JP7450087B2 - 温度制御システム及び基板処理システム - Google Patents

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Description

本開示は、温度制御システム及び基板処理システムに関する。
特許文献１には、複数の処理ユニットと、これらの処理ユニット内の各々の試料台内に配置された冷媒流路と連結されて所望の温度に調節した冷媒を供給して循環させるチラーとを有する真空処理装置が開示されている。この真空処理装置は、一の循環経路と別の経路を備える。一の循環経路は、冷媒がチラーから吐出された後に分岐して複数の試料台の冷媒流路に供給されこれらの試料台の冷媒流路の各々から流出して合流した後チラーに戻る循環の経路である。別の循環経路は、冷媒がチラーから吐出され分岐部及び複数の試料台並びに合流部をバイパスしてチラーに戻る循環の経路である。
特開２０１６－１６２７９４号公報
本開示にかかる技術は、単一のチラーを用いて、複数の処理モジュールの各々に設けられた、複数の温度制御対象部を独立して所望の温度に調整する。
本開示の一態様は、複数の基板処理モジュール内に各々配置される複数の温度制御対象のための温度制御システムであって、第１の温調媒体と第２の温調媒体とを第１の流量と第２の流量とで各々前記複数の温度制御対象に供給するように構成されるチラーと、前記複数の温度制御対象に各々接続される複数の流量調整部であり、各流量調整部は、前記チラーから対応する温度制御対象に供給される前記第１の流量及び前記第２の流量を独立して制御するように構成される、複数の流量調整部と、を有し、前記チラーは、前記第１の温調媒体を第１の温度に調整する第１の温調媒体調整部と、前記第２の温調媒体を前記第１の温度より高い第２の温度に調整する第２の温調媒体調整部とを有し、前記第１の温調媒体調整部は、前記調整された第１の温調媒体を前記複数の温度制御対象に供給する第１の供給口と、前記複数の温度制御対象から前記第１の温調媒体を回収する第１の回収口とを備え、前記第２の温調媒体調整部は、前記調整された第２の温調媒体を前記複数の温度制御対象に供給する第２の供給口と、前記複数の温度制御対象から前記第２の温調媒体を回収する第２の回収口とを備える。
本開示によれば、単一のチラーを用いて、複数の処理モジュールの各々に設けられた、複数の温度制御対象部を独立して所望の温度に調整することができる。
本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。 処理モジュールの構成の概略を示す縦断面図である。 チラーモジュールの構成の概略を示す側面図である。 チラーモジュールの構成の概略を示す平面図である。 処理モジュールのチャンバ毎の温度切替タイミングを示す説明図である。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、処理ガスを励起させることによりプラズマを生成し、当該プラズマによって半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）を処理する。具体的には、チャンバの内部に設けられた載置台にウェハが保持された状態で、プラズマ処理が行われる。
プラズマ処理を行う際には、エッチング処理や成膜処理、拡散処理などの目的のプロセスに応じて、ウェハの温度を調整する必要がある。そこで、例えばチラーから載置台に冷却媒体が供給され、当該載置台の温度が調整される。
ここで、半導体デバイスの製造プロセスでは、１つのウェハ処理装置内に複数の処理モジュールを設置し、これら複数の処理モジュールを並行して稼働させることで、半導体デバイスを効率よく製造する。そして従来、複数の処理モジュールにおける載置台の温度を調整するため、各処理モジュールにチラーが設けられている。しかしながら、このように複数のチラーを設けると、設置コストがかかる、ウェハ処理装置のフットプリント（占有面積）が大きくなる、複数のチラーを稼働させることによりエネルギーがかかる、メンテンナンスも煩雑になる等の課題がある。
この点、特許文献１に記載の真空処理装置では、複数の処理ユニット（処理モジュール）に対して、単一のチラーが設けられている。また特許文献１には、複数の処理モジュールにおいて、同一又は実質的に同等の条件で処理を行う場合、複数の処理モジュールの試料台（載置台）を同じ温度に設定することが記載されている。さらに特許文献１には、複数の処理モジュールにおいて、異なる複数の処理を行う場合、短時間で複数の処理モジュールの載置台の温度を調整することが記載されている。
しかしながら、特許文献１に開示のチラーには、いわゆるシングルチラーが用いられており、当該チラーからは単一の温度の冷却媒体のみが供給される。このため、複数の処理モジュールの載置台は同じ温度に調整され、処理に応じて異なる温度に調整することはできない。したがって、従来のウェハ処理装置には改善の余地がある。
本開示にかかる技術は、単一のチラーを用いて、複数の処理モジュールの各々に設けられた、複数の温度制御対象部を独立して所望の温度に調整する。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置及び基板処理方法としてのウェハ処理方法ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜ウェハ処理装置＞
先ず、本実施形態にかかるウェハ処理装置について説明する。図１は、本実施形態にかかるウェハ処理装置１の構成の概略を示す平面図である。ウェハ処理装置１では、基板としてのウェハＷに対して、例えばエッチング処理、成膜処理、拡散処理などの処理を行う。
図１に示すようにウェハ処理装置１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０、２１を介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う減圧モジュールを備える。
