專利名稱：基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)，該基板載置臺用于 載置被實施等離子處理的基板。
背景技術(shù)：
用于對作為基板的晶圓實施等離子處理的基板處理裝置包括腔室，其作為用 于收容該晶圓的減壓室；簇射頭，其用于向該腔室內(nèi)導(dǎo)入處理氣體；以及基座(載置臺)， 該基座在腔室內(nèi)與簇射頭相對地配置，其用于載置晶圓并對腔室內(nèi)施加高頻電力。被導(dǎo) 入到腔室內(nèi)的處理氣體被高頻電力激發(fā)而成為等離子體，該等離子體中的陽離子、自由基 (radical)被用于晶圓的等離子處理。晶圓在被實施等離子處理的期間內(nèi)，其自該等離子體接受熱量而溫度上升。當(dāng)晶 圓的溫度上升時，該晶圓上的自由基的分布改變，而且，晶圓上的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度發(fā)生 變化。因而，為了在等離子處理中獲得期望的結(jié)果，需要控制晶圓的溫度、更具體地講是控 制用于載置晶圓的基座自身的溫度。因此，在近年來的基板處理裝置中，為了控制基座的溫度，在基座內(nèi)部具有電熱加 熱器和制冷劑流路。電熱加熱器用于加熱基座，通過在制冷劑流路中流動的制冷劑向外部 帶出基座的熱量來冷卻基座。在此，準(zhǔn)確地控制制冷劑的溫度、流量較為困難，但由于能夠 準(zhǔn)確地控制電熱加熱器的發(fā)熱量，因此，在基板處理裝置中，在制冷劑流路中始終流有制冷 齊U，并根據(jù)需要使電熱加熱器發(fā)熱來準(zhǔn)確地調(diào)整基座的溫度(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平7-183276號公報但是，在上述基板處理裝置中，由于制冷劑始終在制冷劑流路中流動，因此，存在 以下問題在使電熱加熱器發(fā)熱而使基座的溫度上升時，來自電熱加熱器的熱量的一部分 被在制冷劑流路中流動的制冷劑帶出至基座的外部，從而導(dǎo)致基座的溫度上升以及進(jìn)一步 的晶圓的溫度上升需要時間，另外，來自電熱加熱器的熱量并不是全部用于基座的溫度上 升，因此熱能損失也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)，該基板 載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)能夠迅速地使基板的溫度上升、并且能夠降低熱能 損失。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1提供了一種基板載置臺的溫度控制方法，該基板 載置臺用于載置被實施規(guī)定處理的基板并內(nèi)置有加熱單元和制冷劑流路，制冷劑在上述制 冷劑流路中流動，其特征在于，該基板載置臺的溫度控制方法具有制冷劑流動停止步驟，在 該步驟中，上述加熱單元發(fā)熱時，上述制冷劑停止流動。技術(shù)方案2所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案1所述的溫度控制方 法，其特征在于，在上述制冷劑流動停止步驟中，使溫度高于上述制冷劑溫度的介質(zhì)流入到上述制冷劑流路。 技術(shù)方案3所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案1或2所述的溫度控制方法，其特征在于，在上述基板載置臺的頂部形成有用于載置上述基板的載置面，上述基 板載置臺還內(nèi)置有與上述制冷劑流路連通的制冷劑室，上述載置面、上述加熱單元及上述 制冷劑室自上方依次配置，在上述制冷劑流動停止步驟中，使氣體流入到上述制冷劑室內(nèi) 而在該制冷劑室內(nèi)的上部形成氣體層。 技術(shù)方案4所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案3所述的溫度控制方 法，其特征在于，利用加壓后的高溫氣體形成上述氣體層。技術(shù)方案5所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案4所述的溫度控制方 法，其特征在于，上述加壓后的高溫氣體由上述制冷劑的蒸氣構(gòu)成。技術(shù)方案6所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案3所述的溫度控制方 法，其特征在于，在上述制冷劑流動停止步驟中，通過加熱上述制冷劑室的制冷劑并使其沸 騰而產(chǎn)生上述制冷劑的蒸氣，由該制冷劑的蒸氣形成上述氣體層。