粘度が低いものであってもよい。 In this case, the fourth flow rate of the fourth refrigerant may be different from the third flow rate of the third refrigerant and may be higher than the third flow rate. The fourth temperature of the fourth refrigerant may be different from the third temperature of the third refrigerant, and may be lower than the third temperature. The material of the fourth refrigerant may have a lower specific heat and lower viscosity than the material of the third refrigerant.

一実施形態において、図6に示すように、上部電極アセンブリ80における第4の冷媒の流れ方向は、第3の冷媒の流れ方向の反対方向であってよい。第3の冷媒は、第3の温度及び第3の流速に設定され、第3の冷媒流路220の中央領域230にある出入口240に供給される。第3の冷媒は、上部電極アセンブリ80の中央領域230、中間領域231、エッジ領域232をこの順番でとおり、エッジ領域232にある出入口241から排出される。 In one embodiment, as shown in FIG. 6, the flow direction of the fourth coolant in the upper electrode assembly 80 may be opposite to the flow direction of the third coolant. The third refrigerant is set at a third temperature and a third flow rate and is supplied to an inlet/outlet 240 in the central region 230 of the third refrigerant flow path 220 . The third coolant passes through the central region 230 , intermediate region 231 , and edge region 232 of the upper electrode assembly 80 in this order, and is discharged through the inlet/outlet 241 in the edge region 232 .

第4の冷媒は、第4の温度及び第4の流速に設定され、第4の冷媒流路221のエッジ領域232にある出入口251に供給される。第4の冷媒は、上部電極アセンブリ80のエッジ領域232、中間領域231、中央領域230をこの順番でとおり、中央領域230にある出入口250から排出される。 The fourth refrigerant is set at a fourth temperature and a fourth flow rate and is supplied to the inlet/outlet 251 in the edge region 232 of the fourth refrigerant flow path 221 . The fourth coolant passes through the edge region 232 , the middle region 231 , and the central region 230 of the upper electrode assembly 80 in this order, and exits through the inlet/outlet 250 in the central region 230 .

この場合、第4の冷媒の第4の流速は、第3の冷媒の第3の流速と異なり、当該第3の流速よりも大きくてもよい。第4の冷媒の第4の温度は、第3の冷媒の第3の温度と異なり、当該第3の温度よりも低くてもよい。第4の冷媒の材料は、第3の冷媒の材料よりも比熱が低く、粘度が低いものであってもよい。 In this case, the fourth flow rate of the fourth refrigerant may be different from the third flow rate of the third refrigerant and may be higher than the third flow rate. The fourth temperature of the fourth refrigerant may be different from the third temperature of the third refrigerant, and may be lower than the third temperature. The material of the fourth refrigerant may have a lower specific heat and lower viscosity than the material of the third refrigerant.

上記エッチング処理が所定時間行われ、その後プラズマ処理空間10sへの処理ガスの供給と上部電極及び/又は下部電極へのRF信号の供給が停止される。その後、基板Wがリフトピンにより持ち上げられ、図示しない搬送アームによりチャンバ10から搬出される。 The etching process is performed for a predetermined period of time, and then the supply of processing gas to the plasma processing space 10s and the supply of RF signals to the upper electrode and/or the lower electrode are stopped. Thereafter, the substrate W is lifted by lift pins and carried out from the chamber 10 by a transport arm (not shown).

本例示的実施形態によれば、基板支持部11が基板温調部材100を含み、基板温調部材100は、基板支持面11aに沿って基板支持面11aの下方に形成された第1の冷媒流路120と、第1の冷媒流路120に沿って第1の冷媒流路120の下方に配置された第2の冷媒流路121とを有している。そして、プラズマ処理装置1は、第1の冷媒流路120に接続され、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御する第1のチラーユニット101と、第2の冷媒流路121に接続され、第2の冷媒流路121を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御し、第2の冷媒についての制御を第1の冷媒についての制御と独立して行う第2のチラーユニット102と、を備えている。 According to the exemplary embodiment, the substrate support unit 11 includes the substrate temperature control member 100, and the substrate temperature control member 100 includes a first coolant formed below the substrate support surface 11a along the substrate support surface 11a. It has a flow path 120 and a second refrigerant flow path 121 arranged below the first refrigerant flow path 120 along the first refrigerant flow path 120 . The plasma processing apparatus 1 includes a first refrigerant connected to the first refrigerant flow path 120 and configured to control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120. The chiller unit 101 is connected to the second refrigerant flow path 121, and controls at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant flowing through the second refrigerant flow path 121. A second chiller unit 102 that performs control of the refrigerant independently of control of the first refrigerant.

ところで、基板支持部の内部に形成された冷媒流路を流れる冷媒は、プラズマなどの熱源から伝達される熱の影響を受け、入口から出口に進むにつれて冷媒温度が上昇する。この結果、基板支持部が有する基板支持面の温度が不均一になり、基板支持面に支持された基板の温度も不均一になり得る。基板面内の温度が不均一になると、基板面内の処理も不均一になり得る。 By the way, the coolant flowing through the coolant flow path formed inside the substrate support section is affected by heat transmitted from a heat source such as plasma, and the coolant temperature increases as it progresses from the inlet to the outlet. As a result, the temperature of the substrate support surface of the substrate support section becomes non-uniform, and the temperature of the substrate supported by the substrate support surface may also become non-uniform. If the temperature within the substrate surface becomes non-uniform, the processing within the substrate surface may also become non-uniform.

本例示的実施形態によれば、基板支持部11の基板温調部材100が、基板支持面11aに沿って基板支持面11aの下方に形成された第1の冷媒流路120と、第1の冷媒流路120に沿って第1の冷媒流路120の下方に配置された第2の冷媒流路121とを有する。そして、第1のチラーユニット101により、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御し、第2のチラーユニット102により、第2の冷媒流路121を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御し、第2の冷媒についての制御と第1の冷媒についての制御を互いに独立して行うことができる。これにより、基板支持部11の第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の熱を第2の冷媒流路121の第2の冷媒により取り除くことができる。この結果、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度が均一化され、基板支持面11aの温度、基板支持面11aに支持された基板の温度が均一化する。よって、基板面内における温度を適正化することができる。 According to this exemplary embodiment, the substrate temperature control member 100 of the substrate support section 11 has a first coolant flow path 120 formed below the substrate support surface 11a along the substrate support surface 11a, and a first coolant flow path 120 formed below the substrate support surface 11a. It has a second refrigerant flow path 121 arranged below the first refrigerant flow path 120 along the refrigerant flow path 120 . The first chiller unit 101 controls at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120, and the second chiller unit 102 controls the second refrigerant. controlling at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant flowing through the refrigerant flow path 121, and controlling the second refrigerant and the first refrigerant independently of each other. Can be done. Thereby, the heat of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120 of the substrate support section 11 can be removed by the second refrigerant of the second refrigerant flow path 121. As a result, the temperature of the first coolant flowing through the first coolant flow path 120 is made uniform, and the temperature of the substrate support surface 11a and the temperature of the substrate supported by the substrate support surface 11a are made uniform. Therefore, the temperature within the plane of the substrate can be optimized.