ロードロックモジュール２０、２１は、ゲートバルブ（図示せず）を介して、大気部１０の後述するローダモジュール３０と、減圧部１１の後述するトランスファモジュール５０を連結するように設けられている。ロードロックモジュール２０、２１は、ウェハＷを一時的に保持するように構成されている。また、ロードロックモジュール２０、２１は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気（真空状態）とに切り替えられるように構成されている。
大気部１０は、後述するウェハ搬送機構４０を備えたローダモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２とを有している。なお、ローダモジュール３０には、ウェハＷの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール（図示せず）や複数のウェハＷを格納する格納モジュール（図示せず）などが隣接して設けられていてもよい。
ローダモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば５つのロードポート３２が並設されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０、２１が並設されている。
ローダモジュール３０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム４１と、搬送アーム４１を回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。また、ローダモジュール３０の内部には、ローダモジュール３０の長手方向に延伸するガイドレール４４が設けられている。回転載置台４３はガイドレール４４上に設けられ、ウェハ搬送機構４０はガイドレール４４に沿って移動可能に構成されている。
減圧部１１は、ウェハＷを同時に搬送するトランスファモジュール５０と、トランスファモジュール５０から搬送されたウェハＷに所望の処理を行う処理モジュール６０を有している。トランスファモジュール５０及び処理モジュール６０の内部はそれぞれ、減圧雰囲気に維持される。１つのトランスファモジュール５０に対し、処理モジュール６０は複数、例えば６つ設けられている。以下の説明においては、６つの処理モジュール６０をそれぞれ、処理モジュール６０ａ～６０ｆと称する場合がある。なお、処理モジュール６０の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。
トランスファモジュール５０は内部が多角形状（図示の例では五角形状）の筐体からなり、上述したようにロードロックモジュール２０、２１に接続されている。トランスファモジュール５０は、ロードロックモジュール２０に搬入されたウェハＷを一の処理モジュール６０に搬送して所望の処理を施した後、ロードロックモジュール２１を介して大気部１０に搬出する。
処理モジュール６０は、例えばエッチング処理、成膜処理、拡散処理などの処理を行う。処理モジュール６０には、ウェハ処理の目的に応じた処理を行うモジュールを任意に選択することができる。また、処理モジュール６０は、ゲートバルブ６１を介してトランスファモジュール５０に接続されている。以下の説明においては、６つのゲートバルブ６１を、処理モジュール６０ａ～６０ｆに対してそれぞれ、ゲートバルブ６１ａ～６１ｆと称する場合がある。なお、この処理モジュール６０の構成は後述する。
トランスファモジュール５０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム７１と、搬送アーム７１を回転可能に支持する回転台７２と、回転台７２を搭載した回転載置台７３とを有している。また、トランスファモジュール５０の内部には、トランスファモジュール５０の長手方向に延伸するガイドレール７４が設けられている。回転載置台７３はガイドレール７４上に設けられ、ウェハ搬送機構７０はガイドレール７４に沿って移動可能に構成されている。
トランスファモジュール５０では、ロードロックモジュール２０に保持されたウェハＷを搬送アーム７１で受け取り、処理モジュール６０に搬送する。また、所望の処理が施されたウェハＷを搬送アーム７１が保持し、ロードロックモジュール２１に搬出する。
次に、以上のように構成されたウェハ処理装置１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
先ず、複数のウェハＷを収納したフープ３１がロードポート３２に載置される。
次に、ウェハ搬送機構４０によって、フープ３１からウェハＷが取り出され、ロードロックモジュール２０に搬入される。ロードロックモジュール２０にウェハＷが搬入されると、ロードロックモジュール２０内が密閉され、減圧される。その後、ロードロックモジュール２０の内部とトランスファモジュール５０の内部が連通される。
次に、ウェハ搬送機構７０によってウェハＷが保持され、ロードロックモジュール２０からトランスファモジュール５０に搬送される。
次に、ゲートバルブ６１が開放され、ウェハ搬送機構７０によって処理モジュール６０にウェハＷが搬入される。その後、ゲートバルブ６１が閉じられ、処理モジュール６０においてウェハＷに所望の処理が行われる。なお、このウェハＷに対する処理については後述する。
次に、ゲートバルブ６１が開放され、ウェハ搬送機構７０によって処理モジュール６０からウェハＷが搬出される。その後、ゲートバルブ６１が閉じられる。
次に、ウェハ搬送機構７０によって、ロードロックモジュール２１にウェハＷが搬入される。ロードロックモジュール２１にウェハＷが搬入されると、ロードロックモジュール２１内が密閉され、大気開放される。その後、ロードロックモジュール２１の内部とローダモジュール３０の内部が連通される。
次に、ウェハ搬送機構４０によってウェハＷが保持され、ロードロックモジュール２１からローダモジュール３０を介してフープ３１に戻されて収容される。こうして、ウェハ処理装置１における一連のウェハ処理が終了する。
＜処理モジュール＞
次に、上述した処理モジュール６０について説明する。図２は、処理モジュール６０の構成の概略を示す縦断面図である。