技術(shù)方案7所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案1所述的溫度控制方 法，其特征在于，在上述基板載置臺的頂部形成有用于載置上述基板的載置面，上述基板載 置臺還內(nèi)置有與上述制冷劑流路連通的制冷劑室，上述載置面、上述加熱單元及上述制冷 劑室自上方依次配置，在上述制冷劑流動停止步驟中，使多個絕熱粒狀物流入到上述制冷 劑室內(nèi)而在該制冷劑室內(nèi)的上部形成絕熱層。技術(shù)方案8所述的基板載置臺的溫度控制方法根據(jù)技術(shù)方案7所述的溫度控制方 法，其特征在于，在將上述多個絕熱粒狀物加熱之后，利用該被加熱后的高溫的上述絕熱粒 狀物形成上述絕熱層。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案9所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，其中，該基板 載置臺內(nèi)置有加熱單元、制冷劑流路以及與該制冷劑流路連通的制冷劑室，在該基板載置 臺頂部形成有用于載置被實施規(guī)定處理的基板的載置面，上述載置面、上述加熱單元以及 上述制冷劑室自上方依次配置，制冷劑在上述制冷劑流路及上述制冷劑室中流動，其特征 在于，該基板載置臺的溫度系統(tǒng)中還包括氣體層形成裝置，該氣體層形成裝置用于在上述 加熱單元發(fā)熱、且上述制冷劑停止流動時、使氣體流入到上述制冷劑室內(nèi)而在該制冷劑室 的上部形成氣體層。技術(shù)方案10所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)方案9所述的溫度控制 系統(tǒng)，其特征在于，上述氣體層形成裝置包括用于加熱上述氣體的加熱裝置，利用該被加熱 后的高溫的上述氣體來形成上述氣體層。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案11所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，其中，基板 載置臺內(nèi)置有加熱單元、制冷劑流路以及與該制冷劑流路連通的制冷劑室，在該基板載置 臺的頂部形成有用于載置被實施規(guī)定處理的基板的載置面，上述載置面、上述加熱單元及 上述制冷劑室自上方依次配置，制冷劑在上述制冷劑流路及上述制冷劑室中流動，其特征 在于，該基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)中包括絕熱層形成裝置，該絕熱層形成裝置用于在上 述加熱單元發(fā)熱、且上述制冷劑停止流動時、使多個絕熱粒狀物流入到上述制冷劑室內(nèi)而 在該制冷劑室的上部形成絕熱層。技術(shù)方案12所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)方案11所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，上述絕熱層形成裝置包括用于加熱上述絕熱粒狀物的加熱裝置，利用該 被加熱后的高溫的上述絕熱粒狀物形成上述絕熱層。采用技術(shù)方案1所述的基板載置臺的溫度控制方法，由于在加熱單元發(fā)熱時制冷 劑停止流動，因此，來自加熱單元的熱量的一部分不會被制冷劑帶出到基板載置臺的外部。 由此，能夠?qū)碜约訜釂卧臒崃扛咝У赜糜诨遢d置臺的溫度上升，從而能夠迅速地使 基板的溫度上升，并且，能夠減少熱能損失。采用技術(shù)方案2所述的基板載置臺的溫度控制方法，在加熱單元發(fā)熱、且制冷劑 停止流動時，使溫度高于制冷劑溫度的介質(zhì)流入到制冷劑流路，因此，不僅能夠利用來自加 熱單元的熱量、也能夠利用高溫介質(zhì)的熱量來加熱基板載置臺，而且，能夠減少被介質(zhì)吸收 的來自加熱單元的熱量，從而將來自加熱單元的熱量更高效地用于基板載置臺的溫度上 升，因此，能夠更迅速地使基板的溫度上升。采用技術(shù)方案3所述的基板載置臺的溫度控制方法及技術(shù)方案9所述的基板載置 臺的溫度控制系統(tǒng)，在加熱單元發(fā)熱、且制冷劑停止流動時，在制冷劑室內(nèi)的上部形成氣體 層。該氣體層存在于加熱單元與制冷劑室的制冷劑之間，其將加熱單元自制冷劑熱隔離，因 此，能夠?qū)碜约訜釂卧臒崃扛咝У赜糜诨遢d置臺的溫度上升。采用技術(shù)方案4所述的基板載置臺的溫度控制方法及技術(shù)方案10所述的基板載 置臺的溫度控制系統(tǒng)，由于利用高溫氣體形成氣體層，因此，不僅能夠利用來自加熱單元的 熱量、也能夠利用氣體層的熱量來加熱基板載置臺，而且，能夠降低被氣體層吸收的來自加 熱單元的熱量，從而將來自加熱單元的熱量更高效地用于基板載置臺的溫度上升，因此，能 夠更迅速地使基板的溫度上升。