本例示的実施形態によれば、第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向と同じであってよい。この場合、第2のチラーユニット102により制御される第2の冷媒の第2の流速は、第1のチラーユニット101により制御される第1の冷媒の流速よりも大きくてよい。また、一実施形態において、第2のチラーユニット102により制御される第2の冷媒の第2の温度は、第1のチラーユニット101により制御される第1の冷媒の第1の温度よりも低くてよい。図7は、第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が同じであり、なおかつ、第1の冷媒流路120に供給される第1の冷媒と第2の冷媒流路121に供給される第2の冷媒の流速及び温度が同じ場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図7における第1の冷媒の初期温度をT0、最高温度をT1とする。図8は、第2の冷媒流路121に供給される第2の冷媒の温度が、第1の冷媒流路120に供給される第1の冷媒の温度よりも低い(流速は同じ)場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図8に示すように、第2の冷媒の温度を第1の冷媒の温度よりも低くすることで、図7の場合に比べて、基板支持部11における第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 According to this exemplary embodiment, the flow direction of the second coolant may be the same as the flow direction of the first coolant. In this case, the second flow rate of the second refrigerant controlled by the second chiller unit 102 may be greater than the flow rate of the first refrigerant controlled by the first chiller unit 101. Also, in one embodiment, the second temperature of the second refrigerant controlled by the second chiller unit 102 is lower than the first temperature of the first refrigerant controlled by the first chiller unit 101. It's okay. In FIG. 7, the flow direction of the second refrigerant and the flow direction of the first refrigerant are the same, and the first refrigerant supplied to the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 are It is a graph which shows the temperature fluctuation of the 1st refrigerant|coolant and the 2nd refrigerant|coolant in the board|substrate support part 11 when the flow rate and temperature of the 2nd refrigerant|coolant supplied are the same. In FIG. 7, the initial temperature of the first refrigerant is T0, and the maximum temperature is T1. FIG. 8 shows a case where the temperature of the second refrigerant supplied to the second refrigerant flow path 121 is lower than the temperature of the first refrigerant supplied to the first refrigerant flow path 120 (the flow rate is the same). , is a graph showing temperature fluctuations of the first refrigerant and the second refrigerant in the substrate support part 11. FIG. As shown in FIG. 8, by making the temperature of the second coolant lower than the temperature of the first coolant, the rise in temperature of the first coolant in the substrate support part 11 is reduced compared to the case of FIG. can do.

図9は、第2の冷媒の流速が第1の冷媒の流速よりも大きい(温度は同じ)場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図9に示すように、第2の冷媒の流速を第1の冷媒の流速よりも大きくすることで、図7の場合に比べて、基板支持部11における第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 FIG. 9 is a graph showing temperature fluctuations of the first refrigerant and the second refrigerant in the substrate support section 11 when the flow speed of the second refrigerant is higher than the flow speed of the first refrigerant (at the same temperature). . As shown in FIG. 9, by making the flow rate of the second coolant higher than the flow rate of the first coolant, the rise in temperature of the first coolant in the substrate support part 11 is reduced compared to the case of FIG. can do.

本例示的実施形態によれば、第2の冷媒の流れ方向は、第1の冷媒の流れ方向の反対方向であってよい。この場合、第2のチラーユニット102により制御される第2の冷媒の第2の温度は、第1のチラーユニット101により制御される第1の冷媒の第1の温度よりも低くてもよい。図10は、第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が反対であり、なおかつ第2の冷媒流路121に供給される第2の冷媒の温度が、第1の冷媒流路120に供給される第1の冷媒の温度よりも低い(流速は同じ)場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図10に示すように、第2の冷媒の温度を第1の冷媒の温度よりも低くすることで、図7の場合に比べて、基板支持部11における第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 According to the exemplary embodiment, the flow direction of the second coolant may be opposite to the flow direction of the first coolant. In this case, the second temperature of the second refrigerant controlled by the second chiller unit 102 may be lower than the first temperature of the first refrigerant controlled by the first chiller unit 101. FIG. 10 shows a case where the flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant, and the temperature of the second refrigerant supplied to the second refrigerant flow path 121 is higher than that of the first refrigerant flow path. 120 is a graph showing temperature fluctuations of the first refrigerant and the second refrigerant in the substrate support section 11 when the temperature is lower than the temperature of the first refrigerant supplied to the substrate support section 120 (the flow rate is the same). As shown in FIG. 10, by making the temperature of the second coolant lower than the temperature of the first coolant, the increase in temperature of the first coolant in the substrate support part 11 is reduced compared to the case of FIG. can do.