図２に示すように処理モジュール６０は、プラズマ処理装置１００及び制御部１０１を含む。プラズマ処理装置１００は、プラズマ処理チャンバ１１０、ガス供給部１２０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）電力供給部１３０及び排気システム１４０を含む。また、プラズマ処理装置１００は、載置台１１１及び上部電極シャワーヘッド１１２を含む。載置台１１１は、プラズマ処理チャンバ１１０内のプラズマ処理空間１１０ｓの下部領域に配置される。上部電極シャワーヘッド１１２は、載置台１１１の上方に配置され、プラズマ処理チャンバ１１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の一部として機能し得る。
載置台１１１は、プラズマ処理空間１１０ｓにおいてウェハＷを支持するように構成される。一実施形態において、載置台１１１は、基台１１３、下部電極１１４、静電チャック１１５、及びエッジリング１１６を含む。下部電極１１４は、基台１１３上に配置される。静電チャック１１５は、下部電極１１４上に配置され、静電チャック１１５の上面でウェハＷを支持するように構成される。エッジリング１１６は、下部電極１１４の周縁部上面においてウェハＷを囲むように配置される。また、図示は省略するが、一実施形態において、載置台１１１は、当該載置台１１１を貫通し、ウェハＷの下面に当接して昇降自在に構成されたリフタピンを含んでいてもよい。
基台１１３の内部には、冷媒流路１５０が形成されている。冷媒流路１５０には、プラズマ処理チャンバ１１０の外部に設けられたチラーモジュール２００から冷媒供給配管１５１を介して冷却媒体（以下、「冷媒」という。）が供給される。なお、冷媒は温調媒体の一例である。温調媒体には、冷媒のほか、熱媒体も含まれる。冷媒流路１５０に供給された冷媒は、冷媒回収配管１５２を介してチラーモジュール２００に戻るようになっている。以下の説明においては、後述する第１の冷媒及び第２の冷媒と区別するため、冷媒流路１５０、冷媒供給配管１５１及び冷媒回収配管１５２を流れる冷媒を「循環冷媒」という場合がある。また、６本の冷媒供給配管１５１と冷媒回収配管１５２を、処理モジュール６０ａ～６０ｆに対してそれぞれ、冷媒供給配管１５１ａ～１５１ｆと冷媒回収配管１５２ａ～１５２ｆと称する場合がある。そして、冷媒流路１５０の中に冷媒を循環させることにより、載置台１１１及び載置台１１１に載置されたウェハＷを所望の温度に調整することができる。すなわち、本実施形態では、載置台１１１が本開示における温度制御対象部である。なお、チラーモジュール２００の構成は後述する。
なお、図示は省略するが、一実施形態において、載置台１１１は、静電チャック１１５及びウェハＷのうち少なくとも１つを所望の温度に調節するように構成される他の温調モジュールを含んでもよい。他の温調モジュールは、ヒータ、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、伝熱ガスのような温調流体が流れる。
上部電極シャワーヘッド１１２は、ガス供給部１２０からの１又はそれ以上の処理ガスをプラズマ処理空間１１０ｓに供給するように構成される。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１１２は、ガス入口１１２ａ、ガス拡散室１１２ｂ、及び複数のガス出口１１２ｃを有する。ガス入口１１２ａは、ガス供給部１２０及びガス拡散室１１２ｂと流体連通している。複数のガス出口１１２ｃは、ガス拡散室１１２ｂ及びプラズマ処理空間１１０ｓと流体連通している。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１１２は、１又はそれ以上の処理ガスをガス入口１１２ａからガス拡散室１１２ｂ及び複数のガス出口１１２ｃを介してプラズマ処理空間１１０ｓに供給するように構成される。
ガス供給部１２０は、１又はそれ以上のガスソース１２１及び１又はそれ以上の流量制御器１２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部１２０は、１又はそれ以上の処理ガスを、それぞれに対応のガスソース１２１からそれぞれに対応の流量制御器１２２を介してガス入口１１２ａに供給するように構成される。各流量制御器１２２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１２０は、１又はそれ以上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。
ＲＦ電力供給部１３０は、ＲＦ電力、例えば１又はそれ以上のＲＦ信号を、下部電極１１４、上部電極シャワーヘッド１１２、又は、下部電極１１４及び上部電極シャワーヘッド１１２の双方のような１又はそれ以上の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１１０ｓに供給された１又はそれ以上の処理ガスからプラズマが生成される。したがって、ＲＦ電力供給部１３０は、プラズマ処理チャンバにおいて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。一実施形態において、ＲＦ電力供給部１３０は、２つのＲＦ生成部１３１ａ、１３１ｂ及び２つの整合回路１３２ａ、１３２ｂを含む。一実施形態において、ＲＦ電力供給部１３０は、第１のＲＦ信号を第１のＲＦ生成部１３１ａから第１の整合回路１３２ａを介して下部電極１１４に供給するように構成される。例えば、第１のＲＦ信号は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。
また、一実施形態において、ＲＦ電力供給部１３０は、第２のＲＦ信号を第２のＲＦ生成部１３１ｂから第２の整合回路１３２ｂを介して下部電極１１４に供給するように構成される。例えば、第２のＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。代わりに、第２のＲＦ生成部１３１ｂに代えて、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）パルス生成部を用いてもよい。
