JP4295490B2 - Processing device, chiller control method and chiller control device for processing device - Google Patents

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    • F28D2021/0077Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置の温度制御に用いるチラーを制御する方法および装置に係り、特にチラーで消費されるエネルギーを効率的に節約するための省エネ技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
チラーを使用する処理装置の典型例として、半導体デバイスやFPD(Flat Panel Display)の製造プロセスにおけるエッチング、堆積、酸化、スパッタリング等の処理に広く用いられているプラズマ処理装置が挙げられる。プラズマ処理装置では、反応容器またはチャンバの中にプラズマ生成用またはイオン引き込み用の電極を1つまたは一対配置し、該電極に高周波電力を印加するようにしている。通常は、チャンバ内の中心部に上向きに配置される電極が被処理基板(半導体ウエハ、ガラス基板等)を載置する載置台またはサセプタも兼ねる。このようなサセプタ電極は、基板と直接接触することから、その電極の温度が基板の温度つまり処理温度に直接影響する。そこで、サセプタ電極またはこれに一体結合する導電性の支持部材の中に冷媒室を設け、外付けのチラーユニットより所定温度の液状またはガス状の冷媒を該冷媒室に循環供給して、電極の温度を制御するようにしている(たとえば特許文献1)。
【0003】
【特許文献】
特開2001−44176号公報(第4頁、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、処理装置が基板に処理を施するために通常に稼動している状態であるかアイドル状態(休止状態)であるかにかかわらず、チラーより処理装置に対して冷媒を常時一定の流量(つまりサセプタ電極ないし基板の温度を設定温度に維持するための流量)で供給し続けている。このため、無駄なエネルギーがチラーで消費されていた。一般に処理装置における長時間のアイドル状態はロットの切れ目で起きるが、近年普及している少量多品種の生産ラインでは基板1枚単位つまり枚葉処理の合間でも不定な長い時間(時には数10分以上)のアイドル状態が続くことがあり、チラーのエネルギー消費量は無視できなくなってきている。
【0005】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置の稼動状況に応じてチラーの冷媒供給動作を適確に制御して効果的な省エネを実現する処理装並びに処理装置用のチラー制御方法及びチラー制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の処理装置用のチラー制御方法は、被処理基板に所定の処理を施すための処理装置に対して温度制御用の液状冷媒を供給するチラーの制御方法であって、前記処理装置が前記処理のために通常に稼動している期間中は前記チラーより前記処理装置に対して前記液状冷媒を第1の流量で供給する第1の工程と、前記処理装置が所定の閾値時間以上のアイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて検出する第2の工程と、前記処理装置が通常稼動状態から前記アイドル状態に切り換わった後に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量からそれよりも小さな第2の流量に抑制する第3の工程と、前記処理装置が前記アイドル状態になってから通常稼動状態に復帰するタイミングが未定の場合には、前記アイドル状態中に前記工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて前記液状冷媒の流量を前記第2の流量から前記第1の流量に戻すための流量復帰動作の開始時刻を決定し、前記処理装置が前記アイドル状態になる際にアイドル状態期間を計算できる場合には、前記アイドル状態になる際にタイマ機能により前記流量復帰動作の開始時刻を設定する第4の工程と、前記第4の工程で決定または設定した開始時刻で前記流量復帰動作を開始して、前記処理装置が前記アイドル状態から通常稼動状態に復帰する前に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量に戻しておく第5の工程とを有する。
本発明において、通常稼動状態とは、所定の閾値時間以上のアイドル状態ではない状態であり、通常は、処理容器内で被処理基板に対して所定の処理を施している最中はもちろん、処理の前後の基板搬入/搬出動作の状態を含み、さらには次の基板が処理容器内に導入されたなら直ちにこの基板に対して処理を実行できるようなスタンバイ状態を含む。
【0007】
また、本発明のチラーの制御装置は、被処理基板に所定の処理を施すための処理装置に対して温度制御用の液状冷媒を冷媒循環路を介して供給するチラーの制御装置であって、前記チラーより前記処理装置に対して供給する前記液状冷媒の流量を調整するための冷媒流量調整手段と、前記処理装置が所定の閾値時間以上のアイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて検出する第1のシーケンス検出手段と、前記第1のシーケンス検出手段による検出結果にしたがい、前記処理装置が通常稼動状態から前記アイドル状態に切り換わった後に前記冷媒流量調整手段を制御して、前記液状冷媒の流量を通常稼動状態のときの第1の流量からそれよりも小さな第2の流量に抑制させる冷媒流量抑制手段と、前記処理装置が前記アイドル状態になってから通常稼動状態に復帰するタイミングが未定の場合には、前記アイドル状態中に前記工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて前記液状冷媒の流量を前記第2の流量から前記第1の流量に戻すための流量復帰動作の開始時刻を決定し、前記処理装置が前記アイドル状態になる際にアイドル状態期間を計算できる場合には、前記アイドル状態になる際にタイマ機能により前記流量復帰動作の開始時刻を設定する流量復帰動作開始時刻決定手段と、前記流量復帰動作開始時刻決定手段で決定または設定された開始時刻で前記流量復帰動作を開始して、前記処理装置が前記アイドル状態から通常稼動状態に復帰する前に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量に戻しておく冷媒流量復帰手段とを有する。
【0008】
本発明では、第2の工程において(第1のシーケンス検出手段により)、処理装置が所定時間以上アイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいた先読みからキャッチ(検出)し、第3の工程において(冷媒流量抑制手段および冷媒流量調整手段により)チラーユニットより処理装置に対して供給する液状冷媒の流量を通常稼動状態のときの第1の流量からそれよりも小さな第2の流量に抑制する。そして、第4の工程において(流量復帰動作開始時刻決定手段により)、処理装置がアイドル状態になってから通常稼動状態に復帰するタイミングが未定の場合には、アイドル状態中に上記工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて液状冷媒の流量を第2の流量から第1の流量に戻すための流量復帰動作の開始時刻を決定し、処理装置がアイドル状態になる際にアイドル状態期間を計算できる場合には、前記アイドル状態になる際にタイマ機能により前記流量復帰動作の開始時刻を設定する。そして、第5の工程において(冷媒流量復帰手段により)、上記開始時刻で流量復帰動作を開始して、処理装置がアイドル状態から通常稼動状態に復帰する前に液状冷媒の流量を第1の流量に戻しておく。こうして、アイドル状態中の適度な期間に液状冷媒の流量を抑制して、処理装置の稼動状況に応じたチラーの省エネを実現することができる。
【0009】
本発明においては、チラーの効率的な省エネをはかるうえで、好ましくは、上記閾値が、チラーにおいて液状冷媒の流量を第1の流量から第2の流量に戻すのに要する第1の時間と第2の流量から第1の流量に戻すのに要する第2の時間とを足し合わせた時間よりも長い時間に設定されるのがよい。その場合、第4の工程(流量復帰動作開始時刻決定手段)においては処理装置が通常稼動状態に復帰するタイミングに対応する時刻より第2の時間以上前の時刻を流量復帰動作の開始時刻とするのが好ましい。
【0010】
また、本発明の処理装置は、被処理基板を収容する減圧可能なプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバ内に設けられた温調用の冷媒通路と、前記プロセスチャンバ内の冷媒通路に液状冷媒を供給するためのチラーと、前記チラーを制御するための本発明のチラー制御装置とを有する。かかる処理装置の構成においては、本発明のチラー制御装置を備えることにより、チラーの大幅な省エネを実現することができる。