采用技術(shù)方案5所述的基板載置臺的溫度控制方法，形成氣體層的加壓后的高溫 氣體由制冷劑的蒸汽構(gòu)成。被基板載置臺吸收熱量而溫度降低了的蒸汽冷凝成為制冷劑， 該冷凝而成的制冷劑與之前存在于制冷劑流路的制冷劑混合。因而，在基板的溫度上升之 后，不必回收蒸氣，能夠節(jié)省操作人員等的勞力和時間，并且，由于制冷劑的濃度等也不變， 因此，能夠防止制冷劑的冷卻性能發(fā)生變化。采用技術(shù)方案6所述的基板載置臺的溫度控制方法，由于利用使制冷劑室的制冷 劑加熱沸騰而產(chǎn)生的制冷劑的蒸氣來形成氣體層，因此，不必從外部注入蒸氣等。另外，被 基板載置臺吸收熱量而溫度降低了的蒸氣冷凝而恢復(fù)至原本的制冷劑。因此，在基板的溫 度上升之后，不必回收制冷劑的蒸氣，能夠節(jié)省操作人員等的勞力和時間，并且，由于制冷 劑的濃度等也不變，因此，能夠防止制冷劑的冷卻性能發(fā)生變化。采用技術(shù)方案7所述的基板載置臺的溫度控制方法及技術(shù)方案11所述的基板載 置臺的溫度控制系統(tǒng)，在加熱單元發(fā)熱、且制冷劑停止流動時，在制冷劑室內(nèi)的上部形成由 多個絕熱粒狀物構(gòu)成的絕熱層。該絕熱層存在于加熱單元與制冷劑室的制冷劑之間，其將 加熱單元自制冷劑熱隔離，因此，能夠?qū)碜约訜釂卧臒崃扛咝У赜糜诨遢d置臺的 溫度上升。 采用技術(shù)方案8所述的基板載置臺的溫度控制方法及技術(shù)方案12所述的基板載 置臺的溫度控制系統(tǒng)，由于由加熱后的高溫的絕熱粒狀物形成絕熱層，因此，不僅能夠利用 來自加熱單元的熱量、也能夠利用絕熱層的熱量來加熱基板載置臺，而且，能夠減少被絕熱 層吸收的來自加熱單元的熱量，從而將來自加熱單元的熱量更高效地用于基板載置臺的溫度上升，因此，能夠更迅速地使基板的溫度上升。


圖1是概略地表示應(yīng)用本發(fā)明第1實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板處理裝置的構(gòu)造的剖視圖。圖2是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。圖3是概略地表示應(yīng)用本發(fā)明第2實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板 處理裝置的構(gòu)造的剖視圖。圖4是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。圖5是概略地表示應(yīng)用本發(fā)明第3實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板 處理裝置的構(gòu)造的剖視圖。圖6是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。首先，說明本發(fā)明的第1實施方式的基板載置臺的溫度控制方法。圖1是概略地表示應(yīng)用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板處理裝 置的構(gòu)造的剖視圖。本基板處理裝置用于對作為基板的半導(dǎo)體器件用的晶圓(以下簡稱作 “晶圓”)實施等離子蝕刻處理。在圖1中，基板處理裝置10具有收容半導(dǎo)體器件用的晶圓W的腔室11，在該腔室 11內(nèi)的下部配置有圓柱狀的基座12 (基板載置臺)，而且，在腔室11內(nèi)的上部，與基座12 相對地配置有圓板狀的簇射頭13?；?2內(nèi)置有靜電吸盤(未圖示)、加熱器單元14(加熱單元)、制冷劑流路15 以及與該制冷劑流路15相連通的制冷劑室16，在基座12的頂部形成有用于載置晶圓W的 載置面17。在基座12中，載置面17、加熱器單元14及制冷劑室16自上方依次配置。靜電吸盤利用庫倫力等將載置的晶圓W靜電吸附在載置面上。加熱器單元14由 與基座12的載置面的大致整個區(qū)域?qū)?yīng)地配置的電阻構(gòu)成，該電阻利用自電源18施加的 電壓而發(fā)熱，從而加熱基座12，并通過該基座12來加熱晶圓W。制冷劑室16也與基座12 的載置面的大致整個區(qū)域?qū)?yīng)地配置，該制冷劑室16利用在其內(nèi)部流動的制冷劑來吸收 基座12的熱量，且通過該基座12來吸收晶圓W的熱量，并將這些熱量帶出至外部，從而冷 卻基座12、晶圓W。并且，由于在基座12上連接有高頻電源19，因此，該基座12作為對基座 12和簇射頭13之間的處理空間S施加高頻電力的下部電極發(fā)揮作用。此時，簇射頭13作 為上部電極發(fā)揮作用，但簇射頭13既可以維持為接地電位，也可以連接其他高頻電源。簇射頭13在其內(nèi)部具有緩沖室20和將該緩沖室20與處理空間S連通的多個氣 孔21。