さらに、図示は省略するが、本開示においては他の実施形態が考えられる。例えば、代替実施形態において、ＲＦ電力供給部１３０は、第１のＲＦ信号をＲＦ生成部から下部電極１１４に供給し、第２のＲＦ信号を他のＲＦ生成部から下部電極１１４に供給し、第３のＲＦ信号をさらに他のＲＦ生成部から下部電極１１４に供給するように構成されてもよい。加えて、他の代替実施形態において、ＤＣ電圧が上部電極シャワーヘッド１１２に印加されてもよい。
またさらに、種々の実施形態において、１又はそれ以上のＲＦ信号（すなわち、第１のＲＦ信号、第２のＲＦ信号等）の振幅がパルス化又は変調されてもよい。振幅変調は、オン状態とオフ状態との間、あるいは、２又はそれ以上の異なるオン状態の間でＲＦ信号振幅をパルス化することを含んでもよい。
排気システム１４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１１０の底部に設けられた排気口１１０ｅに接続され得る。排気システム１４０は、圧力弁及び真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、粗引きポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
一実施形態において、制御部１０１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１００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１０１は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１００の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部１０１の一部又は全てがプラズマ処理装置１００に含まれてもよい。制御部１０１は、例えばコンピュータ１６０を含んでもよい。コンピュータ１６０は、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６１、記憶部１６２、及び通信インターフェース１６３を含んでもよい。処理部１６１は、記憶部１６２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部１６２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１６３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１００との間で通信してもよい。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
次に、以上のように構成された処理モジュール６０を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、処理モジュール６０では、ウェハＷに対して、例えばエッチング処理、成膜処理、拡散処理などの処理を行う。
先ず、プラズマ処理チャンバ１１０の内部にウェハＷを搬入し、リフタピンの昇降により静電チャック１１５上にウェハＷを載置する。その後、静電チャック１１５の電極に直流電圧を印加することにより、ウェハＷはクーロン力によって静電チャック１１５に静電吸着され、保持される。また、ウェハＷの搬入後、排気システム１４０によってプラズマ処理チャンバ１１０の内部を所定の真空度まで減圧する。
次に、ガス供給部１２０から上部電極シャワーヘッド１１２を介してプラズマ処理空間１１０ｓに処理ガスを供給する。また、ＲＦ電力供給部１３０によりプラズマ生成用の高周波電力ＨＦを下部電極１１４に供給し、処理ガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、ＲＦ電力供給部１３０によりイオン引き込み用の高周波電力ＬＦを供給してもよい。そして、生成されたプラズマの作用によって、ウェハＷにプラズマ処理が施される。
なお、プラズマ処理中、チラーモジュール２００によって、静電チャック１１５に吸着保持されたウェハＷの温度を調整する。この際、ウェハＷに熱を効率よく伝達させるために、静電チャック１１５の上面に吸着されたウェハＷの裏面に向けて、ＨｅガスやＡｒガス等の伝熱ガスを供給する。
プラズマ処理を終了する際には、先ず、ＲＦ電力供給部１３０からの高周波電力ＨＦの供給およびガス供給部１２０による処理ガスの供給を停止する。また、プラズマ処理中に高周波電力ＬＦを供給していた場合には、当該高周波電力ＬＦの供給も停止する。次いで、ウェハＷの裏面への伝熱ガスの供給を停止し、静電チャック１１５によるウェハＷの吸着保持を停止する。
その後、リフタピンによりウェハＷを上昇させ、静電チャック１１５からウェハＷを離脱させる。この離脱の際には、ウェハＷの除電処理を行ってもよい。そして、プラズマ処理チャンバ１１０からウェハＷを搬出して、ウェハＷに対する一連のプラズマ処理が終了する。
＜チラーモジュール＞
次に、上述したチラーモジュール２００について説明する。図３は、チラーモジュール２００の構成の概略を示す側面図である。図４は、チラーモジュール２００の構成の概略を示す平面図である。なお、図３及び図４におけるチラーモジュール２００の各要素は、技術の理解を容易にするため、模式的に示されており、その配置や寸法は必ずしも実際とは一致しない。
図３及び図４に示すようにチラーモジュール２００は、デュアルチラー２１０及び複数の流量調整部２２０を含む。チラーモジュール２００は、トランスファモジュール５０の下方に存在する空間５０ｓに配置されている。
デュアルチラー２１０は、チラーモジュール２００において単一に設けられ、６つの処理モジュール６０ａ～６０ｆに共通に設けられる。すなわち、デュアルチラー２１０は、６つの処理モジュール６０ａ～６０ｆに対して冷媒を供給することができる。デュアルチラー２１０は、２つの異なる温度の温調媒体である冷媒を供給し、第１の温調媒体調整部としての第１の冷媒調整部２１１と、第２の温調媒体調整部としての第２の冷媒調整部２１２とを有している。
第１の冷媒調整部２１１は、第１の温度（低温）を有する第１の冷媒を供給する。第１の冷媒調整部２１１は、低温の第１の冷媒を供給するため、例えばコンプレッサ等を有している。第１の冷媒調整部２１１の下面には、第１の冷媒を供給する第１の供給口２１１ａが形成され、循環冷媒が流入する第１の回収口２１１ｂが形成されている。第１の供給口２１１ａと第１の回収口２１１ｂはそれぞれ、第１の冷媒調整部２１１の略中心に形成されている。