本発明の処理装置における好適な一態様として、プロセスチャンバ内に基板を載置する載置台が設けられ、この載置台の内部に温調用の冷媒通路が形成される。また、プロセスチャンバ内に載置台上の基板に向けて処理ガスを多数のガス吐出口より吐出して供給するシャワーヘッドが設けられてもよく、このシャワーヘッドの内部に温調用の冷媒通路が形成されてもよい。また、シャワーヘッドより吐出される処理ガスのプラズマを生成するために載置台とシャワーヘッドとの間に高周波を印加する高周波給電部を備えてもよい。省エネの観点からアイドル状態の期間中にプロセスチャンバ内が減圧状態に保つのも好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【0012】
図1に、本発明のチラー制御方法または装置の適用可能な処理システムの構成例を示す。この処理システムは、処理装置10と、チラーユニット12と、コントローラ14と、ホストコンピュータ16とを含んでいる。
【0013】
処理装置10は、たとえばプラズマエッチング装置であり、密閉可能なプロセスチャンバ18を有している。このプロセスチャンバ18内の中心部には、被処理基板(たとえば半導体ウエハ)Wを載置するための載置台(サセプタ)を兼ねる下部電極20が配置されている。
【0014】
下部電極20はたとえばアルミニウム製の板状ブロックからなり、この板状ブロックの中にたとえば円周方向に延在する環状の冷媒室22が形成されている。この冷媒室22には、冷媒循環路を構成する冷媒供給管24および冷媒回収管26が接続されている。後述するように、チラーユニット12より温調された冷媒が冷媒供給管24および冷媒回収管26を介して冷媒室22に循環供給されるようになっている。
【0015】
プロセスチャンバ18において、下部電極20の上方にはこの電極と平行に対向して上部電極28が配置されている。この上部電極28には、シャワーヘッドを構成するための多数の貫通孔またはガス吐出口28aが形成されている。上部電極28の背後に設けられているガス導入口30には、処理ガス供給源32からのガス供給配管34が接続されている。このガス供給配管34の途中には流量調整器(MFC)36および開閉弁38が設けられている。
【0016】
上部電極28はプロセスチャンバ18を介してグランド電位に接続(接地)されている。一方、下部電極20には、整合器40を介して高周波電源42が電気的に接続されている。なお、下部電極20は絶縁材44によってプロセスチャンバ18から電気的に絶縁されている。
【0017】
プロセスチャンバ18の底部には排気口46が設けられ、この排気口46に排気管48を介して排気装置たとえば真空ポンプ(図示せず)が接続されている。プロセスチャンバ18の側面には基板搬入出口(図示せず)が設けられ、この基板搬入出口にゲートバルブ(図示せず)を介してたとえばロードロック室(図示せず)が接続されている。
【0018】
このエッチング装置において、エッチング処理を行うには、プロセスチャンバ18内に基板Wを搬入して下部電極20の上に載置し、処理ガス供給源32よりエッチングガスを所定の流量でチャンバ18内に導入し、排気装置により真空引きしてチャンバ18内の圧力を設定値とする。さらに、高周波電源42よりたとえば13.56MHzの高周波を所定のパワーで下部電極20に印加する。そうすると、上部電極28のシャワーヘッド28aより吐出されたエッチングガスが電極間のグロー放電中でプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによって基板Wの被処理面がエッチングされる。このようなエッチング処理において、エッチングガス供給のオン・オフ制御(開閉弁38のオン・オフ制御)や高周波電力のオン・オフ制御(高周波電源42のオン・オフ制御)はコントローラ14により行なわれてよい。
【0019】
チラーユニット12は、液状の冷媒(たとえば冷却水またはブライン)CW1を貯留するための冷媒タンク50と、冷媒CW1の温度を調節するための冷却器52とを有している。冷媒タンク50には、タンク内の冷媒CW1を加熱するためのヒータ54と、冷媒CW1を冷媒供給管24に送出するためのポンプ56が設けられている。ポンプ56は、インバータ58によって駆動制御され、タンク50内の冷媒CW1を所望の圧力または流量で吐出するようになっている。コントローラ14は、インバータ58を通じてポンプ56の出力つまり吐出流量を制御できるようになっている。
【0020】
冷却器52は、冷媒回収管26より回送されてきた冷媒CW1を所定温度に冷却してから冷媒タンク50に戻す第1熱交換器60と、冷媒CW1よりも低い温度の第2冷媒CW2を外部の冷媒供給手段(図示せず)より供給される第2熱交換器62と、第1熱交換器60と第2熱交換器62との間で熱の受け渡しを行うための第3冷媒CW3を循環させる冷媒循環路64とを有している。冷媒循環路64には、インバータ66によって駆動制御される循環用のポンプ68が設けられている。
【0021】
コントローラ14は、冷媒タンク50内の冷媒CW1を所望の温度に調整するために、インバータ66を通じてポンプ68の出力つまり第3冷媒CW3の循環速度を制御できるようになっている。冷媒タンク50、冷媒供給管24あるいは冷媒回収管26内の冷媒CW1の温度を検出する温度センサ(図示せず)を設けて、冷媒CW1の温度調整をフィードバック制御で行うことも可能である。さらに、冷媒循環路(24,26)に流量センサ(図示せず)を設けて、冷媒CW1の流量調整をフィードバック制御で行うことも可能である。
【0022】
ホストコンピュータ16は、このエッチング装置10が属する処理システムの全体を統括制御するもので、コントローラ14を通じてエッチング装置10およびその周辺装置(特にチラーユニット12)の動作を制御できるとともに、システム内の他の処理装置や搬送装置等に対してもそれぞれのコントローラを介して所要の制御を行えるようになっている。
【0023】
ホストコンピュータ16は、各装置の動作を制御するため、各被処理基板Wについて工程シーケンス上のレシピ情報をルックアヘッド方式(先読み方式)で管理し、適宜所要の動作またはイベントを指示する信号を各装置のコントローラに与える。また、ホストコンピュータ16に対して各装置側からもコントローラを通じて各装置の動作状況や現在扱っている基板Wについての工程状況等を知らせることができるようになっている。ホストコンピュータ16は、システム内に在る各基板Wについて現在位置を把握することが可能であり、工程レシピ情報の中で現在位置情報を随時更新できるようになっている。
【0024】
次に、図2および図3につき本実施形態における作用を説明する。図2は、チラー制御のシーケンスを示すフローチャートである。図3は、チラー消費電力の時間的な特性を示すタイムチャートである。
【0025】
エッチング装置10がエッチング処理のために通常に稼動している間、チラーユニット12は通常モードで動作する(ステップS1)。この通常モードでは、コントローラ14の制御の下でチラーユニット12より冷媒循環路(24,26)を介して下部電極20の冷却室22に所定温度に温調された冷媒CW1が通常モード用の第1の流量N1(たとえば25リットル/分)で循環供給される。チラーユニット12内では、冷媒タンク50のポンプ56が第1の流量N1を確保するために相当の高出力で作動するとともに、冷却器52のポンプ68も冷媒CW1を高速に熱交換または冷却するために比較的高い出力で作動し、これらのポンプ56,68およびインバータ58,66全体で比較的高い電力P1(たとえば3.31kW)が消費される。
【0026】
なお、エッチング装置10がエッチング処理のために通常に稼動している状態つまり「通常稼動状態」とは、プロセスチャンバ18内で下部電極20上の基板Wにプラズマエッチング処理を施している最中はもちろん、プラズマエッチング処理の前後の基板搬入/搬出動作の状態を含み、さらには次の基板Wがチャンバ18内に導入されたなら直ちにこの基板Wに対してプラズマ処理を実行できるようなスタンバイ状態も含んでよい。したがって、プロセスチャンバ18内に基板Wが存在せず、処理ガス供給配管34の開閉弁38が閉じられ、高周波電源42がオフ状態になっている時でも、エッチング装置10がスタンバイ状態にある限りチラーユニット12は上記のような通常モードで動作し続ける。
【0027】
さて、エッチング装置10が通常稼動状態にある間に、ホストコンピュータ16が各被処理基板Wについての工程シーケンス上のレシピ情報を先読みした結果、当該エッチング装置10が所定の閾値時間Ts以上の休止状態つまりアイドル状態になることを事前に検知または判定したとする(ステップS2)。ここで、「アイドル状態」とは、当該処理装置内に次の被処理基板Wが導入されるまでの時間がしばらくかかる状態であり、次の基板導入の時刻またはタイミングが確定している場合だけでなく、未定である場合も含む。また、「閾値時間Ts」は、後述するようにチラーユニット12における冷媒流量切換動作に要する時間(T1,T2)を考慮した値に設定される。
【0028】
この実施形態では、上記のようにホストコンピュータ16がレシピ情報の先読みでエッチング装置10の閾値時間Ts以上のアイドル状態を事前にキャッチまたは検知したときは、ホストコンピュータ16からの連絡に応じてコントローラ14がチラーユニット12に省エネモードを指示する信号を発信する(ステップS3、時点t1)。