自外部的處理氣體供給裝置(未圖示)向緩沖室20內(nèi)供給處理氣體，該供給來的處 理氣體經(jīng)由多個氣孔21被導(dǎo)入至處理空間S。在基板處理裝置10中，由于對該處理空間S 施加高頻電力，因此，導(dǎo)入至處理空間S的處理氣體被激發(fā)而生成等離子體。然后，使用生 成的等離子體所含有的陽離子、自由基對晶圓W實施等離子蝕刻處理。在等離子蝕刻處理過程中，由于晶圓W自等離子體不斷接受熱量，所以擔(dān)心基座12的溫度上升。因此，基板處理裝置10為了防止基座12的溫度上升而包括制冷劑循環(huán)系 統(tǒng)。 制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括制冷劑室16、制冷劑流路15、配置在腔室11之外且與制冷劑 流路15連接的制冷劑配管22、以及設(shè)置在該制冷劑配管22的中途的制冷劑供給裝置23。 在該制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中，制冷劑室16位于該制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的最上方。制冷劑供給裝置23作為壓力泵發(fā)揮作用，其沿著途中箭頭的方向經(jīng)由制冷劑配 管22及制冷劑流路15將制冷劑壓力輸送至制冷劑室16。制冷劑供給裝置23還作為換 熱器發(fā)揮作用，其用于對吸收了基座12的熱量而成為高溫的制冷劑進(jìn)行冷卻，使該制冷劑 的溫度降低至比較低的溫度，具體來說降低至在等離子蝕刻處理過程中維持基座12的溫 度、溫度下降所需的溫度、例如10°C。由此，自制冷劑供給裝置23供給到制冷劑室16的制 冷劑的溫度維持在比較低的溫度。另外，在本實施方式中，例如采用Galden(注冊商標(biāo))、 Fluorinert (注冊商標(biāo))作為制冷劑。但是，在基板處理裝置10中，在對晶圓W實施等離子蝕刻處理時，利用來自加熱器 單元14的熱量使基座12的溫度上升至適于該等離子蝕刻處理的溫度。此時，來自加熱器 單元14的熱量的一部分有可能被在制冷劑流路15、制冷劑室16中流動的制冷劑帶出至基 座12的外部，阻礙基座12的溫度上升。在本實施方式中，為了應(yīng)對該問題，在使加熱器單 元14發(fā)熱而使基座12的溫度上升時，使制冷劑流路15、制冷劑室16的制冷劑停止流動。圖2是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。在圖2中，首先，在加熱器單元14發(fā)熱之前，制冷劑供給裝置23將制冷劑壓力
輸送至制冷劑室16，因此，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖2的 ㈧)。其次，在加熱器單元14發(fā)熱時，制冷劑供給裝置23停止壓力輸送制冷劑(圖2的
(B))。由此，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中停止流動。特別是，制冷劑在制冷劑室16中停止 流動時，雖然制冷劑室16的制冷劑吸收來自加熱器單元14的一部分熱量，但其不會將吸收 的熱量帶出至基座12的外部。另外，由于加熱器單元14位于制冷劑室16的上方，因此，僅 是制冷劑室16內(nèi)的上部制冷劑利用來自加熱器單元14的一部分熱量而溫度上升。由此， 在制冷劑室16中也不會發(fā)生制冷劑的對流，因此，來自加熱器單元14的熱量中的極少一部 分被制冷劑室16的制冷劑吸收。其結(jié)果，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量高效地用于基 座12的溫度上升。接著，當(dāng)基座12的溫度上升至適于等離子蝕刻處理的溫度時，制冷劑供給裝置23 再次開始壓力輸送制冷劑，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖2的
(C))。由此，能夠?qū)⒒?2的溫度維持在適于等離子蝕刻處理的溫度。采用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法，由于在加熱器單元14發(fā)熱時制 冷劑停止流動，因此，來自加熱器單元14的一部分熱量的不會被制冷劑帶出至基座12的外 部。由此，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量高效地用于基座12的溫度上升，從而能夠迅速 地使晶圓W的溫度上升，并且，能夠減少熱能損失。另外，由于僅停止制冷劑供給裝置23的制冷劑的壓力輸送就能夠使制冷劑停止 流動，因此，不必為了實現(xiàn)本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法而在基板處理裝置10 的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中配置特殊的裝置等，從而能夠防止成本大幅度上升。