第２の冷媒調整部２１２は、第１の温度より高い第２の温度（高温）を有する第２の冷媒を供給する。第２の冷媒調整部２１２は、高温の第２の冷媒を供給するため、例えばヒータ等を有している。第２の冷媒調整部２１２の上面には、第２の冷媒を供給する第２の供給口２１２ａが形成され、循環冷媒が流入する第２の回収口２１２ｂが形成されている。第２の供給口２１２ａと第２の回収口２１２ｂはそれぞれ、第２の冷媒調整部２１２の略中心に形成されている。
第１の冷媒調整部２１１は、第２の冷媒調整部２１２の下方に配置されている。なお、第１の冷媒調整部２１１と第２の冷媒調整部２１２の上下配置は、本実施形態の反対でも良い。但し、第１の冷媒調整部２１１は、例えば冷媒を圧縮して圧力と温度を変えて、上述したように低温の第１の冷媒を供給するため、重量の大きいコンプレッサをはじめ、必要な機器を多数要する。かかる場合、本実施形態のように第１の冷媒調整部２１１を下方に配置した方が、デュアルチラー２１０が安定して設置されるため、好ましい。
第１の冷媒調整部２１１は、プラズマ処理装置１００（処理モジュール６０のプラズマ処理チャンバ１１０）が設置される床面Ｆの下方に配置される。第２の冷媒調整部２１２は、床面Ｆの上方に配置される。ここで、トランスファモジュール５０の下方の空間５０ｓは限られたスペース、例えば高さが１ｍのスペースであり、本実施形態のように第２の冷媒調整部２１２を床下に配置することで、チラーモジュール２００を空間５０ｓに配置できる。また、このように第２の冷媒調整部２１２を床下に配置して空間５０ｓを有効利用することで、従来のようにウェハ処理装置１の外部にチラーを設ける場合に比べて、ウェハ処理装置１のフットプリントを低減することも可能となる。
流量調整部２２０は、処理モジュール６０ａ～６０ｆに対応して６つ設けられている。以下の説明においては、６つの流量調整部２２０を、処理モジュール６０ａ～６０ｆに対してそれぞれ、流量調整部２２０ａ～２２０ｆと称する場合がある。流量調整部２２０ａ～２２０ｆにはそれぞれ、冷媒供給配管１５１ａ～１５１ｆと冷媒回収配管１５２ａ～１５２ｆが接続されている。
流量調整部２２０は、いわゆるバルブボックスであり、例えば流量調整バルブ等の複数のバルブ（図示せず）を含む。流量調整部２２０は、第１の冷媒調整部２１１から供給された第１の冷媒と、第２の冷媒調整部２１２から供給された第２の冷媒との流量比を調整可能に構成されている。流量調整部２２０では、所望の流量比で第１の冷媒と第２の冷媒を混合して循環冷媒を生成し、冷媒供給配管１５１に供給する。そして、流量調整部２２０ａ～２２０ｆのそれぞれにおいて、所望の流量比の循環冷媒を生成することで、異なる温度の循環冷媒を生成することができ、処理モジュール６０ａ～６０ｆの載置台１１１毎に独立して温度を調整することができる。
また、流量調整部２２０は、載置台１１１の温度調整した後に冷媒回収配管１５２から流入する循環冷媒を、第１の冷媒調整部２１１と第２の冷媒調整部２１２に分配する流量比を調整可能に構成されている。
第１の冷媒調整部２１１の第１の供給口２１１ａと流量調整部２２０は第１の供給路２３０で接続されている。第１の供給路２３０には、例えば配管やホースが用いられる。第１の供給口２１１ａに接続された第１の供給路２３０は、平面視において六角形状を有する第１の供給マニホールド２３１を介して、第１の供給路２３０ａ～２３０ｆに分岐している。第１の供給路２３０ａ～２３０ｆはそれぞれ、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに接続されている。また、第１の供給路２３０ａ～２３０ｆのそれぞれの長さは略等しい。
第１の冷媒調整部２１１の第１の回収口２１１ｂと流量調整部２２０は第１の回収路２３２で接続されている。第１の回収路２３２には、例えば配管やホースが用いられる。第１の回収口２１１ｂに接続された第１の回収路２３２は、平面視において六角形状を有する第１の回収マニホールド２３３を介して、第１の回収路２３２ａ～２３２ｆに分岐している。第１の回収路２３２ａ～２３２ｆはそれぞれ、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに接続されている。また、第１の回収路２３２ａ～２３２ｆのそれぞれの長さは略等しい。
第１の供給路２３０（２３０ａ～２３０ｆ）、第１の供給マニホールド２３１、第１の回収路２３２（２３２ａ～２３２ｆ）、及び第１の回収マニホールド２３３はそれぞれ、床面Ｆの下方に配置されている。第１の供給マニホールド２３１と第１の回収マニホールド２３３は、平面視において重なる位置であって、異なる高さに設けられている。本実施形態では、第１の供給マニホールド２３１は、第１の回収マニホールド２３３の上方に配置されている。このため、第１の供給口２１１ａと第１の回収口２１１ｂはそれぞれ、第１の冷媒調整部２１１の略中心に形成される。またこれに伴い、第１の供給路２３０ａ～２３０ｆと第１の回収路２３２ａ～２３２ｆもそれぞれ異なる高さに配設されている。
第２の冷媒調整部２１２の第２の供給口２１２ａと流量調整部２２０は第２の供給路２３４で接続されている。第２の供給路２３４には、例えば配管やホースが用いられる。第２の供給口２１２ａに接続された第２の供給路２３４は、平面視において六角形状を有する第２の供給マニホールド２３５を介して、第２の供給路２３４ａ～２３４ｆに分岐している。第２の供給路２３４ａ～２３４ｆはそれぞれ、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに接続されている。また、第２の供給路２３４ａ～２３４ｆのそれぞれの長さは略等しい。
第２の冷媒調整部２１２の第２の回収口２１２ｂと流量調整部２２０は第２の回収路２３６で接続されている。第２の回収路２３６には、例えば配管やホースが用いられる。第２の回収口２１２ｂに接続された第２の回収路２３６は、平面視において六角形状を有する第２の回収マニホールド２３７を介して、第２の回収路２３６ａ～２３６ｆに分岐している。第２の回収路２３６ａ～２３６ｆはそれぞれ、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに接続されている。また、第２の回収路２３６ａ～２３６ｆのそれぞれの長さは略等しい。