【0029】
こうして省エネモード指示信号が出されると、チラーユニット12では、エッチング装置10に供給する冷媒CW1の流量を通常モード用の第1の流量N1から省エネモード用の第2の流量N2(たとえば15リットル/分)に抑制する(ステップS3、時点t2)。図1の構成例では、コントローラ14がインバータ58を直接制御してポンプ56の出力を設定値まで下げる。この流量抑制のための流量切換に要する時間T1は、ポンプ56の出力特性、冷媒CW1の特性(比重等)、流量変化量(N1→N2)、冷媒循環路(24,22,26)の流体容量やコンダクタンス等によって決まり、通常は1〜2分程度である。
【0030】
また、エッチング装置10がアイドル状態になっている間は、エッチング装置10から冷媒回収管26を介して回送されてくる冷媒CW1の温度はそれほど上昇していないため、省エネモード中は冷却器52の冷却能力を下げることもできる。
【0031】
こうして、省エネモード中は、チラーユニット12内の各部が低出力で動作し、特に冷媒タンク50内の冷媒CW1を抑制流量N2でエッチング装置10に供給すればよいので、ポンプ56およびインバータ58が通常モードのときよりも負荷が軽くなってかなり低い出力で動作し、ポンプ56,68およびインバータ58,66全体の消費電力は相当低いレベルP2(たとえば2.26kW)に下がる。
【0032】
このようなチラーユニット12の省エネモードによってエッチング装置10に供給する冷媒CW1の流量を抑制しても、装置10内の下部電極20の温度を通常稼動状態のときとほぼ等しい温度に維持することができる。すなわち、通常稼動状態、特に処理中は下部電極20自体が高周波電流で発熱するだけでなくプラズマからの熱を受けるため、下部電極20の冷却室22に冷媒CW1を比較的大きな第1の流量N1で循環供給して冷却レートを高くする必要がある。しかし、アイドル状態の下では、下部電極20自体の発熱もなければプラズマからの入熱もないため、そのぶん冷却レートを下げても、したがって冷媒CW1の流量を抑制しても下部電極20の温度を設定温度付近に維持することができる。逆な見方をすれば、省エネモードにおける冷媒CW1の流量N2は、下部電極20の温度が通常稼動状態のときの電極温度設定値付近に維持されるような流量に選ばれるのが好ましい。
【0033】
なお、省エネモード中に下部電極20の温度を設定温度付近に維持するうえで、プロセスチャンバ18の中を真空に保つのが好ましい。つまり、下部電極20を真空空間内に置くことで、下部電極20回りの熱伝導を小さくして、断熱状態を維持することができる。
【0034】
上記のようにしてエッチング装置10がアイドル状態でチラーユニット12が省エネモードを維持している間に、ホストコンピュータ16が工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて先読みした結果から、エッチング装置10でエッチング処理を受けるため新たな基板Wが導入されることを事前にキャッチまたは検出したとする(ステップS6)。この場合、ホストコンピュータ16は、その新たな基板Wがプロセスチャンバ18に搬入される時刻をコントローラ14に送ってよい。また、必要に応じて、当該基板Wに対する固有のエッチング処理条件(レシピ)も送ってよい。
【0035】
コントローラ14は、ホストコンピュータ16からの連絡を受けると、ホストコンピュータ16より指定された基板搬入時刻よりも前にエッチング装置10をアイドル状態から通常稼動状態に完全復帰させる時刻t5を設定し、エッチング装置10内の各部に対してスタンバイ状態に戻るよう所要の指示信号を出す。また、チラーユニット12に対しては省エネモードから通常モードに戻るように指示信号を出す(ステップS7)。
【0036】
こうして通常モード指示信号が出されると、チラーユニット12では、エッチング装置10に供給する冷媒CW1の流量を省エネモード用の第2の流量N2から通常モード用の第1の流量N1に戻す動作を開始する(ステップS8、時点t3)。図1の構成例では、コントローラ14がインバータ58を直接制御してポンプ56の出力を設定値まで上げていく。この流量復帰のための流量切換に要する時間T2は、ポンプ56の出力特性、冷媒CW1の特性(比重等)、流量変化量(N2→N1)、冷媒循環路(24,22,26)の流体容量やコンダクタンス等によって決まり、通常は5〜8分程度である。したがって、エッチング装置10側が通常稼動状態に完全復帰する時刻t5よりも前に(たとえば時点t4で)冷媒流量が第1の流量N1に完全復帰するように(ステップS9)、冷媒流量切換または復帰動作の開始時刻t3を決定してよい。
【0037】
こうして、チラーユニット12が通常モードに復帰することによってエッチング装置10はスタンバイ状態となることができ、ホストコンピュータ16より指定された基板搬入時刻に間に合わせることができる。
【0038】
図3のシーケンスでは、エッチング装置10をアイドル状態から通常稼動状態に復帰すべきタイミングをアイドル状態中にホストコンピュータ16が工程シーケンス上のレシピ情報から先読みで検知した場合であった。つまり、チラーユニット12に冷媒流量の抑制を指示した時刻t1から冷媒流量の復帰を指示した時刻t4までの時間T4が不定の場合であった。しかし、先にチラーユニット12を通常モードから省エネモードに切り換える段階でエッチング装置10のアイドル状態期間を計算できている場合は、コントローラ14側のタイマ機能により時間T3ないしT4を前以て設定することができる。
【0039】
また、エッチング装置10のアイドル状態期間が著しく長いことが最初から分かっている場合は、復旧に支障を来さない限度で冷媒CW1の流量を上記第2の流量N2よりもさらに抑制された流量に制御したり、あるいはチラーユニット10内の各部の動作を完全停止させることも可能である。
【0040】
また、上記のように、チラーユニット12において冷媒CW1の流量を通常モード用の第1の流量N1と省エネモード用の第2の流量N2との間で切り換えるに際しては相当の所要時間(T1,T2)を必要とする。したがって、チラーユニット12を通常モードから省エネモードに切り換えるための分岐点であるエッチング装置10におけるアイドル状態持続時間の「閾値時間Ts」は、流量切換時間(所定時間T1+T2)よりも長い時間に選ばれるのが好ましい。
【0041】
上記したように、この実施形態においては、処理装置が所定の閾値時間以上アイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいた先読みからキャッチ(検出)して、チラーユニットより処理装置に対して供給する冷媒の流量を適度な期間にわたって適度に低い流量に抑制するようにしたので、チラーの大幅な省エネを実現することができる。
【0042】
上記した実施形態では、エッチング装置10内の下部電極20だけをチラーユニット12によって温調した。しかし、上部電極28も上記と同様の冷媒室または冷媒通路を設けてチラーユニット12により温調することが可能であり、さらには電極以外の部品または部材もチラーの温度制御の対象となり得る。
【0043】
上記した実施形態におけるチラーユニット12内の構成は一例であり、種々の変形・変更が可能である。たとえば、チラーを用いる処理装置内の各部の温度制御は冷却方式に限るものではなく、加熱方式も可能である。また、プラズマエッチング装置10も本発明における処理装置の一例であり、チラーを必要とする他の種々の方式または用途(たとえばCVD、酸化、スパッタリング等)の処理装置に本発明を適用することが可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理装置並びに処理装置用のチラー制御方法及びチラー制御装置は、処理装置の稼動状況に応じてチラーの冷媒供給動作を適確に制御して処理システム内の効果的な省エネを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における処理システムの構成を示す図である。
【図2】実施形態におけるチラー制御の主要な手順を示すフローチャート図である。
【図3】実施形態におけるチラー制御のタイミングを示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
10 プラズマエッチング装置(処理装置)
12 チラーユニット
14 コントローラ
16 ホストコントローラ
20 下部電極
22 冷媒室
24 冷媒供給管
26 冷媒回収管
42 高周波電源
50 冷媒タンク
52 冷却器
56 ポンプ
58 インバータ
66 インバータ
68 ポンプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a chiller used for temperature control of a processing apparatus, and more particularly to an energy saving technique for efficiently saving energy consumed by the chiller.