另外，在圖2的溫度控制方法中，在加熱器單元14發(fā)熱、而且制冷劑在制冷劑循環(huán) 系統(tǒng)中停止流動時，也可以使溫度比等離子蝕刻處理過程中的基座12的溫度維持所需的 制冷劑溫度(10°C)更高的介質(zhì)、例如80°C的高溫介質(zhì)直接或者經(jīng)由制冷劑流路15、制冷劑 配管22流入到制冷劑室16。由此，不僅能夠利用來自加熱器單元14的熱量、也利用高溫介 質(zhì)的熱量來加熱基座12，而且，能夠減少被介質(zhì)吸收的來自加熱器單元14的熱量而將來自 加熱器單元14的熱量更高效地用于基座12的溫度上升，從而能夠更迅速地使晶圓W的溫 度上升。在上述本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法中，使制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng) 中停止流動，但也可以使制冷劑比通常的狀態(tài)更慢地流動。由此，能夠降低由制冷劑帶出至 基座12之外的熱量，從而能夠使晶圓W的溫度比通常的狀態(tài)更快地上升。在上述基板處理裝置10中，基座12具有制冷劑室16，但即使在基座12不具有制 冷劑室16而僅具有制冷劑流路15的情況下，通過在加熱器單元14發(fā)熱時使制冷劑流路15 中的制冷劑停止流動，也能夠起到同樣的效果。接著，說明本發(fā)明的第2實施方式的基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系 統(tǒng)。圖3是概略地表示應(yīng)用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板處理裝 置的構(gòu)造的剖視圖。本實施方式的構(gòu)造、作用與上述第1實施方式基本相同，因此，對于重復(fù)的構(gòu)造、 作用省略說明，以下僅對不同的構(gòu)造、作用進(jìn)行說明。在圖3中，基板處理裝置24在制冷劑配管22的中途設(shè)置有加壓罐25(氣體層形 成裝置)。加壓罐25用于儲藏壓力比較高且溫度比較高的氣體、例如惰性氣體，在規(guī)定的時 刻使儲藏在加壓罐25中的的惰性氣體經(jīng)由制冷劑配管22及制冷劑流路15流入到制冷劑 室16。在此，惰性氣體的壓力、溫度需要被設(shè)定為當(dāng)該惰性氣體流入到制冷劑配管22時不 會冷凝那樣的程度，作為壓力，例如被設(shè)定為0. 2MPa以上，作為溫度，例如被設(shè)定為150°C 以上。另外，加壓罐25為了將儲藏的惰性氣體維持在比較高的溫度而具有加熱器(加熱裝 置)(未圖示)。圖4是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。在圖4中，首先，在加熱器單元14發(fā)熱之前，制冷劑供給裝置23將制冷劑壓力
輸送至制冷劑室16，因此，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖4的 ㈧)。其次，在加熱器單元14發(fā)熱時，制冷劑供給裝置23停止壓力輸送制冷劑。由此， 制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中停止流動。此時，加壓罐25使儲藏的溫度比較高、壓力比較高 的惰性氣體26經(jīng)由制冷劑配管22及制冷劑流路15流入到制冷劑室16 (圖4 (的B))。由 于制冷劑停止流動，且制冷劑室16位于制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的最上方，因此，流入到制冷劑室 16的惰性氣體26積存在制冷劑室16內(nèi)的上部。 接著，由積存的惰性氣體26在制冷劑室16內(nèi)的上部形成氣體層27 (氣體層)(圖 4的(C))。氣體層27形成在制冷劑室16內(nèi)的上部整個表面范圍內(nèi)，當(dāng)制冷劑室16的上部 內(nèi)壁面與制冷劑室16的制冷劑液面分開時，加壓罐25使惰性氣體26停止流入到制冷劑室 16。此時，由于氣體層27存在于加熱器單元14與制冷劑室16的制冷劑之間，因此，該氣體層27將加熱器單元14自制冷劑室16的制冷劑熱隔離。由此，來自加熱器單元14的熱量 不會被制冷劑室16的制冷劑吸收。結(jié)果，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量更高效地用于 基座12的溫度上升。