第２の供給路２３４（２３４ａ～２３４ｆ）、第２の供給マニホールド２３５、第２の回収路２３６（２３６ａ～２３６ｆ）、及び第２の回収マニホールド２３７はそれぞれ、床面Ｆの上方に配置されている。第２の供給マニホールド２３５と第２の回収マニホールド２３７は、平面視において重なる位置であって、異なる高さに設けられている。本実施形態では、第２の供給マニホールド２３５は、第２の回収マニホールド２３７の下方に配置されている。このため、第２の供給口２１２ａと第２の回収口２１２ｂはそれぞれ、第２の冷媒調整部２１２の略中心に形成される。またこれに伴い、第２の供給路２３４ａ～２３４ｆと第２の回収路２３６ａ～２３６ｆもそれぞれ異なる高さに配設されている。
また、第１の供給路２３０（２３０ａ～２３０ｆを含む）、第１の回収路２３２（２３２ａ～２３２ｆを含む）、第２の供給路２３４（２３４ａ～２３４ｆを含む）、及び第２の回収路２３６（２３６ａ～２３６ｆを含む）の長さはそれぞれ等しい。
なお、以上のように構成されたチラーモジュール２００の上面、すなわちデュアルチラー２１０や流量調整部２２０ａ～２２０ｆ、第２の供給路２３４、第２の供給マニホールド２３５、第２の回収路２３６、第２の回収マニホールド２３７等を収容した筐体（図示せず）の上面は、平坦形状を有する。このため、上述したようにトランスファモジュール５０の下方にチラーモジュール２００を配置することができる。
また、チラーモジュール２００は、第１の冷媒、第２の冷媒、及び循環冷媒を流すためのポンプ（図示せず）を有している。ポンプは、処理モジュール６０ａ～６０ｆの各々に対して６つ設けられていてもよいし、処理モジュール６０ａ～６０ｆに共通に１つ設けられていてもよい。
また、本実施形態において上述した制御部１０１は、チラーモジュール２００の各要素も制御するように構成される。
かかる場合、デュアルチラー２１０の第１の冷媒調整部２１１から供給された低温の第１の冷媒は、第１の供給路２３０を介し、さらに第１の供給マニホールド２３１で分配されて、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに流入する。また、第２の冷媒調整部２１２から供給された高温の第２の冷媒は、第２の供給路２３４を介し、第２の供給マニホールド２３５で分配されて、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに流入する。そして、流量調整部２２０ａ～２２０ｆにおいて、第１の冷媒と第２の冷媒の流量比を調整し、所望の温度の循環冷媒が生成される。
流量調整部２２０ａ～２２０ｆで生成された循環冷媒は、冷媒供給配管１５１ａ～１５１ｆを介して、冷媒流路１５０に供給される。そして、処理モジュール６０ａ～６０ｆの載置台１１１のそれぞれが所望の温度に調整される。その後、温調後の循環冷媒は、冷媒回収配管１５２ａ～１５２ｆを介して、流量調整部２２０ａ～２２０ｆに流入する。
流量調整部２２０ａ～２２０ｆでは、循環冷媒を所望の流量比で第１の冷媒調整部２１１と第２の冷媒調整部２１２に分配する。一方の分配された循環冷媒は、第１の回収路２３２を介し、第１の回収マニホールド２３３で終結して、第１の冷媒調整部２１１に流入する。他方の分配された循環冷媒は、第２の回収路２３６を介し、第２の回収マニホールド２３７で終結して、第２の冷媒調整部２１２に流入する。こうしてチラーモジュール２００では、冷媒を循環させて、処理モジュール６０ａ～６０ｆの載置台１１１の各々を独立して温度調整する。
本実施形態によれば、チラーモジュール２００は、単一のデュアルチラー２１０と６つの流量調整部２２０ａ～２２０ｆを有しているので、流量調整部２２０ａ～２２０ｆで第１の冷媒と第２の冷媒の流量比を調整することで、所望の温度の循環冷媒を生成できる。その結果、６つの処理モジュール６０ａ～６０ｆの載置台１１１毎に独立して温度を調整することができる。例えば、処理モジュール６０ａ～６０ｆが異なる処理条件で処理を行う場合には、載置台１１１の温度を異なる温度に調整することができ、同じ処理条件で処理を行う場合には、載置台１１１の温度を同じ温度に調整することもできる。
また、チラーモジュール２００の上面は平坦形状を有する。さらに、第１の冷媒調整部２１１、第１の供給路２３０、第１の供給マニホールド２３１、第１の回収路２３２、及び第１の回収マニホールド２３３はそれぞれ、床面Ｆの下方に配置される。このため、チラーモジュール２００を、トランスファモジュール５０の下方の空間５０ｓに配置することができ、空間５０ｓの有効利用が可能となる。またその結果、ウェハ処理装置１のフットプリントを低減することもできる。
また、チラーモジュール２００を空間５０ｓに配置することで、その周囲に配置された処理モジュール６０ａ～６０ｆに対して、冷媒供給配管１５１ａ～１５１ｆ及び冷媒回収配管１５２ａ～１５２ｆの長さを最短にすることができる。
また、マニホールド２３１、２３３、２３５、２３７は六角形状を有するため、当該マニホールド２３１、２３３、２３５、２３７と流量調整部２２０ａ～２２０ｆを接続する流路２３０ａ～２３０ｆ、２３２ａ～２３２ｆ、２３４ａ～２３４ｆ、２３６ａ～２３６ｆをそれぞれ、均等な長さ、且つ最短の長さにすることができる。
また、第１の供給マニホールド２３１と第１の回収マニホールド２３３を異なる高さに設けるので、第１の供給口２１１ａと第１の回収口２１１ｂを第１の冷媒調整部２１１の略中心に形成することができる。同様に、第２の供給口２１２ａと第２の回収口２１２ｂも第２の冷媒調整部２１２の略中心に形成することができる。このため、流路２３０ａ～２３０ｆ、２３２ａ～２３２ｆ、２３４ａ～２３４ｆ、２３６ａ～２３６ｆをそれぞれ、均等な長さ、且つ最短の長さにすることができる。
さらに、流路２３０ａ～２３０ｆ、２３２ａ～２３２ｆ、２３４ａ～２３４ｆ、２３６ａ～２３６ｆの長さはそれぞれ均等にできる。