[0002]
[Prior art]
As a typical example of a processing apparatus using a chiller, there is a plasma processing apparatus widely used for processes such as etching, deposition, oxidation, and sputtering in a manufacturing process of a semiconductor device or an FPD (Flat Panel Display). In a plasma processing apparatus, one or a pair of electrodes for plasma generation or ion drawing are arranged in a reaction vessel or chamber, and high-frequency power is applied to the electrodes. Usually, an electrode disposed upward in the center of the chamber also serves as a mounting table or susceptor on which a substrate to be processed (semiconductor wafer, glass substrate, etc.) is mounted. Since such a susceptor electrode is in direct contact with the substrate, the temperature of the electrode directly affects the temperature of the substrate, that is, the processing temperature. Therefore, a refrigerant chamber is provided in the susceptor electrode or a conductive support member integrally coupled thereto, and a liquid or gaseous refrigerant having a predetermined temperature is circulated and supplied to the refrigerant chamber from an external chiller unit. The temperature is controlled (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Literature]
JP 2001-44176 A (page 4, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, the coolant is always constant from the chiller to the processing apparatus regardless of whether the processing apparatus is normally operating to process the substrate or in an idle state (resting state). (I.e., a flow rate for maintaining the temperature of the susceptor electrode or the substrate at a set temperature). For this reason, useless energy was consumed by the chiller. In general, a long idle state in a processing apparatus occurs at a break between lots. However, in a low-volume, multi-product type production line that has been widespread in recent years, an indefinitely long time (sometimes several tens of minutes or more) even in units of substrates, that is, between single-wafer processing. ) May continue to be idle, and chiller energy consumption can no longer be ignored.
[0005]
  The present invention has been made in view of the problems of the prior art, andapparatusThe refrigerant supply operation of the chiller is appropriately adjusted according to the operating conditions ofControl and effective energy savingRealizeProcessing equipment andChiller control method for processing equipmentas well asAn object is to provide a chiller control device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a chiller control method for a processing apparatus of the present invention is a chiller control method for supplying a temperature control liquid refrigerant to a processing apparatus for performing a predetermined process on a substrate to be processed. A first step of supplying the liquid refrigerant at a first flow rate from the chiller to the processing device during a period in which the processing device is normally operated for the processing; A second step of detecting that the engine is in an idle state for a predetermined threshold time or more based on recipe information in the process sequence; and after the processing device is switched from the normal operation state to the idle state, A third step of suppressing the flow rate from the first flow rate to a second flow rate smaller than the first flow rate, and when the timing at which the processing apparatus returns to the normal operation state after the idle state is undecided , In the idle stateAboveWhen a start time of a flow rate return operation for returning the flow rate of the liquid refrigerant from the second flow rate to the first flow rate is determined based on recipe information on a process sequence, and the processing apparatus is in the idle state InIdle period can be calculatedIn the case when the idle stateBy timer functionThe start time of the flow return operationSettingThe fourth step to be performed and the fourth step to be determinedOr settingA fifth step of starting the flow rate return operation at the start time and returning the flow rate of the liquid refrigerant to the first flow rate before the processing device returns from the idle state to the normal operation state. Have.
  In the present invention, the normal operation state is a state that is not an idle state for a predetermined threshold time or more, and normally, a predetermined processing is performed on a substrate to be processed in a processing container. And a standby state in which processing can be executed on this substrate as soon as the next substrate is introduced into the processing container.
[0007]
  The chiller control device of the present invention is a chiller control device for supplying a temperature control liquid refrigerant to a processing device for performing a predetermined process on a substrate to be processed via a refrigerant circulation path. Refrigerant flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid refrigerant supplied from the chiller to the processing device, and recipe information on the process sequence that the processing device is in an idle state for a predetermined threshold time or more. And a first flow rate detecting unit that detects the flow rate of the refrigerant and adjusts the refrigerant flow rate adjusting unit after the processing device is switched from the normal operation state to the idle state in accordance with a detection result by the first sequence detection unit. The flow rate of the liquid refrigerant is suppressed from a first flow rate in a normal operation state to a second flow rate smaller than the first flow rate, and the processing apparatus includes the processing device. If the timing to return after becoming idle state to the normal operating state of the undecided, in the idle stateAboveWhen a start time of a flow rate return operation for returning the flow rate of the liquid refrigerant from the second flow rate to the first flow rate is determined based on recipe information on a process sequence, and the processing apparatus is in the idle state InIdle period can be calculatedIn the case when the idle stateBy timer functionThe start time of the flow return operationSettingDetermined by the flow return operation start time determining means and the flow return operation start time determining meansOr settingA refrigerant flow rate return means for starting the flow rate return operation at the started time and returning the flow rate of the liquid refrigerant to the first flow rate before the processing device returns from the idle state to the normal operation state; Have
[0008]
  In the present invention, in the second step (by the first sequence detecting means), it is caught (detected) from prefetching based on the recipe information on the process sequence that the processing apparatus is in an idle state for a predetermined time or more. In this step, the flow rate of the liquid refrigerant supplied from the chiller unit to the processing device (by the refrigerant flow rate suppressing means and the refrigerant flow rate adjusting means) is changed from the first flow rate in the normal operation state to the second flow rate smaller than that. Suppress. In the fourth step (by the flow return operation start time determining means), if the timing for returning to the normal operation state after the processing device is in the idle state is undecided,the aboveWhen the start time of the flow rate return operation for returning the flow rate of the liquid refrigerant from the second flow rate to the first flow rate is determined based on the recipe information on the process sequence, and the processing apparatus is in an idle stateIdle period can be calculatedIn the case when the idle stateBy timer functionThe start time of the flow return operationSettingTo do. In the fifth step (by the refrigerant flow rate return means), the flow rate return operation is started at the start time, and the flow rate of the liquid refrigerant is changed to the first flow rate before the processing device returns from the idle state to the normal operation state. Return to. In this way, the flow rate of the liquid refrigerant can be suppressed during an appropriate period in the idle state, and the energy saving of the chiller according to the operation status of the processing apparatus can be realized.
[0009]
  In the present invention, in order to achieve efficient energy saving of the chiller, preferably, the threshold value is set in the chiller.LiquidChange the flow rate of the refrigerant from the first flow rate to the second flow rate.returnFrom the first time and the second flow rate required for thereturnIt is preferable to set the time longer than the total time of the second time required for the above. In that case, in the fourth step (flow rate return operation start time determination means), the processing apparatus is in a normal operation state.From the time corresponding to the return timingTime before the second timeIt is preferable to set the start time of the flow rate return operation.