接著，在基座12的溫度上升至適于等離子蝕刻處理的溫度時，制冷劑供給裝置23 再次開始壓力輸送制冷劑，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖4的 (D))。此時，制冷劑室16的惰性氣體26被循環(huán)的制冷劑帶出至制冷劑室16的外部，氣體 層27消失。由此，開始利用循環(huán)的制冷劑調(diào)整基座12的溫度，從而能夠?qū)⒒?2的溫度 維持在適于等離子蝕刻處理的溫度。采用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法，在加熱器單元14發(fā)熱、且制冷劑 制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中停止流動時，在制冷劑室16內(nèi)的上部形成氣體層27。該氣體層27存在 于加熱器單元14與制冷劑室16的制冷劑之間，該氣體層27將加熱器單元14自制冷劑室 16的制冷劑熱隔離，因此，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量更高效地用于基座12的溫度上升。在上述本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法中，由于利用壓力比較高、溫度 比較高的惰性氣體26來形成氣體層27，因此，不僅能夠利用來自加熱器單元14的熱量、也 利用氣體層27的熱量來加熱基座12，而且，能夠減少被氣體層27吸收的來自加熱器單元 14的熱量而將來自加熱器單元14的熱量更高效地用于基座12的溫度上升，從而能夠更迅 速地使晶圓W的溫度上升。在生成氣體層27時，為了將該氣體層27的溫度維持在較高的溫度，優(yōu)選關(guān)閉設(shè)置 在制冷劑配管22的中途的閥28 (參照圖3)而將制冷劑室16、制冷劑流路15自外部隔離之 后，對制冷劑室16等進(jìn)行加壓。此時，氣體層27被絕熱壓縮而溫度上升，因此，能夠容易地 將該氣體層27的溫度維持在較高的溫度。在上述基板載置臺的溫度控制方法中，加壓罐25儲藏惰性氣體，惰性氣體流入到 制冷劑室16而形成氣體層27，但也可以是加壓罐25儲藏壓力比較高且溫度比較高的、例如 0. 2MPa以上且例如120°C以上的制冷劑的蒸氣，該制冷劑的蒸氣流入到制冷劑室16而形成 氣體層27。由此，能夠利用壓力比較高、溫度比較高的制冷劑的蒸氣來形成氣體層27。而 且，被基座12吸收熱量而溫度降低了的制冷劑的蒸氣冷凝成為制冷劑，與之前存在于制冷 劑室16和制冷劑流路15的制冷劑混合。因而，在晶圓W的溫度上升之后，不必回收制冷劑 的蒸氣，能夠節(jié)省操作人員等的勞力和時間，并且，由于制冷劑的濃度等也不變，因此，能夠 防止制冷劑的冷卻性能發(fā)生變化。另外，在形成氣體層27時，也可以不使惰性氣體26、制冷劑的蒸氣流入到制冷劑 室16，而是利用加熱器單元14或其他的加熱器(未圖示)來加熱制冷劑室16的制冷劑并 使其沸騰從而產(chǎn)生制冷劑的蒸氣，利用在制冷劑室16中產(chǎn)生的制冷劑的蒸氣形成氣體層 27。在這種情況下，能夠不需要在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置使惰性氣體26等流入到制冷劑室 16的裝置(加壓罐25)，從而能夠簡化裝置構(gòu)造。另外，由于被基座12吸收熱量而溫度降 低的制冷劑的蒸氣冷凝而恢復(fù)為原本的制冷劑，因此，能夠起到與使制冷劑的蒸氣流入到 制冷劑室16的情況相同的效果。

接著，說明本發(fā)明的第3實施方式的基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系 統(tǒng)。
圖5是概略地表示應(yīng)用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的基板處理裝置的構(gòu)造的剖視圖。本實施方式的構(gòu)造、作用與上述第1實施方式基本相同，因此，對于重復(fù)的構(gòu)造、 作用省略說明，以下僅對不同的構(gòu)造、作用進(jìn)行說明。 在圖5中，基板處理裝置29包括絕熱粒子罐30 (絕熱層形成裝置)，該絕熱粒子罐 30設(shè)置在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中的制冷劑室16上游側(cè)的制冷劑配管22的中途。絕熱粒子罐 30儲藏許多密度小于制冷劑密度的絕熱材料，該絕熱材料例如為由耐熱樹脂構(gòu)成的球狀的 絕熱粒子31 (絕熱粒狀物)，在規(guī)定的時機(jī)使儲藏的許多絕熱粒子31經(jīng)由制冷劑配管22及 制冷劑流路15流入到制冷劑室16。在此，絕熱粒子31被設(shè)定為比較高的溫度、例如90°C 以上。另外，絕熱粒子罐30為了將儲藏的絕熱粒子31維持在比較高的溫度而具有加熱器 (加熱裝置)(未圖示)?