本例示的実施形態によれば、上部電極アセンブリ80の温調部材200が、上部電極81の露出面80aに沿って露出面80aの上方に形成された第3の冷媒流路220と、第3の冷媒流路220に沿って第3の冷媒流路220の上方に形成された第4の冷媒流路221とを有している。そして、第3のチラーユニット201により、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御し、第4のチラーユニット202により、第4の冷媒流路221を流れる第4の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御し、第4の冷媒についての制御と第3の冷媒についての制御を互いに独立して行うことができる。これにより、上部電極アセンブリ80の第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の熱を、第4の冷媒流路221を流れる第4の冷媒により取り除くことができる。この結果、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の温度が均一化され、上部電極81の露出面80aにおける温度、露出面80aに露出するプラズマ処理空間10sの温度、引いては、露出面80aに対向する基板支持面11aに支持された基板の温度が均一化する。よって、基板面内における温度を適正化することができる。また、上部電極81の温度が均一化すると、プラズマ中のガス温度が均一化し、ガス分解や付着が均一化される。これにより、基板面内における処理が均一化される。 According to the exemplary embodiment, the temperature control member 200 of the upper electrode assembly 80 includes a third coolant flow path 220 formed above the exposed surface 80a along the exposed surface 80a of the upper electrode 81; A fourth refrigerant flow path 221 is formed above the third refrigerant flow path 220 along the refrigerant flow path 220 . The third chiller unit 201 controls at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220, and the fourth chiller unit 202 controls the fourth refrigerant. controlling at least one of the temperature, flow velocity, and flow direction of the fourth refrigerant flowing through the refrigerant flow path 221, and controlling the fourth refrigerant and the third refrigerant independently of each other. Can be done. Thereby, the heat of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220 of the upper electrode assembly 80 can be removed by the fourth refrigerant flowing through the fourth refrigerant flow path 221. As a result, the temperature of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220 is equalized, and the temperature at the exposed surface 80a of the upper electrode 81, the temperature of the plasma processing space 10s exposed to the exposed surface 80a, and, in turn, The temperature of the substrate supported by the substrate support surface 11a facing the exposed surface 80a becomes uniform. Therefore, the temperature within the plane of the substrate can be optimized. Moreover, when the temperature of the upper electrode 81 becomes uniform, the gas temperature in the plasma becomes uniform, and gas decomposition and adhesion become uniform. This makes the processing uniform within the plane of the substrate.

<例示的実施形態2>
図11は、本例示的実施形態における基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの構成の一例を示す説明図である。本例示的実施形態において、第1の冷媒流路120は、基板支持部11における中央領域130に入口(出入口140)を有し、基板支持部11におけるエッジ領域132に出口(出入口141)を有し、中央領域130において第1の断面積を有し、エッジ領域132において第2の断面積を有し、第2の冷媒流路121は、中央領域130に入口(出入口150)を有し、エッジ領域132に出口(出入口151)を有し、中央領域130において第1の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、エッジ領域132において第2の断面積よりも大きい第4の断面積を有していてよい。
<Exemplary Embodiment 2>
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for the substrate support section 11 and the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment. In the exemplary embodiment, the first coolant flow path 120 has an inlet (inlet/outlet 140 ) in the central region 130 of the substrate support 11 and an outlet (inlet/outlet 141 ) in the edge region 132 of the substrate support 11 . and has a first cross-sectional area in the central region 130 and a second cross-sectional area in the edge region 132, and the second refrigerant flow path 121 has an inlet (inlet/outlet 150) in the central region 130, It has an outlet (entrance/exit 151) in the edge region 132, has a third cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area in the central region 130, and has a fourth cross-sectional area larger than the second cross-sectional area in the edge region 132. It may have an area.

中央領域130において第2の冷媒流路121の断面積は、第1の冷媒流路120の断面積よりも小さく、エッジ領域132において第2の冷媒流路121の断面積は、第1の冷媒流路120の断面積よりも大きい。一実施形態において、中間領域131において第2の冷媒流路121の断面積は、第1の冷媒流路120の断面積と同じである。第1の冷媒は、中央領域130の出入口140から入ってエッジ領域132の出入口141から排出される。第2の冷媒は、中央領域130の出入口150から入ってエッジ領域132の出入口151から排出される。 The cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 in the central region 130 is smaller than the cross-sectional area of the first refrigerant flow path 120, and the cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 in the edge region 132 is smaller than that of the first refrigerant flow path 120. It is larger than the cross-sectional area of the flow path 120. In one embodiment, the cross-sectional area of the second coolant channel 121 in the intermediate region 131 is the same as the cross-sectional area of the first coolant channel 120 . The first refrigerant enters through an inlet/outlet 140 in the central region 130 and exits through an inlet/outlet 141 in the edge region 132 . The second refrigerant enters through the inlet/outlet 150 in the central region 130 and exits through the inlet/outlet 151 in the edge region 132 .

本例示的実施形態によれば、第1の冷媒に対する熱の蓄積が少ない中央領域130において、第2の冷媒流路121の断面積(容積)を第1の冷媒流路120よりも小さくすることで、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を低減することができる。そして、第1の冷媒に対する熱の蓄積が多いエッジ領域132において、第2の冷媒流路121の断面積(容積)を第1の冷媒流路120よりも大きくすることで、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を増加させることができる。この結果、エッジ領域132において、第2の冷媒が第1の冷媒の熱を効率的に奪うことができるので、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度が均一化される。図12は、本例示的実施形態における、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図12に示すように、中央領域130において第2の冷媒流路121の断面積を第1の冷媒流路120の断面積よりも小さくし、エッジ領域132において第2の冷媒流路121の断面積を第1の冷媒流路120の断面積よりも大きくすることで、図7の場合に比べて、第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 According to the exemplary embodiment, the cross-sectional area (volume) of the second refrigerant flow path 121 is smaller than that of the first refrigerant flow path 120 in the central region 130 where there is less heat accumulation for the first refrigerant. Accordingly, the amount of heat transferred from the first refrigerant to the second refrigerant can be reduced. By making the cross-sectional area (volume) of the second refrigerant flow path 121 larger than that of the first refrigerant flow path 120 in the edge region 132 where a large amount of heat is accumulated with respect to the first refrigerant, The amount of heat transferred to the second refrigerant can be increased. As a result, the second refrigerant can efficiently remove heat from the first refrigerant in the edge region 132, so that the temperature of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120 is made uniform. FIG. 12 is a graph showing temperature fluctuations of the first coolant and the second coolant in the substrate support 11 in this exemplary embodiment. As shown in FIG. 12, the cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 in the central region 130 is made smaller than the cross-sectional area of the first refrigerant flow path 120, and the cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 is made smaller in the edge region 132. By making the area larger than the cross-sectional area of the first refrigerant flow path 120, the rise in temperature of the first refrigerant can be reduced compared to the case of FIG.

本例示的実施形態において、プラズマ処理装置1の他の構成、プラズマ処理方法などは上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, other configurations of the plasma processing apparatus 1, plasma processing method, etc. may be the same as those in the above-described exemplary embodiment 1.