[0010]
  Further, the processing apparatus of the present invention includes a process chamber capable of depressurizing that accommodates a substrate to be processed, a temperature adjusting refrigerant passage provided in the process chamber, and a refrigerant passage in the process chamber.LiquidIt has a chiller for supplying refrigerant and a chiller control device of the present invention for controlling the chiller. In the configuration of such a processing apparatus, by providing the chiller control device of the present invention, significant energy saving of the chiller can be realized.
  As a preferable aspect of the processing apparatus of the present invention, a mounting table for mounting a substrate is provided in the process chamber, and a temperature adjusting refrigerant passage is formed in the mounting table. Further, a shower head that discharges process gas from a number of gas discharge ports toward the substrate on the mounting table may be provided in the process chamber, and a temperature control refrigerant passage is formed in the shower head. May be. Moreover, in order to generate the plasma of the process gas discharged from a shower head, you may provide the high frequency electric power feeding part which applies a high frequency between a mounting base and a shower head. From the viewpoint of energy saving, it is also preferable to keep the inside of the process chamber in a reduced pressure state during an idle state.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a configuration example of a processing system to which the chiller control method or apparatus of the present invention can be applied. The processing system includes a processing device 10, a chiller unit 12, a controller 14, and a host computer 16.
[0013]
The processing apparatus 10 is a plasma etching apparatus, for example, and has a process chamber 18 that can be sealed. A lower electrode 20 that also serves as a mounting table (susceptor) for mounting a substrate to be processed (for example, a semiconductor wafer) W is disposed in the center of the process chamber 18.
[0014]
The lower electrode 20 is made of, for example, an aluminum plate block, and an annular refrigerant chamber 22 extending in the circumferential direction, for example, is formed in the plate block. The refrigerant chamber 22 is connected to a refrigerant supply pipe 24 and a refrigerant recovery pipe 26 that constitute a refrigerant circulation path. As will be described later, the temperature-controlled refrigerant from the chiller unit 12 is circulated and supplied to the refrigerant chamber 22 via the refrigerant supply pipe 24 and the refrigerant recovery pipe 26.
[0015]
In the process chamber 18, an upper electrode 28 is disposed above the lower electrode 20 so as to face the electrode in parallel. The upper electrode 28 is formed with a number of through holes or gas discharge ports 28a for constituting a shower head. A gas supply pipe 34 from a processing gas supply source 32 is connected to the gas inlet 30 provided behind the upper electrode 28. In the middle of the gas supply pipe 34, a flow rate regulator (MFC) 36 and an on-off valve 38 are provided.
[0016]
The upper electrode 28 is connected (grounded) to the ground potential via the process chamber 18. On the other hand, a high frequency power source 42 is electrically connected to the lower electrode 20 via a matching unit 40. The lower electrode 20 is electrically insulated from the process chamber 18 by an insulating material 44.
[0017]
An exhaust port 46 is provided at the bottom of the process chamber 18, and an exhaust device such as a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port 46 via an exhaust pipe 48. A substrate loading / unloading port (not shown) is provided on the side surface of the process chamber 18, and a load lock chamber (not shown) is connected to the substrate loading / unloading port via a gate valve (not shown).
[0018]
In this etching apparatus, in order to perform the etching process, the substrate W is loaded into the process chamber 18 and placed on the lower electrode 20, and an etching gas is supplied from the processing gas supply source 32 into the chamber 18 at a predetermined flow rate. Introduced and evacuated by an exhaust device, the pressure in the chamber 18 is set to a set value. Further, a high frequency of 13.56 MHz, for example, is applied from the high frequency power source 42 to the lower electrode 20 with a predetermined power. Then, the etching gas discharged from the shower head 28a of the upper electrode 28 is turned into plasma in the glow discharge between the electrodes, and the surface to be processed of the substrate W is etched by radicals and ions generated by this plasma. In such an etching process, the controller 14 performs on / off control of the etching gas supply (on / off control of the on-off valve 38) and on / off control of the high frequency power (on / off control of the high frequency power supply 42). Good.
[0019]
The chiller unit 12 includes a refrigerant tank 50 for storing a liquid refrigerant (for example, cooling water or brine) CW1, and a cooler 52 for adjusting the temperature of the refrigerant CW1. The refrigerant tank 50 is provided with a heater 54 for heating the refrigerant CW1 in the tank and a pump 56 for sending the refrigerant CW1 to the refrigerant supply pipe 24. The pump 56 is driven and controlled by an inverter 58, and discharges the refrigerant CW1 in the tank 50 at a desired pressure or flow rate. The controller 14 can control the output of the pump 56, that is, the discharge flow rate through the inverter 58.
[0020]
The cooler 52 cools the refrigerant CW1 sent from the refrigerant recovery pipe 26 to a predetermined temperature and then returns the refrigerant CW1 to the refrigerant tank 50 and the second refrigerant CW2 having a temperature lower than that of the refrigerant CW1 to the outside. A second heat exchanger 62 supplied from a refrigerant supply means (not shown), and a third refrigerant CW3 for transferring heat between the first heat exchanger 60 and the second heat exchanger 62. And a refrigerant circulation path 64 for circulation. The refrigerant circulation path 64 is provided with a circulation pump 68 that is driven and controlled by an inverter 66.
[0021]
  The controller 14 can control the output of the pump 68, that is, the circulation speed of the third refrigerant CW3 through the inverter 66 in order to adjust the refrigerant CW1 in the refrigerant tank 50 to a desired temperature. It is also possible to provide a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the refrigerant CW1 in the refrigerant tank 50, the refrigerant supply pipe 24 or the refrigerant recovery pipe 26, and to adjust the temperature of the refrigerant CW1 by feedback control. Further, a flow rate sensor (not shown) is provided in the refrigerant circulation path (24, 26), and the flow rate of the refrigerant CW1.AdjustmentCan also be performed by feedback control.
[0022]
The host computer 16 controls the entire processing system to which the etching apparatus 10 belongs. The host computer 16 can control the operation of the etching apparatus 10 and its peripheral devices (particularly the chiller unit 12) through the controller 14 and can also control other operations in the system. Necessary control can be performed on each of the processing device, the transport device, and the like via each controller.
[0023]
In order to control the operation of each apparatus, the host computer 16 manages the recipe information on the process sequence for each substrate W to be processed by a look-ahead method (pre-reading method), and appropriately sends a signal indicating a required operation or event. To the controller of the device. The host computer 16 can be notified of the operation status of each device, the process status of the substrate W currently handled, and the like from each device side through the controller. The host computer 16 can grasp the current position of each substrate W in the system, and can update the current position information in the process recipe information at any time.
[0024]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a sequence of chiller control. FIG. 3 is a time chart showing temporal characteristics of chiller power consumption.
[0025]
  While the etching apparatus 10 is normally operating for the etching process, the chiller unit 12 operates in the normal mode (step S1). In this normal mode, under the control of the controller 14, the refrigerant CW1 whose temperature is adjusted to a predetermined temperature from the chiller unit 12 to the cooling chamber 22 of the lower electrode 20 via the refrigerant circulation path (24, 26) is used for the normal mode. Circulatingly supplied at a flow rate of N1 (for example, 25 liters / minute). In the chiller unit 12, the pump 56 of the refrigerant tank 50 operates at a considerably high output in order to secure the first flow rate N1, and the pump of the cooler 5268Also, the refrigerant CW1 operates at a relatively high output in order to heat-exchange or cool the refrigerant CW1 at high speed, and relatively high power P1 (for example, 3.31 kW) is consumed by the pumps 56 and 68 and the inverters 58 and 66 as a whole.