以上のように、流路２３０ａ～２３０ｆ、２３２ａ～２３２ｆ、２３４ａ～２３４ｆ、２３６ａ～２３６ｆの長さが均等且つ最短になるので、チラーモジュール２００と処理モジュール６０ａ～６０ｆとの間の冷媒流路を最短長さにすることができる。またこれに伴い、冷媒（第１の冷媒、第２の冷媒及び循環冷媒）の供給量を従来よりも低減することができる。また、このように冷媒流路を最短長さし、冷媒の供給量を低減できるので、ランニングコストを削減することができる。さらに、チラーモジュール２００と処理モジュール６０ａ～６０ｆとの間で冷媒（第１の冷媒、第２の冷媒及び循環冷媒）を循環させるためのポンプの用力（電力、冷却水等）を低減することも可能となる。また、冷媒を循環させる時間を短縮できるので、熱応答が向上し、載置台１１１を昇温又は降温するのにかかる時間を短縮することができる。さらに、装置の立ち上げを短時間で行うことができるので、メンテナンスにかかる時間も短縮することもできる。
また、６つの処理モジュール６０ａ～６０ｆに対して、単一のデュアルチラー２１０を用いるので、従来のように複数のチラーを設ける場合に比べて、設置コストを削減することができる。また、単一のデュアルチラー２１０を稼働させるエネルギーを、従来のように複数のチラーを設ける場合に比べて、低減することもできる。さらに、デュアルチラー２１０が１つのみであるため、メンテナンス工数を低減することも可能となる。
ここで、チラーは、温度制御対象部の温度を切り替えるときに、出力（冷却能力）が最大となる。このため、従来技術のように処理モジュールのチャンバ毎にチラーを接続する場合、各チラーは、通常操業時（温度制御対象部の温度を切り替えない場合）に要する冷却能力に、温度切替時に要する冷却能力（余剰能力）を加えた冷却能力を有する必要がある。
これに対して、本実施形態は、複数の処理モジュール６０ａ～６０ｆのチャンバで１台のデュアルチラー２１０を共有化するため、チャンバ毎に温度制御対象部（本実施形態では載置台１１１）の温度切替時のタイミングをずらすことで、上述した余剰能力を共有化することができる。例えば、６チャンバで１台のデュアルチラー２１０を共有化する場合、図５に示すように、制御部１０１は、時刻ｔ１において第１の温度制御対象部の温度を低温から高温に切り替え、Δｔ１後の時刻ｔ２において第２の温度制御対象部の温度を低温から高温に切り替える。以後、同様にして、制御部１０１が、所定の間隔で残りの温度制御対象部の温度を切り替えることで、余剰能力を共有化することができる。この結果、６チャンバで１台のデュアルチラー２１０を共有する場合であっても、比較的小型のチラーを使用することができるため、省エネ・省フットプリントを実現できる。
＜他の実施形態＞
以上の実施形態では、温度制御対象部が載置台１１１である場合について説明したが、当該温度制御対象部はこれに限定されない。例えば、プラズマ処理チャンバ１１０の側壁の温度や上部電極シャワーヘッド１１２の温度を制御する場合にも、本実施形態のチラーモジュール２００を用いることができる。
以上の実施形態のウェハ処理装置１において、載置台１１１には、当該載置台１１１の温度を測定する温度センサ（図示せず）が設けられていてもよい。温度センサによる測定結果は、制御部１０１に出力される。制御部１０１では、温度センサの結果に基づいて、載置台１１１の温度が目標温度になるように、流量調整部２２０において第１の冷媒と第２の冷媒の流量比を調整して、循環冷媒の温度を調整する。このように温度センサを用いた場合、リアルタイム制御を実現することが可能となる。
以上の実施形態のウェハ処理装置１では、第１の冷媒調整部２１１、第１の供給路２３０、第１の供給マニホールド２３１、第１の回収路２３２、及び第１の回収マニホールド２３３はそれぞれ、床面Ｆの下方に配置されていた。この点、空間５０ｓに十分なスペースがある場合には、これらを床面Ｆの上方に配置してもよい。
以上の実施形態のチラーモジュール２００は、単一のデュアルチラー２１０を有していたが、バックアップ用に同じデュアルチラー２１０をさらに有していてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ ウェハ処理装置
１０１ 制御部
１１０ プラズマ処理チャンバ
１１１ 載置台
２１０ デュアルチラー
２２０ 流量調整部
Ｗ ウェハ

Claims (12)

  1. 複数の基板処理モジュール内に各々配置される複数の温度制御対象のための温度制御システムであって、
    第１の温調媒体と第２の温調媒体とを第１の流量と第２の流量とで各々前記複数の温度制御対象に供給するように構成されるチラーと、
    前記複数の温度制御対象に各々接続される複数の流量調整部であり、各流量調整部は、前記チラーから対応する温度制御対象に供給される前記第１の流量及び前記第２の流量を独立して制御するように構成される、複数の流量調整部と、
    を有し、
    前記チラーは、前記第１の温調媒体を第１の温度に調整する第１の温調媒体調整部と、前記第２の温調媒体を前記第１の温度より高い第２の温度に調整する第２の温調媒体調整部とを有し、
    前記第１の温調媒体調整部は、前記調整された第１の温調媒体を前記複数の温度制御対象に供給する第１の供給口と、前記複数の温度制御対象から前記第１の温調媒体を回収する第１の回収口とを備え、
    前記第２の温調媒体調整部は、前記調整された第２の温調媒体を前記複数の温度制御対象に供給する第２の供給口と、前記複数の温度制御対象から前記第２の温調媒体を回収する第２の回収口とを備える、
    温度制御システム。
  2. 前記第１の供給口と前記複数の流量調整部とを各々接続する複数の第１の供給路と、
    前記第１の回収口と前記複数の流量調整部とを各々接続する複数の第１の回収路と、
    前記第２の供給口と前記複数の流量調整部とを各々接続する複数の第２の供給路と、
    前記第２の回収口と前記複数の流量調整部とを各々接続する複数の第２の回収路と、
    を有する、請求項１に記載の温度制御システム。
  3. 前記第１の供給路の長さ、前記第１の回収路の長さ、前記第２の供給路の長さ、及び前記第２の回収路の長さはそれぞれ等しい、
    請求項２に記載の温度制御システム。
  4. 前記第１の供給口と前記第１の回収口は、前記第１の温調媒体調整部の中心に配置され、
    前記第１の供給路と前記第１の回収路は、異なる高さに配置され、