一実施形態において、第2の冷媒と第1の冷媒の流速や温度は、上記例示的実施形態1と同様に制御してよい。第2のチラーユニット102により制御される第2の冷媒の温度を、第1のチラーユニット101により制御される第1の冷媒の温度よりも低くしてよい。図13は、第2の冷媒の温度が第1の冷媒の温度よりも低い(流速は同じ)場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。図13に示すように、第2の冷媒の温度を第1の冷媒の温度よりも低くしたうえで、中央領域130において第2の冷媒流路121の断面積を第1の冷媒流路120の断面積よりも小さくし、エッジ領域132において第2の冷媒流路121の断面積を第1の冷媒流路120の断面積よりも大きくすることで、図7の場合に比べて、第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 In one embodiment, the flow rate and temperature of the second refrigerant and the first refrigerant may be controlled in the same manner as in exemplary embodiment 1 above. The temperature of the second refrigerant controlled by the second chiller unit 102 may be lower than the temperature of the first refrigerant controlled by the first chiller unit 101. FIG. 13 is a graph showing temperature fluctuations of the first refrigerant and the second refrigerant in the substrate support section 11 when the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant (flow velocity is the same). . As shown in FIG. 13, the temperature of the second refrigerant is made lower than the temperature of the first refrigerant, and the cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 in the central region 130 is made smaller than that of the first refrigerant flow path 120. By making the cross-sectional area of the second refrigerant flow path 121 larger than the cross-sectional area of the first refrigerant flow path 120 in the edge region 132, compared to the case of FIG. It is possible to reduce the rise in temperature of the refrigerant.

本例示的実施形態における上部電極アセンブリ80において、上記基板支持部11と同様に、第4の冷媒流路221は、上部電極アセンブリ80の中央領域230において第3の冷媒流路220よりも相対的に小さい断面積を有し、エッジ領域232において、第3の冷媒流路220よりも相対的に大きい断面積を有していてよい。すなわち、第3の冷媒流路220は、上部電極アセンブリ80における中央領域230に入口(出入口240)を有し、上部電極アセンブリ80におけるエッジ領域232に出口(出入口241)を有し、中央領域230において第1の断面積を有し、エッジ領域232において第2の断面積を有し、第4の冷媒流路221は、中央領域230に入口(出入口250)を有し、エッジ領域232に出口(出入口251)を有し、中央領域230において第1の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、エッジ領域232において第2の断面積よりも大きい第4の断面積を有していてよい。かかる場合、エッジ領域232において、第3の冷媒が第4の冷媒の熱を効率的に奪うことができるので、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の温度が均一化される。 In the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment, similar to the substrate support 11 described above, the fourth coolant flow path 221 is relatively smaller than the third coolant flow path 220 in the central region 230 of the upper electrode assembly 80. The edge region 232 may have a relatively larger cross-sectional area than the third coolant flow path 220 . That is, the third coolant flow path 220 has an inlet (inlet/outlet 240 ) in the central region 230 of the upper electrode assembly 80 , an outlet (inlet/outlet 241 ) in the edge region 232 of the upper electrode assembly 80 , and The fourth refrigerant flow path 221 has an inlet (inlet/outlet 250 ) in the central region 230 and an outlet in the edge region 232 . (gateway 251), has a third cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area in the central region 230, and has a fourth cross-sectional area larger than the second cross-sectional area in the edge region 232. It's okay. In this case, the third refrigerant can efficiently take away heat from the fourth refrigerant in the edge region 232, so that the temperature of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220 is made uniform.

本例示的実施形態において、第3の冷媒に関する温度、流速の制御、第3の冷媒に関する温度、流速の制御は上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, the temperature and flow rate control for the third refrigerant and the temperature and flow rate control for the third refrigerant may be similar to those in the above-described first exemplary embodiment.

<例示的実施形態3>
図14は、本例示的実施形態における基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの構成の一例を示す説明図である。本例示的実施形態において、第1の冷媒流路120は、基板支持部11における中央領域130に入口(出入口140)を有し、基板支持部11におけるエッジ領域132に出口(出入口141)を有し、第2の冷媒流路121は、中央領域130に入口(出入口150)を有し、エッジ領域132に出口(出入口151)を有し、中央領域130において第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間に第1の間隔が形成され、エッジ領域132において第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間に第1の間隔よりも小さい第2の間隔が形成されるようにしてよい。
<Example Embodiment 3>
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for the substrate support section 11 and the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment. In the exemplary embodiment, the first coolant flow path 120 has an inlet (inlet/outlet 140 ) in the central region 130 of the substrate support 11 and an outlet (inlet/outlet 141 ) in the edge region 132 of the substrate support 11 . However, the second refrigerant flow path 121 has an inlet (inlet/outlet 150) in the central region 130, an outlet (inlet/outlet 151) in the edge region 132, and has a connection between the first refrigerant flow path 120 and the first refrigerant flow path in the central region 130. A first interval is formed between the first refrigerant passage 120 and the second refrigerant passage 121 in the edge region 132, and a second interval smaller than the first interval is formed between the first refrigerant passage 120 and the second refrigerant passage 121 in the edge region 132. It may be arranged such that an interval of .

一実施形態において、第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、基板支持部11の面内における同一領域で互いに同じ断面積を有している。一実施形態において、第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、中央領域130、中間領域131、エッジ領域132のそれぞれにおいて互いに同じ断面積を有している。 In one embodiment, the first coolant flow path 120 and the second coolant flow path 121 have the same cross-sectional area in the same region within the plane of the substrate support 11 . In one embodiment, the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 have the same cross-sectional area in each of the central region 130, intermediate region 131, and edge region 132.

一実施形態において、エッジ領域132において第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間に形成された隔壁190の厚みは、中央領域130において第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間に形成された隔壁190の厚みよりも小さい。一実施形態において、中間領域131において第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間に形成された隔壁190の厚みは、中央領域130における隔壁190の厚みよりも小さく、エッジ領域132における隔壁190の厚みよりも大きい。 In one embodiment, the thickness of the partition wall 190 formed between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 in the edge region 132 is the same as the thickness of the partition wall 190 formed between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 in the center region 130. The thickness of the partition wall 190 is smaller than the thickness of the partition wall 190 formed between the refrigerant flow path 121 of No. 2 and the refrigerant channel 121 of No. 2. In one embodiment, the thickness of the partition 190 formed between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 in the intermediate region 131 is smaller than the thickness of the partition 190 in the central region 130, and It is larger than the thickness of partition wall 190 in region 132.