；逄幚硌b置29還包括絕熱粒子回收器32，該絕熱粒子回收器32設(shè)置在制冷劑 循環(huán)系統(tǒng)中的制冷劑室16下游側(cè)的制冷劑配管22的中途。絕熱粒子回收器32在其內(nèi)部 具有規(guī)定容積的空間33、以及配置在該空間33中的回收網(wǎng)34?；厥站W(wǎng)34在空間33中將 自制冷劑室16流出的包含許多絕熱粒子31的制冷劑過濾，由此，使制冷劑與絕熱粒子31 分離。分離出的許多絕熱粒子31與回收網(wǎng)34 —同自絕熱粒子回收器32被取出，再次儲藏 在絕熱粒子罐30中。圖6是表示本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法的工序圖。在圖6中，首先，在加熱器單元14發(fā)熱之前，制冷劑供給裝置23將制冷劑壓力
輸送到制冷劑室16，因此，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖6的 ㈧)。接下來，在加熱器單元14發(fā)熱時，制冷劑供給裝置23停止壓力輸送制冷劑。由此， 制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中停止流動。此時，絕熱粒子罐30使儲藏的溫度比較高的絕熱粒 子31經(jīng)由制冷劑配管22及制冷劑流路15流入到制冷劑室16(圖6的(B))。由于制冷劑 停止流動，且絕熱粒子31的密度小于制冷劑的密度，因此，流入到制冷劑室16的絕熱粒子 31積存在制冷劑室16內(nèi)的上部。接著，利用積存的絕熱粒子31在制冷劑室16內(nèi)的上部形成絕熱粒子層35(絕熱 層)(圖6的(C))后，絕熱粒子罐30使絕熱粒子31的流入停止。此時，由于絕熱粒子層35 存在于加熱器單元14與制冷劑室16的制冷劑之間，因此，該絕熱粒子層35將加熱器單元 14自制冷劑室16的制冷劑熱隔離。由此，來自加熱器單元14的熱量不會被制冷劑室16的 制冷劑吸收。其結(jié)果，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量更高效地用于基座12的溫度上升。接著，在基座12的溫度上升至適于等離子蝕刻處理的溫度時，制冷劑供給裝置23 再次開始壓力輸送制冷劑，制冷劑在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中如圖中箭頭所示那樣循環(huán)(圖6的 (D))。由此，制冷劑室16的絕熱粒子31被循環(huán)的制冷劑帶出到制冷劑室16的外部，絕熱 粒子層35消失。由此，開始利用循環(huán)的制冷劑來調(diào)整基座12的溫度，能夠?qū)⒒?2的溫 度維持在適于等離子蝕刻處理的溫度。此時，絕熱粒子回收器32在空間33中利用回收網(wǎng) 34來回收被制冷劑帶出到制冷劑室16外部的許多絕熱粒子31。采用本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法，在加熱器單元14發(fā)熱、且制冷劑 在制冷劑循環(huán)系統(tǒng)中停止流動時，在制冷劑室16內(nèi)的上部形成絕熱粒子層35。該絕熱粒子層35存在于加熱器單元14與制冷劑室16的制冷劑之間，其將加熱器單元14自制冷劑 室16的制冷劑熱隔離，因此，能夠?qū)碜约訜崞鲉卧?4的熱量更高效地用于基座12的溫 度上升。
在上述本實施方式的基板載置臺的溫度控制方法中，由于由溫度比較高的絕熱粒 子31形成絕熱粒子層35，因此，不僅能夠利用來自加熱器單元14的熱量、也利用絕熱粒子 層35的熱量來加熱基座12，而且，能夠降低被絕熱粒子層35吸收的來自加熱器單元14的 熱量而將來自加熱器單元14的熱量更高效地用于基座12的溫度上升，從而能夠更迅速地 使晶圓W的溫度上升。
另外，在上述各實施方式中被實施等離子蝕刻處理的基板并不限定為半導(dǎo)體 器件用的晶圓，也可以是包括LCD(LiquidCrystal Display)等在內(nèi)的FPD(Flat Panel Display)等所采用的各種基板、光掩模、CD基板、印刷電路板等。
權(quán)利要求