[0026]
The state in which the etching apparatus 10 is normally operated for the etching process, that is, the “normal operation state” means that the plasma etching process is being performed on the substrate W on the lower electrode 20 in the process chamber 18. Of course, there is also a standby state in which the substrate loading / unloading operation state before and after the plasma etching process is included, and further, when the next substrate W is introduced into the chamber 18, the plasma processing can be immediately performed on the substrate W. May include. Therefore, as long as the etching apparatus 10 is in the standby state even when the substrate W does not exist in the process chamber 18, the on-off valve 38 of the processing gas supply pipe 34 is closed, and the high-frequency power source 42 is off, the chiller Unit 12 continues to operate in the normal mode as described above.
[0027]
Now, as a result of the host computer 16 pre-reading recipe information on the process sequence for each substrate W while the etching apparatus 10 is in a normal operation state, the etching apparatus 10 is in a resting state for a predetermined threshold time Ts or more. That is, it is assumed that the idling state is detected or determined in advance (step S2). Here, the “idle state” is a state in which it takes a while until the next substrate to be processed W is introduced into the processing apparatus, and only when the next substrate introduction time or timing is fixed. Not including the case where it is not yet decided. The “threshold time Ts” is set to a value that takes into account the time (T1, T2) required for the refrigerant flow rate switching operation in the chiller unit 12, as will be described later.
[0028]
In this embodiment, as described above, when the host computer 16 catches or detects in advance an idle state longer than the threshold time Ts of the etching apparatus 10 by prefetching recipe information, the controller 14 responds to a notification from the host computer 16. Transmits a signal for instructing the energy saving mode to the chiller unit 12 (step S3, time t1).
[0029]
When the energy saving mode instruction signal is output in this way, the chiller unit 12 changes the flow rate of the refrigerant CW1 supplied to the etching apparatus 10 from the first flow rate N1 for the normal mode to the second flow rate N2 for the energy saving mode (for example, 15 liters / liter). Minutes) (step S3, time point t2). In the configuration example of FIG. 1, the controller 14 directly controls the inverter 58 to lower the output of the pump 56 to a set value. The time T1 required for the flow rate switching for suppressing the flow rate is the output characteristics of the pump 56, the characteristics of the refrigerant CW1 (specific gravity, etc.), the flow rate variation (N1 → N2), and the fluid in the refrigerant circuit (24, 22, 26). It depends on the capacity, conductance, etc., and is usually about 1-2 minutes.
[0030]
Further, while the etching apparatus 10 is in an idle state, the temperature of the refrigerant CW1 that is routed from the etching apparatus 10 via the refrigerant recovery pipe 26 does not increase so much. The cooling capacity can also be lowered.
[0031]
Thus, during the energy saving mode, each part in the chiller unit 12 operates at a low output, and in particular, the refrigerant CW1 in the refrigerant tank 50 has only to be supplied to the etching apparatus 10 at the suppressed flow rate N2, so that the pump 56 and the inverter 58 are normally operated. The load is lighter than that in the mode and the operation is performed at a considerably low output, and the power consumption of the pumps 56 and 68 and the inverters 58 and 66 is lowered to a considerably low level P2 (eg 2.26 kW).
[0032]
Even if the flow rate of the refrigerant CW1 supplied to the etching apparatus 10 is suppressed by such an energy saving mode of the chiller unit 12, the temperature of the lower electrode 20 in the apparatus 10 can be maintained at a temperature substantially equal to that in the normal operation state. it can. That is, during normal operation, particularly during processing, the lower electrode 20 itself not only generates heat by high-frequency current but also receives heat from the plasma, so that the refrigerant CW1 is supplied to the cooling chamber 22 of the lower electrode 20 at a relatively large first flow rate N1. It is necessary to increase the cooling rate by circulating and supplying. However, under the idle state, there is no heat generation from the lower electrode 20 itself or heat input from the plasma, so even if the cooling rate is lowered, and therefore the flow rate of the refrigerant CW1 is suppressed, the temperature of the lower electrode 20 is reduced. Can be maintained near the set temperature. In other words, the flow rate N2 of the refrigerant CW1 in the energy saving mode is preferably selected so that the temperature of the lower electrode 20 is maintained in the vicinity of the electrode temperature set value when the normal operation state is maintained.
[0033]
In order to maintain the temperature of the lower electrode 20 in the vicinity of the set temperature during the energy saving mode, it is preferable to keep the inside of the process chamber 18 in a vacuum. That is, by placing the lower electrode 20 in the vacuum space, the heat conduction around the lower electrode 20 can be reduced and the heat insulation state can be maintained.
[0034]
While the etching apparatus 10 is in the idle state and the chiller unit 12 is maintaining the energy saving mode as described above, the etching process is performed by the etching apparatus 10 based on the result of the host computer 16 prefetching based on the recipe information in the process sequence. It is assumed that a new substrate W is introduced or received in advance for receiving (step S6). In this case, the host computer 16 may send the time when the new substrate W is loaded into the process chamber 18 to the controller 14. Further, if necessary, specific etching processing conditions (recipe) for the substrate W may be sent.
[0035]
When the controller 14 receives a notification from the host computer 16, the controller 14 sets a time t5 at which the etching apparatus 10 is completely returned from the idle state to the normal operation state before the substrate loading time designated by the host computer 16, and the etching apparatus Necessary instruction signals are output to the respective units in 10 to return to the standby state. Further, an instruction signal is output to the chiller unit 12 so as to return from the energy saving mode to the normal mode (step S7).
[0036]
When the normal mode instruction signal is thus issued, the chiller unit 12 starts an operation for returning the flow rate of the refrigerant CW1 supplied to the etching apparatus 10 from the second flow rate N2 for the energy saving mode to the first flow rate N1 for the normal mode. (Step S8, time t3). In the configuration example of FIG. 1, the controller 14 directly controls the inverter 58 to increase the output of the pump 56 to a set value. The time T2 required for the flow rate switching for returning the flow rate is the output characteristics of the pump 56, the characteristics of the refrigerant CW1 (specific gravity, etc.), the flow rate variation (N2 → N1), and the fluid in the refrigerant circuit (24, 22, 26). It depends on the capacity, conductance, etc., and is usually about 5 to 8 minutes. Therefore, the refrigerant flow rate switching or returning operation is performed so that the refrigerant flow rate completely returns to the first flow rate N1 (for example, at time t4) before time t5 when the etching apparatus 10 side is completely returned to the normal operation state (for example, at time t4). The start time t3 may be determined.
[0037]
Thus, when the chiller unit 12 returns to the normal mode, the etching apparatus 10 can enter a standby state, and the substrate loading time designated by the host computer 16 can be made in time.
[0038]
In the sequence shown in FIG. 3, the host computer 16 detects the timing at which the etching apparatus 10 should be returned from the idle state to the normal operation state by pre-reading from the recipe information in the process sequence during the idle state. That is, the time T4 from time t1 when the chiller unit 12 is instructed to suppress the refrigerant flow rate to time t4 when the chiller unit 12 is instructed to return the refrigerant flow rate is indefinite. However, when the idle state period of the etching apparatus 10 can be calculated at the stage of switching the chiller unit 12 from the normal mode to the energy saving mode, the time T3 to T4 should be set in advance by the timer function on the controller 14 side. Can do.
[0039]
If it is known from the beginning that the idle state period of the etching apparatus 10 is remarkably long, the flow rate of the refrigerant CW1 is further suppressed from the second flow rate N2 to the extent that does not hinder the recovery. It is also possible to control or to completely stop the operation of each part in the chiller unit 10.