本例示的実施形態によれば、第1の冷媒に対する熱の蓄積が少ない中央領域130において、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間の距離を離すことで、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を低減することができる。そして、第1の冷媒に対する熱の蓄積が多いエッジ領域132において、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121との間の距離を近づけることで、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を増加させることができる。この結果、エッジ領域132において、第2の冷媒が第1の冷媒の熱を効率的に奪うことができるので、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度が均一化される。 According to the exemplary embodiment, by increasing the distance between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 in the central region 130 where there is less heat accumulation for the first refrigerant. The amount of heat transferred from the first refrigerant to the second refrigerant can be reduced. In the edge region 132 where a large amount of heat is accumulated with respect to the first refrigerant, by shortening the distance between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121, the distance between the first refrigerant and the second refrigerant is reduced. The amount of heat transferred to the refrigerant can be increased. As a result, the second refrigerant can efficiently remove heat from the first refrigerant in the edge region 132, so that the temperature of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path 120 is made uniform.

本例示的実施形態において、プラズマ処理装置1の他の構成、第1の冷媒に関する温度、流速の制御、第2の冷媒に関する温度、流速の制御、プラズマ処理方法などは上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, other configurations of the plasma processing apparatus 1, temperature and flow rate control for the first coolant, temperature and flow rate control for the second coolant, plasma processing method, etc. are the same as in the above-described exemplary embodiment 1. It may be similar.

本例示的実施形態における上部電極アセンブリ80において、上記基板支持部11と同様に、上部電極アセンブリ80のエッジ領域232における第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221との間の間隔を、中央領域230における第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221との間の間隔よりも小さくしてよい。すなわち、第3の冷媒流路220は、上部電極アセンブリ80における中央領域230に入口(出入口240)を有し、上部電極アセンブリ80におけるエッジ領域232に出口(出入口241)を有し、第4の冷媒流路221は、中央領域230に入口(出入口250)を有し、エッジ領域232に出口(出入口251)を有し、中央領域230において第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221との間に第1の間隔が形成され、エッジ領域232において第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221との間に第1の間隔よりも小さい第2の間隔が形成されるようにしてよい。この場合、エッジ領域232において、第4の冷媒が第3の冷媒の熱を効率的に奪うことができるので、第3の冷媒流路220を流れる第3の冷媒の温度が均一化される。 In the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment, similar to the substrate support 11 described above, the spacing between the third coolant flow path 220 and the fourth coolant flow path 221 in the edge region 232 of the upper electrode assembly 80 may be made smaller than the distance between the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221 in the central region 230. That is, the third coolant flow path 220 has an inlet (inlet/outlet 240) in the central region 230 of the upper electrode assembly 80, an outlet (inlet/outlet 241) in the edge region 232 of the upper electrode assembly 80, and a fourth The refrigerant flow path 221 has an inlet (inlet/outlet 250) in the central region 230, an outlet (inlet/outlet 251) in the edge region 232, and a third refrigerant flow path 220 and a fourth refrigerant flow path in the central region 230. 221, and a second interval smaller than the first interval is formed between the third refrigerant passage 220 and the fourth refrigerant passage 221 in the edge region 232. You may do so. In this case, the fourth refrigerant can efficiently remove heat from the third refrigerant in the edge region 232, so that the temperature of the third refrigerant flowing through the third refrigerant flow path 220 is made uniform.

本例示的実施形態において、第3の冷媒に関する温度、流速の制御、第3の冷媒に関する温度、流速の制御は上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, the temperature and flow rate control for the third refrigerant and the temperature and flow rate control for the third refrigerant may be similar to those in the above-described first exemplary embodiment.

<例示的実施形態4>
図15は、本例示的実施形態における基板支持部11及び上部電極アセンブリ80の温調システムの構成の一例を示す説明図である。本例示的実施形態において、第1の冷媒流路120は、基板支持部11における中央領域130に入口(出入口140)を有し、基板支持部11におけるエッジ領域132に出口(出入口141)を有し、中央領域130において第1の断面積を有し、エッジ領域132において第2の断面積を有し、基板支持部11における中間領域131において第1の断面積及び第2の断面積よりも小さい第3の断面積を有する。第2の冷媒流路121は、エッジ領域132に入口(出入口151)を有し、中央領域130に出口(出入口150)を有し、中央領域130において第4の断面積を有し、エッジ領域132において第5の断面積を有し、中間領域131において第4の断面積及び第5の断面積よりも小さい第6の断面積を有する。
<Example Embodiment 4>
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a temperature control system for the substrate support section 11 and the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment. In the exemplary embodiment, the first coolant flow path 120 has an inlet (inlet/outlet 140 ) in the central region 130 of the substrate support 11 and an outlet (inlet/outlet 141 ) in the edge region 132 of the substrate support 11 . The central region 130 has a first cross-sectional area, the edge region 132 has a second cross-sectional area, and the intermediate region 131 of the substrate support 11 has a first cross-sectional area and a second cross-sectional area. It has a small third cross-sectional area. The second refrigerant flow path 121 has an inlet (inlet/outlet 151) in the edge region 132, an outlet (inlet/outlet 150) in the central region 130, a fourth cross-sectional area in the central region 130, and an edge region 132 and a sixth cross-sectional area smaller than the fourth cross-sectional area and the fifth cross-sectional area at the intermediate region 131.

第1の冷媒流路120において中間領域131の断面積は、中央領域130の断面積とエッジ領域132の断面積よりも小さい。第2の冷媒流路121において中間領域131の断面積は、中央領域130の断面積とエッジ領域132の断面積よりも小さい。第1の冷媒は、中央領域130の出入口140から入ってエッジ領域132の出入口141から排出される。第2の冷媒は、エッジ領域132の出入口151から入って中央領域130の出入口150から排出される。 In the first coolant flow path 120, the cross-sectional area of the intermediate region 131 is smaller than the cross-sectional area of the central region 130 and the cross-sectional area of the edge region 132. In the second refrigerant flow path 121, the cross-sectional area of the intermediate region 131 is smaller than the cross-sectional area of the central region 130 and the cross-sectional area of the edge region 132. The first refrigerant enters through an inlet/outlet 140 in the central region 130 and exits through an inlet/outlet 141 in the edge region 132 . The second refrigerant enters through an inlet/outlet 151 in the edge region 132 and exits through an inlet/outlet 150 in the central region 130 .