    前記第２の供給口と前記第２の回収口は、前記第２の温調媒体調整部の中心に配置され、
    前記第２の供給路と前記第２の回収路は、異なる高さに配置される、
    請求項２又は３に記載の温度制御システム。
  5. 前記第１の温調媒体調整部は、平面視において多角形の形状を有する第１の供給マニホールドと、平面視において多角形の形状を有する第１の回収マニホールドとを含み、
    前記第１の供給路は、前記第１の供給口から前記第１の供給マニホールドを介して前記複数の流量調整部に接続され、
    前記第１の回収路は、前記第１の回収口から前記第１の回収マニホールドを介して前記複数の流量調整部に接続され、
    前記第２の温調媒体調整部は、平面視において多角形の形状を有する第２の供給マニホールドと、平面視において多角形の形状を有する第２の回収マニホールドとを含み、
    前記第２の供給路は、前記第２の供給口から前記第２の供給マニホールドを介して前記複数の流量調整部に接続され、
    前記第２の回収路は、前記第２の回収口から前記第２の回収マニホールドを介して前記複数の流量調整部に接続される、
    請求項２～４のいずれか一項に記載の温度制御システム。
  6. 前記第１の供給マニホールドから前記複数の流量調整部に接続される複数の前記第１の供給路の長さは等しく、
    前記第１の回収マニホールドから前記複数の流量調整部に接続される複数の前記第１の回収路の長さは等しく、
    前記第２の供給マニホールドから前記複数の流量調整部に接続される複数の前記第２の供給路の長さは等しく、
    前記第２の回収マニホールドから前記複数の流量調整部に接続される複数の前記第２の回収路の長さは等しい、
    請求項５に記載の温度制御システム。
  7. 前記第１の温調媒体調整部は、前記第２の温調媒体調整部の下方に配置される、
    請求項１～６のいずれか一項に記載の温度制御システム。
  8. 前記第２の温調媒体調整部は、床面の上方に配置され、
    前記第１の温調媒体調整部は、前記床面の下方に配置される、
    請求項７に記載の温度制御システム。
  9. 複数の基板処理モジュールと、
    前記複数の基板処理モジュール内に各々配置される複数の温度制御対象と、
    温調媒体を前記複数の温度制御対象に供給するように構成されるチラーと、
    前記複数の温度制御対象に各々接続される複数の流量調整部であり、各流量調整部は、前記チラーから対応する温度制御対象に供給される温調流体の流量を独立して制御するように構成される、複数の流量調整部と、
    前記複数の基板処理モジュールに接続される基板搬送モジュールと、
    を備え、
    前記チラーは、前記基板搬送モジュールの下方に配置される、
    基板処理システム。
  10. 前記チラー及び複数の流量調整部を収容し、平坦な上面を有するチラーモジュールをさらに備える、
    請求項９に記載の基板処理システム。
  11. 前記温度制御対象は、基板載置台、前記基板載置台の上方に配置される電極、又は、チャンバを構成する側壁である、
    請求項９又は請求項１０に記載の基板処理システム。
  12. 前記温度制御対象は、当該温度制御対象の温度を測定する温度センサを含み、
    前記温度センサの測定結果に基づいて、前記流量調整部を制御する制御部をさらに備える、
    請求項９～１１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7403234B2 (ja) * 2019-04-25 2023-12-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、及び基板処理方法
CN114402425A (zh) * 2020-08-18 2022-04-26 玛特森技术公司 具有冷却系统的快速热处理系统
KR20240041612A (ko) * 2022-09-23 2024-04-01 주식회사 플롯퍼실리티스 병렬구조 무중단 칠러 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005210080A (ja) 2003-12-25 2005-08-04 Tokyo Electron Ltd 温度調節方法及び温度調節装置
JP2017059568A (ja) 2015-09-14 2017-03-23 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP2019024055A (ja) 2017-07-24 2019-02-14 伸和コントロールズ株式会社 温度制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2746025B2 (ja) * 1992-12-03 1998-04-28 ダイキン工業株式会社 ２チャンネル液体冷却装置
US7870751B2 (en) * 2005-03-11 2011-01-18 Tokyo Electron Limited Temperature control system and substrate processing apparatus
JP5822578B2 (ja) * 2011-07-20 2015-11-24 東京エレクトロン株式会社 載置台温度制御装置及び基板処理装置
JP2016162794A (ja) 2015-02-27 2016-09-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005210080A (ja) 2003-12-25 2005-08-04 Tokyo Electron Ltd 温度調節方法及び温度調節装置
JP2017059568A (ja) 2015-09-14 2017-03-23 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP2019024055A (ja) 2017-07-24 2019-02-14 伸和コントロールズ株式会社 温度制御装置

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