[0040]
Further, as described above, when the flow rate of the refrigerant CW1 is switched between the first flow rate N1 for the normal mode and the second flow rate N2 for the energy saving mode in the chiller unit 12, a considerable time (T1, T2) is required. ) Is required. Accordingly, the “threshold time Ts” of the idle state duration in the etching apparatus 10 which is a branch point for switching the chiller unit 12 from the normal mode to the energy saving mode is selected to be longer than the flow rate switching time (predetermined time T1 + T2). Is preferred.
[0041]
As described above, in this embodiment, it is caught (detected) from prefetching based on recipe information on the process sequence that the processing apparatus is in an idle state for a predetermined threshold time or more, and the chiller unit Therefore, the flow rate of the refrigerant to be supplied is suppressed to a moderately low flow rate over a reasonable period of time, so that significant energy saving of the chiller can be realized.
[0042]
In the above-described embodiment, only the lower electrode 20 in the etching apparatus 10 is temperature-controlled by the chiller unit 12. However, the temperature of the upper electrode 28 can also be controlled by the chiller unit 12 by providing the same refrigerant chamber or refrigerant passage as described above, and parts or members other than the electrodes can also be subject to temperature control of the chiller.
[0043]
  The configuration in the chiller unit 12 in the above-described embodiment is an example, and various modifications and changes are possible.For example, the temperature control of each part in the processing apparatus using a chiller is not limited to the cooling method,A heating method is also possible. The plasma etching apparatus 10 is also an example of the processing apparatus in the present invention, and the present invention can be applied to processing apparatuses of various other methods or uses (for example, CVD, oxidation, sputtering, etc.) that require a chiller. It is.
[0044]
【The invention's effect】
  As explained above,Treatment apparatus of the present invention andChiller control method for processing equipmentas well asChiller control deviceIsEffective energy saving in the processing system can be realized by appropriately controlling the refrigerant supply operation of the chiller according to the operating status of the processing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a main procedure of chiller control in the embodiment.
FIG. 3 is a time chart showing timing of chiller control in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Plasma etching equipment (processing equipment)
12 Chiller unit
14 Controller
16 Host controller
20 Lower electrode
22 Refrigerant chamber
24 Refrigerant supply pipe
26 Refrigerant recovery pipe
42 High frequency power supply
50 Refrigerant tank
52 Cooler
56 pumps
58 inverter
66 inverter
68 pumps

Claims (17)

被処理基板に所定の処理を施すための処理装置に対して温度制御用の液状冷媒を供給するチラーの制御方法であって、
前記処理装置が前記処理のために通常に稼動している期間中は前記チラーより前記処理装置に対して前記液状冷媒を第1の流量で供給する第1の工程と、
前記処理装置が所定の閾値時間以上のアイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて検出する第2の工程と、
前記処理装置が通常稼動状態から前記アイドル状態に切り換わった後に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量からそれよりも小さな第2の流量に抑制する第3の工程と、
前記処理装置が前記アイドル状態になってから通常稼動状態に復帰するタイミングが未定の場合には、前記アイドル状態中に前記工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて前記液状冷媒の流量を前記第2の流量から前記第1の流量に戻すための流量復帰動作の開始時刻を決定し、前記処理装置が前記アイドル状態になる際にアイドル状態期間を計算できる場合には、前記アイドル状態になる際にタイマ機能により前記流量復帰動作の開始時刻を設定する第4の工程と、
前記第4の工程で決定または設定した開始時刻で前記流量復帰動作を開始して、前記処理装置が前記アイドル状態から通常稼動状態に復帰する前に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量に戻しておく第5の工程と
を有する処理装置用のチラー制御方法。
A chiller control method for supplying a temperature control liquid refrigerant to a processing apparatus for performing predetermined processing on a substrate to be processed,
A first step of supplying the liquid refrigerant at a first flow rate from the chiller to the processing device during a period in which the processing device is normally operated for the processing;
A second step of detecting that the processing apparatus is in an idle state for a predetermined threshold time or more based on recipe information on a process sequence;
A third step of suppressing the flow rate of the liquid refrigerant from the first flow rate to a second flow rate smaller than the first flow rate after the processing device is switched from the normal operation state to the idle state;
When the processing apparatus is undetermined timing of returning to the normal operating state from when the idle state, the step of the liquid coolant on the basis of the recipe information in the sequence flow of the second in the idle state When a start time of a flow rate return operation for returning the flow rate to the first flow rate is determined, and an idle state period can be calculated when the processing device is in the idle state , a timer is set in the idle state. A fourth step of setting a start time of the flow rate return operation by a function ;
The flow rate return operation is started at the start time determined or set in the fourth step, and the flow rate of the liquid refrigerant is changed to the first flow rate before the processing device returns from the idle state to the normal operation state. A chiller control method for a processing apparatus, comprising: a fifth step of returning.
前記処理装置内に高周波電力を印加される電極が設けられ、前記電極の温度を制御するために前記チラーより前記処理装置に前記液状冷媒を供給する請求項1に記載のチラー制御方法。  The chiller control method according to claim 1, wherein an electrode to which high-frequency power is applied is provided in the processing apparatus, and the liquid refrigerant is supplied from the chiller to the processing apparatus in order to control the temperature of the electrode. 前記電極に前記基板が載置される請求項2に記載のチラー制御方法。  The chiller control method according to claim 2, wherein the substrate is placed on the electrode. 前記処理装置が前記アイドル状態にある期間中は、前記電極に対する高周波電力の印加を停止する請求項2または請求項3に記載のチラー制御方法。  4. The chiller control method according to claim 2, wherein the application of high-frequency power to the electrode is stopped during a period in which the processing apparatus is in the idle state. 前記冷媒の第2の流量は、前記電極の温度が前記処理装置が通常稼動状態にあるときの電極温度設定値にほぼ等しい温度に設定される請求項4に記載のチラー制御方法。  The chiller control method according to claim 4, wherein the second flow rate of the refrigerant is set to a temperature at which the temperature of the electrode is substantially equal to an electrode temperature setting value when the processing apparatus is in a normal operation state. 前記高周波電界の印加によって前記電極の付近にプラズマが生成される請求項2〜5のいずれか一項に記載のチラー制御方法。  The chiller control method according to any one of claims 2 to 5, wherein plasma is generated in the vicinity of the electrode by application of the high-frequency electric field. 前記閾値時間が、前記チラーにおいて前記液状冷媒の流量を前記第1の流量から前記第2の流量に戻すのに要する第1の時間と前記第2の流量から前記第1の流量に戻すのに要する第2の時間とを足し合わせた時間よりも長い時間に設定される請求項1〜6のいずれか一項に記載のチラー制御方法。  The threshold time is a time required for returning the flow rate of the liquid refrigerant from the first flow rate to the second flow rate in the chiller and returning from the second flow rate to the first flow rate. The chiller control method according to any one of claims 1 to 6, wherein the chiller control method is set to a time longer than a time obtained by adding the required second time. 前記第4の工程が、前記処理装置が通常稼動状態に復帰するタイミングに対応する時刻より前記第2の時間以上前の時刻を前記流量復帰動作の開始時刻とする請求項7に記載のチラー制御方法。  8. The chiller control according to claim 7, wherein in the fourth step, a time before the second time from a time corresponding to a timing at which the processing device returns to a normal operation state is set as a start time of the flow rate return operation. Method. 被処理基板に所定の処理を施すための処理装置に対して温度制御用の液状冷媒を冷媒循環路を介して供給するチラーの制御装置であって、