一実施形態において、第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、基板支持部11の面内における同一の領域で互いに同じ断面積を有している。一実施形態において、第1の冷媒流路120及び第2の冷媒流路121は、中央領域130、中間領域131、エッジ領域132のそれぞれにおいて互いに同じ断面積を有している。 In one embodiment, the first coolant flow path 120 and the second coolant flow path 121 have the same cross-sectional area in the same region within the plane of the substrate support 11 . In one embodiment, the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 have the same cross-sectional area in each of the central region 130, intermediate region 131, and edge region 132.

本例示的実施形態によれば、第1の冷媒に対する熱の蓄積が多いエッジ領域132において、第2の冷媒流路121に低温の第2の冷媒が通るため、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を増加することができる。第1の冷媒に対する熱の蓄積が少ない中央領域130において、第2の冷媒流路121に比較的高温となった第2の冷媒が通るため、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を低減することができる。そして、中間領域131において、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121の断面積を相対的に小さくすることで、第1の冷媒と第2の冷媒の実質的な流速を上げて、第1の冷媒から第2の冷媒への熱の伝達量を増加させることができる。この結果、基板支持部11の全体において第1の冷媒の熱をバランスよく奪うことができるので、第1の冷媒流路120を流れる第1の冷媒の温度が均一化される。 According to the exemplary embodiment, the cold second coolant passes through the second coolant flow path 121 in the edge region 132 where the heat accumulation for the first coolant is high, so that the second coolant is transferred from the first coolant to the second coolant. The amount of heat transferred to the refrigerant can be increased. In the central region 130 where little heat is accumulated with respect to the first refrigerant, the relatively high temperature second refrigerant passes through the second refrigerant flow path 121, so that heat is transferred from the first refrigerant to the second refrigerant. The amount of transmission can be reduced. In the intermediate region 131, by making the cross-sectional areas of the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 relatively small, the substantial flow velocity of the first refrigerant and the second refrigerant is increased. Accordingly, the amount of heat transferred from the first refrigerant to the second refrigerant can be increased. As a result, the heat of the first coolant can be taken away in a well-balanced manner throughout the substrate support section 11, so that the temperature of the first coolant flowing through the first coolant flow path 120 is made uniform.

本例示的実施形態において、プラズマ処理装置1の他の構成、第1の冷媒に関する温度、流速の制御、第2の冷媒に関する温度、流速の制御、プラズマ処理方法などは上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, other configurations of the plasma processing apparatus 1, temperature and flow rate control for the first coolant, temperature and flow rate control for the second coolant, plasma processing method, etc. are the same as in the above-described exemplary embodiment 1. It may be similar.

図16は、本例示的実施形態において、第2の冷媒の流れ方向と第1の冷媒の流れ方向が反対であり、なおかつ、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121における中間領域131の断面積が、中央領域130及びエッジ領域132の断面積よりも小さい場合の、基板支持部11における第1の冷媒と第2の冷媒の温度変動を示すグラフである。第1の冷媒と第2の冷媒の流速及び温度は同じである。図16に示すように、中間領域131における第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121の断面積を中央領域130及びエッジ領域132における第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路121の断面積よりも相対的に小さくすることで、図7の場合に比べて、第1の冷媒の温度の上昇を低減することができる。 FIG. 16 shows that in the exemplary embodiment, the flow direction of the second refrigerant and the first refrigerant are opposite, and the flow direction is intermediate between the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121. 7 is a graph showing temperature fluctuations of the first coolant and the second coolant in the substrate support part 11 when the cross-sectional area of the region 131 is smaller than the cross-sectional areas of the central region 130 and the edge region 132. FIG. The flow rate and temperature of the first refrigerant and the second refrigerant are the same. As shown in FIG. 16, the cross-sectional area of the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path 121 in the intermediate region 131 is the same as that of the first refrigerant flow path 120 and the second refrigerant flow path in the center region 130 and the edge region 132. By making the cross-sectional area of the flow path 121 relatively smaller than that of the flow path 121, the rise in temperature of the first refrigerant can be reduced compared to the case of FIG.

本例示的実施形態における上部電極アセンブリ80において、上記基板支持部11と同様に、中間領域231における第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221の断面積を中央領域230及びエッジ領域232における第3の冷媒流路220と第4の冷媒流路221の断面積よりも相対的に小さくしてよい。すなわち、本例示的実施形態において、第3の冷媒流路220は、上部電極アセンブリ80における中央領域230に入口(出入口240)を有し、上部電極アセンブリ80におけるエッジ領域232に出口(出入口241)を有し、中央領域230において第1の断面積を有し、エッジ領域232において第2の断面積を有し、上部電極アセンブリ80における中間領域231において第1の断面積及び第2の断面積よりも小さい第3の断面積を有する。第4の冷媒流路221は、エッジ領域232に入口(出入口251)を有し、中央領域230に出口(出入口250)を有し、中央領域230において第4の断面積を有し、エッジ領域232において第5の断面積を有し、中間領域231において第4の断面積及び第5の断面積よりも小さい第6の断面積を有していてよい。 In the upper electrode assembly 80 in this exemplary embodiment, similarly to the substrate support 11, the cross-sectional areas of the third coolant flow path 220 and the fourth coolant flow path 221 in the intermediate region 231 are set to the central region 230 and the edge region. 232 may be relatively smaller than the cross-sectional area of the third refrigerant flow path 220 and the fourth refrigerant flow path 221. That is, in the exemplary embodiment, the third coolant flow path 220 has an inlet (inlet/outlet 240 ) in the central region 230 in the upper electrode assembly 80 and an outlet (inlet/outlet 241 ) in the edge region 232 in the upper electrode assembly 80 . and has a first cross-sectional area at a central region 230, a second cross-sectional area at an edge region 232, and a first cross-sectional area and a second cross-sectional area at an intermediate region 231 in the upper electrode assembly 80. has a third cross-sectional area smaller than the third cross-sectional area. The fourth refrigerant flow path 221 has an inlet (entrance/exit 251) in the edge region 232, an outlet (inlet/outlet 250) in the central region 230, a fourth cross-sectional area in the central region 230, and an edge region 232 may have a fifth cross-sectional area, and the intermediate region 231 may have a sixth cross-sectional area smaller than the fourth cross-sectional area and the fifth cross-sectional area.