1.一種基板載置臺的溫度控制方法，該基板載置臺用于載置被實施規(guī)定處理的基板并 內(nèi)置有加熱單元和制冷劑流路，制冷劑在上述制冷劑流路中流動，其特征在于，該基板載置臺的溫度控制方法具有制冷劑流動停止步驟，在該步驟中，上述加熱單元 發(fā)熱時，上述制冷劑停止流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，在上述制冷劑流動停止步驟中，使溫度高于上述制冷劑溫度的介質(zhì)流入到上述制冷劑 流路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，在上述基板載置臺的頂部形成有用于載置上述基板的載置面，上述基板載置臺還內(nèi)置 有與上述制冷劑流路連通的制冷劑室，上述載置面、上述加熱單元及上述制冷劑室自上方 依次配置；在上述制冷劑流動停止步驟中，使氣體流入到上述制冷劑室內(nèi)而在該制冷劑室內(nèi)的上 部形成氣體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，利用加壓后的高溫氣體形成上述氣體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，上述加壓后的高溫氣體由上述制冷劑的蒸氣構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，在上述制冷劑流動停止步驟中，利用將上述制冷劑室的制冷劑加熱沸騰而產(chǎn)生的上述 制冷劑的蒸氣來形成上述氣體層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，在上述基板載置臺的頂部形成有用于載置上述基板的載置面，上述基板載置臺還內(nèi)置 有與上述制冷劑流路連通的制冷劑室，上述載置面、上述加熱單元及上述制冷劑室自上方 依次配置；在上述制冷劑流動停止步驟中，使多個絕熱粒狀物流入到上述制冷劑室內(nèi)而在該制冷 劑室的上部形成絕熱層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板載置臺的溫度控制方法，其特征在于，在將上述多個絕熱粒狀物加熱之后，利用該加熱后的高溫的上述絕熱粒狀物形成上述 絕熱層。
9.一種基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，該基板載置臺內(nèi)置有加熱單元、制冷劑流路以及 與該制冷劑流路連通的制冷劑室，在該基板載置臺的頂部形成有用于載置被實施規(guī)定處理 的基板的載置面，上述載置面、上述加熱單元及上述制冷劑室自上方依次配置，上述制冷劑 在上述制冷劑流路及上述制冷劑室中流動，其特征在于，該基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)包括氣體層形成裝置，該氣體層形成裝置用于在上述加 熱單元發(fā)熱、且上述制冷劑停止流動時、使氣體流入到上述制冷劑室內(nèi)而在該制冷劑室的 上部形成氣體層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，上述氣體層形成裝置包括用于加熱上述氣體的加熱裝置，利用該加熱后的高溫的上述 氣體來形成上述氣體層。
11.一種基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，該基板載置臺內(nèi)置有加熱單元、制冷劑流路以及 與該制冷劑流路連通的制冷劑室，在該基板載置臺的頂部形成有用于載置被實施規(guī)定處理 的基板的載置面，上述載置面、上述加熱單元及上述制冷劑室自上方依次配置，上述制冷劑 在上述制冷劑流路及上述制冷劑室中流動，其特征在于，該基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)包括絕熱層形成裝置，該絕熱層形成裝置用于在上述加 熱單元發(fā)熱、且上述制冷劑停止流動時、使多個絕熱粒狀物流入到上述制冷劑室內(nèi)而在該 制冷劑室內(nèi)的上部形成絕熱層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基板載置臺的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，上述絕熱層形成裝置包括用于加熱上述絕熱粒狀物的加熱裝置，利用該加熱后的高溫 的上述絕熱粒狀物來形成上述絕熱層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)。該基板載置臺的溫度控制方法及溫度控制系統(tǒng)能夠迅速地使基板的溫度上升，并且能夠減少熱能損失。基座(12)內(nèi)置有加熱器單元(14)、制冷劑流路(15)和制冷劑室(16)，其用于載置被實施等離子蝕刻處理的晶圓(W)，制冷劑在制冷劑流路(15)及制冷劑室(16)的內(nèi)部流動，在加熱器單元(14)發(fā)熱時，制冷劑在制冷劑室(16)中停止流動。
文檔編號C23C16/52GK102031502SQ201010501408
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者佐佐木康晴 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社