前記チラーより前記処理装置に対して供給する前記液状冷媒の流量を調整するための冷媒流量調整手段と、
前記処理装置が所定の閾値時間以上のアイドル状態になることを工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて検出する第1のシーケンス検出手段と、
前記第1のシーケンス検出手段による検出結果にしたがい、前記処理装置が通常稼動状態から前記アイドル状態に切り換わった後に前記冷媒流量調整手段を制御して、前記液状冷媒の流量を通常稼動状態のときの第1の流量からそれよりも小さな第2の流量に抑制させる冷媒流量抑制手段と、
前記処理装置が前記アイドル状態になってから通常稼動状態に復帰するタイミングが未定の場合には、前記アイドル状態中に前記工程シーケンス上のレシピ情報に基づいて前記液状冷媒の流量を前記第2の流量から前記第1の流量に戻すための流量復帰動作の開始時刻を決定し、前記処理装置が前記アイドル状態になる際にアイドル状態期間を計算できる場合には、前記アイドル状態になる際にタイマ機能により前記流量復帰動作の開始時刻を設定する流量復帰動作開始時刻決定手段と、
前記流量復帰動作開始時刻決定手段で決定または設定された開始時刻で前記流量復帰動作を開始して、前記処理装置が前記アイドル状態から通常稼動状態に復帰する前に前記液状冷媒の流量を前記第1の流量に戻しておく冷媒流量復帰手段と
を有する処理装置用のチラー制御装置。
A chiller control device for supplying a temperature control liquid refrigerant to a processing device for performing a predetermined process on a substrate to be processed through a refrigerant circulation path,
Refrigerant flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid refrigerant supplied from the chiller to the processing device;
First sequence detecting means for detecting, based on recipe information on a process sequence, that the processing apparatus is in an idle state for a predetermined threshold time or more;
When the processing apparatus is switched from the normal operation state to the idle state according to the detection result by the first sequence detection unit, the refrigerant flow rate adjusting unit is controlled to control the flow rate of the liquid refrigerant in the normal operation state. A refrigerant flow rate suppressing means for suppressing the first flow rate to a second flow rate smaller than the first flow rate,
When the processing apparatus is undetermined timing of returning to the normal operating state from when the idle state, the step of the liquid coolant on the basis of the recipe information in the sequence flow of the second in the idle state When a start time of a flow rate return operation for returning the flow rate to the first flow rate is determined, and an idle state period can be calculated when the processing device is in the idle state , a timer is set in the idle state. Flow rate return operation start time determining means for setting a start time of the flow rate return operation by a function ;
The flow rate return operation is started at the start time determined or set by the flow rate return operation start time determining means, and the flow rate of the liquid refrigerant is changed before the processing device returns from the idle state to the normal operation state. A chiller control device for a processing apparatus, comprising: a refrigerant flow rate return means for returning the flow rate to 1.
前記閾値時間が、前記チラーにおいて前記液状冷媒の流量を前記第1の流量から前記第2の流量に戻すのに要する第1の時間と前記第2の流量から前記第1の流量に戻すのに要する第2の時間とを足し合わせた時間よりも長い時間に設定される請求項9に記載のチラー制御装置。  The threshold time is a time required for returning the flow rate of the liquid refrigerant from the first flow rate to the second flow rate in the chiller and returning from the second flow rate to the first flow rate. The chiller control device according to claim 9, wherein the chiller control device is set to a time longer than a time obtained by adding the required second time. 前記流量復帰動作開始時刻決定手段が、前記処理装置が通常稼動状態に復帰するタイミングに対応する時刻より前記第2の時間以上前の時刻を前記流量復帰動作の開始時刻とする請求項10に記載のチラー制御装置。  11. The flow rate return operation start time determination unit uses the time before the second time as a start time of the flow rate return operation from a time corresponding to a timing at which the processing device returns to a normal operation state. Chiller control device. 被処理基板を収容する減圧可能なプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ内に設けられた温調用の冷媒通路と、
前記プロセスチャンバ内の冷媒通路に液状冷媒を供給するためのチラーと、
前記チラーを制御するための請求項9〜11のいずれか一項に記載のチラー制御装置と
を有する処理装置。
A process chamber capable of depressurizing and containing a substrate to be processed;
A temperature adjusting refrigerant passage provided in the process chamber;
A chiller for supplying liquid refrigerant to a refrigerant passage in the process chamber;
The processing apparatus which has a chiller control apparatus as described in any one of Claims 9-11 for controlling the said chiller.
前記プロセスチャンバ内に前記基板を載置する載置台が設けられ、前記載置台の内部に前記冷媒通路が形成されている請求項12に記載の処理装置。  The processing apparatus according to claim 12, wherein a mounting table for mounting the substrate is provided in the process chamber, and the coolant passage is formed in the mounting table. 前記プロセスチャンバ内に前記載置台上の前記基板に向けて処理ガスを多数のガス吐出口より吐出して供給するシャワーヘッドが設けられる請求項13に記載の処理装置。  The processing apparatus according to claim 13, wherein a shower head is provided in the process chamber so as to discharge and supply process gas from a plurality of gas discharge ports toward the substrate on the mounting table. 前記シャワーヘッドの内部に前記冷媒通路が形成されている請求項14に記載の処理装置。  The processing apparatus according to claim 14, wherein the coolant passage is formed inside the shower head. 前記載置台と前記シャワーヘッドとの間に前記処理ガスのプラズマを生成させるための高周波を印加する高周波給電部を有する請求項14または請求項15に記載の処理装置。  The processing apparatus according to claim 14, further comprising a high-frequency power feeding unit that applies a high-frequency for generating plasma of the processing gas between the mounting table and the shower head. 前記アイドル状態の期間中に前記プロセスチャンバ内を減圧状態に保つ請求項12〜16のいずれか一項に記載の処理装置。  The processing apparatus according to claim 12, wherein the inside of the process chamber is maintained in a reduced pressure state during the idle state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4693034B2 (en) * 2005-01-28 2011-06-01 株式会社Kelk Process chamber discrimination device
JP2006236095A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Yokogawa Electric Corp Flow rate controller
JP4566052B2 (en) * 2005-04-07 2010-10-20 Atsジャパン株式会社 Constant temperature maintenance device.
JP5091413B2 (en) 2006-03-08 2012-12-05 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and method for controlling substrate processing apparatus
JP2008292026A (en) 2007-05-23 2008-12-04 Ats Japan Corp Constant temperature maintaining device
US9338871B2 (en) 2010-01-29 2016-05-10 Applied Materials, Inc. Feedforward temperature control for plasma processing apparatus
US8916793B2 (en) 2010-06-08 2014-12-23 Applied Materials, Inc. Temperature control in plasma processing apparatus using pulsed heat transfer fluid flow
US10274270B2 (en) 2011-10-27 2019-04-30 Applied Materials, Inc. Dual zone common catch heat exchanger/chiller
JP6408903B2 (en) * 2014-12-25 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 Etching processing method and etching processing apparatus
JP7027057B2 (en) * 2017-07-18 2022-03-01 株式会社アルバック Board transfer device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2512783B2 (en) * 1988-04-20 1996-07-03 株式会社日立製作所 Plasma etching method and apparatus
JP3050710B2 (en) * 1992-12-22 2000-06-12 東京エレクトロン株式会社 Susceptor temperature control method
JPH09172001A (en) * 1995-12-15 1997-06-30 Sony Corp Method and device for controlling temperature in semiconductor manufacturing apparatus
JPH11175142A (en) * 1997-12-10 1999-07-02 Hitachi Ltd Operation support system for manufacturing equipment
JP2000012412A (en) * 1998-06-18 2000-01-14 Kokusai Electric Co Ltd Method and device for monitoring performance of semiconductor producing device
JP4256031B2 (en) * 1999-07-27 2009-04-22 東京エレクトロン株式会社 Processing apparatus and temperature control method thereof
JP4585702B2 (en) * 2001-02-14 2010-11-24 キヤノン株式会社 Exposure equipment

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