本例示的実施形態において、第3の冷媒に関する温度、流速の制御、第3の冷媒に関する温度、流速の制御は上記例示的実施形態1と同様であってよい。 In this exemplary embodiment, the temperature and flow rate control for the third refrigerant and the temperature and flow rate control for the third refrigerant may be similar to those in the above-described first exemplary embodiment.

以上の例示的実施形態において、本プラズマ処理装置は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。 In the exemplary embodiments described above, the present plasma processing apparatus may undergo various modifications without departing from the scope and spirit of the present disclosure. For example, some components of one embodiment can be added to other embodiments within the ordinary creative ability of those skilled in the art. Also, some components in one embodiment can be replaced with corresponding components in other embodiments.

以上の例示的実施形態において、基板支持部11と上部電極アセンブリ80の両方に、2つの冷媒流路が形成されていたが、基板支持部11だけ、あるいは上部電極アセンブリ80だけに2つの冷媒流路が形成されてもよい。以上の例示的実施形態において、本プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置以外にも、誘導結合型プラズマやマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いたプラズマ処理装置であってもよい。本プラズマ処理装置における基板処理は、エッチングであってもよく、成膜であってもよい。 In the exemplary embodiments described above, two coolant flow paths were formed in both the substrate support 11 and the upper electrode assembly 80, but two coolant flow paths were formed only in the substrate support 11 or only in the upper electrode assembly 80. A channel may be formed. In the above exemplary embodiments, the present plasma processing apparatus may be a plasma processing apparatus using any plasma source, such as inductively coupled plasma or microwave plasma, in addition to the capacitively coupled plasma processing apparatus. . The substrate processing in this plasma processing apparatus may be etching or film formation.

1……プラズマ処理装置、10……チャンバ、11……基板支持部、11a……基板支持面、80……上部電極アセンブリ、100……基板温調部材、101……第1のチラーユニット、102……第2のチラーユニット、120……第1の冷媒流路、121……第2の冷媒流路、130……中央領域、131……中間領域、132……エッジ領域、W…基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Plasma processing apparatus, 10... Chamber, 11... Substrate support part, 11a... Substrate support surface, 80... Upper electrode assembly, 100... Substrate temperature control member, 101... First chiller unit, 102... Second chiller unit, 120... First refrigerant channel, 121... Second coolant channel, 130... Central region, 131... Intermediate region, 132... Edge region, W... Substrate

Claims (19)

チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、基板支持面を有する基板支持部であって、前記基板支持部は、基板温調部材を含み、前記基板温調部材は、前記基板支持面の下方に形成された第1の冷媒流路と、前記第1の冷媒流路に沿って前記第1の冷媒流路の下方に形成された第2の冷媒流路とを有する、基板支持部と、
前記第1の冷媒流路に接続され、前記第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御するように構成される第1のチラーユニットと、
前記第2の冷媒流路に接続され、前記第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、前記第1の冷媒の制御とは独立して制御するように構成される第2のチラーユニットと、を備える、
基板処理装置。
a chamber;
A substrate support part disposed in the chamber and having a substrate support surface, the substrate support part including a substrate temperature control member, and the substrate temperature control member includes a substrate support part formed below the substrate support surface. a substrate support section having one coolant flow path and a second coolant flow path formed below the first coolant flow path along the first coolant flow path;
A first chiller unit connected to the first refrigerant flow path and configured to control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path. and,
At least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant connected to the second refrigerant flow path and flowing through the second refrigerant flow path is controlled independently of the control of the first refrigerant. a second chiller unit configured to control the
Substrate processing equipment.
前記第2の冷媒の前記流れ方向は、前記第1の冷媒の前記流れ方向と同じである、
請求項1に記載の基板処理装置。
The flow direction of the second refrigerant is the same as the flow direction of the first refrigerant.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
前記第2の冷媒の前記流速は、前記第1の冷媒の前記流速と異なる、
請求項2に記載の基板処理装置。
the flow rate of the second refrigerant is different from the flow rate of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第2の冷媒の前記流速は、前記第1の冷媒の前記流速よりも大きい、
請求項2に記載の基板処理装置。
the flow rate of the second refrigerant is greater than the flow rate of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第2の冷媒の前記温度は、前記第1の冷媒の前記温度と異なる、
請求項2に記載の基板処理装置。
the temperature of the second refrigerant is different from the temperature of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第2の冷媒の前記温度は、前記第1の冷媒の前記温度よりも低い、
請求項2に記載の基板処理装置。
the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第2の冷媒の材料は、前記第1の冷媒の材料とは異なる、
請求項2に記載の基板処理装置。
The material of the second refrigerant is different from the material of the first refrigerant,
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第1の冷媒流路は、
前記基板支持部における中央領域に入口を有し、
前記基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、
前記中央領域において第1の断面積を有し、
前記エッジ領域において第2の断面積を有し、
前記第2の冷媒流路は、
前記中央領域に入口を有し、
前記エッジ領域に出口を有し、
前記中央領域において前記第1の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、
前記エッジ領域において前記第2の断面積よりも大きい第4の断面積を有する、
請求項2~7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
The first refrigerant flow path is
having an entrance in a central region of the substrate support;
having an outlet in an edge region of the substrate support;
having a first cross-sectional area in the central region;
having a second cross-sectional area in the edge region;
The second refrigerant flow path is
having an entrance in the central region;
having an outlet in the edge region;
having a third cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area in the central region;
having a fourth cross-sectional area larger than the second cross-sectional area in the edge region;
The substrate processing apparatus according to any one of claims 2 to 7.
前記第1の冷媒流路は、
前記基板支持部における中央領域に入口を有し、
前記基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、
前記第2の冷媒流路は、
前記中央領域に入口を有し、
前記エッジ領域に出口を有し、
前記中央領域において前記第1の冷媒流路と前記第2の冷媒流路との間に第1の間隔が形成され、
前記エッジ領域において前記第1の冷媒流路と前記第2の冷媒流路との間に前記第1の間隔よりも小さい第2の間隔が形成される、
請求項2~7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
The first refrigerant flow path is
having an entrance in a central region of the substrate support;
having an outlet in an edge region of the substrate support;
The second refrigerant flow path is
having an entrance in the central region;
having an outlet in the edge region;
a first interval is formed between the first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path in the central region;
A second interval smaller than the first interval is formed between the first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path in the edge region.
The substrate processing apparatus according to any one of claims 2 to 7.
前記第1の冷媒流路及び前記第2の冷媒流路は、前記基板支持部における同一の領域で互いに同じ断面積を有する、
請求項9に記載の基板処理装置。
The first coolant flow path and the second coolant flow path have the same cross-sectional area in the same area in the substrate support part,
The substrate processing apparatus according to claim 9.
前記第2の冷媒の前記流れ方向は、前記第1の冷媒の前記流れ方向の反対方向である、
請求項1に記載の基板処理装置。
The flow direction of the second refrigerant is opposite to the flow direction of the first refrigerant.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
前記第2の冷媒の前記流速は、前記第1の冷媒の前記流速と異なる、
請求項11に記載の基板処理装置。
the flow rate of the second refrigerant is different from the flow rate of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 11.
前記第2の冷媒の前記流速は、前記第1の冷媒の前記流速よりも大きい、
請求項11に記載の基板処理装置。
the flow rate of the second refrigerant is greater than the flow rate of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 11.
前記第2の冷媒の前記温度は、前記第1の冷媒の前記温度と異なる、
請求項11に記載の基板処理装置。
the temperature of the second refrigerant is different from the temperature of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 11.
前記第2の冷媒の前記温度は、前記第1の冷媒の前記温度よりも低い、
請求項11に記載の基板処理装置。
the temperature of the second refrigerant is lower than the temperature of the first refrigerant;
The substrate processing apparatus according to claim 11.
前記第2の冷媒の材料は、前記第1の冷媒の材料とは異なる、
請求項11に記載の基板処理装置。
The material of the second refrigerant is different from the material of the first refrigerant,
The substrate processing apparatus according to claim 11.
前記第1の冷媒流路は、
前記基板支持部における中央領域に入口を有し、
前記基板支持部におけるエッジ領域に出口を有し、
前記中央領域において第1の断面積を有し、
前記エッジ領域において第2の断面積を有し、
前記基板支持部における前記中央領域と前記エッジ領域との間に位置する中間領域において前記第1の断面積及び前記第2の断面積よりも小さい第3の断面積を有し、
前記第2の冷媒流路は、
前記エッジ領域に入口を有し、
前記中央領域に出口を有し、
前記中央領域において第4の断面積を有し、
前記エッジ領域において第5の断面積を有し、
前記中間領域において前記第4の断面積及び前記第5の断面積よりも小さい第6の断面積を有する、
請求項11~16のいずれか一項に記載の基板処理装置。
The first refrigerant flow path is
having an entrance in a central region of the substrate support;
having an outlet in an edge region of the substrate support;
having a first cross-sectional area in the central region;
having a second cross-sectional area in the edge region;
having a third cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area and the second cross-sectional area in an intermediate area located between the central area and the edge area in the substrate support part;
The second refrigerant flow path is
having an entrance in the edge region;
having an outlet in the central region;
having a fourth cross-sectional area in the central region;
having a fifth cross-sectional area in the edge region;
having a sixth cross-sectional area smaller than the fourth cross-sectional area and the fifth cross-sectional area in the intermediate region;
The substrate processing apparatus according to any one of claims 11 to 16.
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、下部電極を含む基板支持部と、
前記基板支持部の上方に配置される上部電極であって、前記基板支持部と前記上部電極との間にプラズマが形成される、上部電極と、
前記上部電極の上方に配置される温調部材であって、前記温調部材は、第1の冷媒流路と、前記第1の冷媒流路に沿って前記第1の冷媒流路の上方に形成された第2の冷媒流路とを有する、温調部材と、
前記第1の冷媒流路に接続され、前記第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御するように構成される第1のチラーユニットと、
前記第2の冷媒流路に接続され、前記第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、前記第1の冷媒の制御とは独立して制御するように構成される第2のチラーユニットと、を備える、
プラズマ処理装置。
a chamber;
a substrate support disposed within the chamber and including a lower electrode;
an upper electrode disposed above the substrate support, where plasma is formed between the substrate support and the upper electrode;
A temperature control member disposed above the upper electrode, the temperature control member including a first refrigerant flow path and a temperature control member disposed above the first refrigerant flow path along the first refrigerant flow path. a temperature control member having a second refrigerant flow path formed therein;
A first chiller unit connected to the first refrigerant flow path and configured to control at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first refrigerant flowing through the first refrigerant flow path. and,
At least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second refrigerant connected to the second refrigerant flow path and flowing through the second refrigerant flow path is controlled independently of the control of the first refrigerant. a second chiller unit configured to control the
Plasma processing equipment.
基板処理装置において行われる基板処理方法であって、
前記基板処理装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置され、基板支持面を有する基板支持部であって、前記基板支持部は、基板温調部材を含み、前記基板温調部材は、前記基板支持面の下方に形成された第1の冷媒流路と、前記第1の冷媒流路に沿って前記第1の冷媒流路の下方に形成された第2の冷媒流路とを有する、基板支持部と、を備え、
前記基板処理方法は、
前記基板支持面上に基板を載置する工程と、
前記基板支持面上の基板を処理する工程と、
前記基板支持面上の基板を処理している間に、前記第1の冷媒流路を流れる第1の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを制御する工程と、
前記基板支持面上の基板を処理している間に、前記第2の冷媒流路を流れる第2の冷媒の温度、流速及び流れ方向のうちの少なくとも一つを、前記第1の冷媒の制御とは独立して制御する工程と、を有する、
基板処理方法。
A substrate processing method performed in a substrate processing apparatus, comprising:
The substrate processing apparatus includes:
a chamber;
A substrate support part disposed in the chamber and having a substrate support surface, the substrate support part including a substrate temperature control member, and the substrate temperature control member includes a substrate support part formed below the substrate support surface. a substrate support section having one refrigerant flow path and a second refrigerant flow path formed below the first refrigerant flow path along the first refrigerant flow path;
The substrate processing method includes:
placing a substrate on the substrate support surface;
processing the substrate on the substrate support surface;
controlling at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the first coolant flowing through the first coolant flow path while processing the substrate on the substrate support surface;
While processing the substrate on the substrate support surface, controlling at least one of the temperature, flow rate, and flow direction of the second coolant flowing in the second coolant flow path with respect to the first coolant. and a step of controlling independently of the
Substrate processing method.
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