JP2013026561A

JP2013026561A - 温度制御ユニット、基板載置台、基板処理装置、温度制御システム、及び基板処理方法

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Publication number: JP2013026561A
Application number: JP2011162138A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tanaka; 誠治田中; hideto Yoshiya; 秀人吉矢; Toshimitsu Sakai; 俊充酒井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-02-04
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: JP5897275B2; TWI550753B; CN102903651B; TW201308497A; CN102903651A; KR101422915B1; KR20130012553A

Abstract

【課題】基板の温度を早く変化させることができる温度制御ユニットを提供する。
【解決手段】基板Ｗと接触して該基板Ｗの温度を制御する温度制御ユニット１５は、
基板Ｗと接触する板状のユニット本体１６と、該ユニット本体１６内に埋設された複数の直線状のヒータ１７と、ユニット本体１６内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れるチラー流路とを備え、各ヒータ１７は互いに平行に配置され、チラー流路１８は隣接する２つのヒータ１７の間の部分を経由するように配置され、ユニット本体１６の平面視における１つのヒータ１７に垂直な方向に関し、各ヒータ１７及びチラー流路１８１８は交互に等間隔で配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板へ処理温度が異なる複数の熱処理を施す際に用いられる温度制御ユニット、基板載置台、基板処理装置、温度制御システム、及び基板処理方法に関する。

ＦＰＤ（Flat Panel Display）、太陽電池又はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の製造過程において、基板に各種の熱処理、例えば、成膜処理が施される。従来、基板へ処理温度が異なる複数の熱処理を施す場合、熱処理毎に異なる基板処理装置が基板へ該当する熱処理を施していたが、近年、生産性向上の観点からスループットを向上させるために、１つの基板処理装置において処理温度が異なる複数の熱処理を施すことが求められている。

このような基板処理装置として、処理室内において基板を載置する基板載置台を備え、該基板載置台は媒体流路が形成された冷却ジャケットと、該冷却ジャケットの下に配されたヒータとを有する基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の基板処理装置では、ヒータを発熱させて基板載置台における載置面、具体的には、冷却ジャケットにおける基板との接触面の温度を上昇させることによって基板を加熱し、冷却ジャケットの媒体流路に低温の冷媒を流して上記接触面の温度を下降させることによって基板を冷却する。

特公平７−１０５４２２号公報

しかしながら、特許文献１の基板処理装置では、冷却ジャケットとヒータが個別なものとして分かれているため、冷却ジャケット及びヒータの間に物理的な境界が発生する。該境界は、例えば、ヒータによって基板を加熱する際、熱抵抗としてヒータからの熱が冷却ジャケットへ伝わるのを阻害するため、基板の温度が早く変化しないという問題がある。

本発明の目的は、基板の温度を早く変化させることができる温度制御ユニット、基板載置台、基板処理装置、温度制御システム、及び基板処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の温度制御ユニットは、基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットであって、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを備え、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする。

請求項２記載の温度制御ユニットは、請求項１記載の温度制御ユニットにおいて、前記本体の平面視における１つの前記ヒータに垂直な方向に関し、各前記ヒータ及び前記媒体流路は交互に等間隔で配置されることを特徴とする。

請求項３記載の温度制御ユニットは、請求項１又は２記載の温度制御ユニットにおいて、前記本体における前記基板との接触面とは反対側の面において、前記本体内に埋設された各ヒータの位置に対応するように配置された蓋をさらに備え、前記蓋は開閉可能であることを特徴とする。

請求項４記載の温度制御ユニットは、請求項３記載の温度制御ユニットにおいて、前記本体は前記蓋を取り付けるためのねじ用のねじ穴を有し、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間において前記ねじ穴を避けるように蛇行することを特徴とする。

請求項５記載の温度制御ユニットは、請求項４記載の温度制御ユニットにおいて、前記蛇行する媒体流路における曲部の前記本体の平面視における曲率は半径４０ｍｍ以上であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項６記載の基板載置台は、基板を載置する基板載置台であって、前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、該温度制御ユニットを支持する基部とを備え、前記温度制御ユニットは、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項７記載の基板処理装置は、基板に処理を施す基板処理装置であって、前記基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する基板載置台とを備え、前記基板載置台は、前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、該温度制御ユニットを支持する基部とを有し、前記温度制御ユニットは、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項８記載の温度制御システムは、基板の温度を制御する温度制御システムであって、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、前記ヒータの発熱量を制御するヒータ制御ユニットと、前記媒体流路を流れる媒体の流量や温度を制御する媒体制御ユニットとを備え、前記温度制御ユニットの前記本体において、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載の基板処理方法は、基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットであって、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを備え、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間に位置するように配置される温度制御ユニットを用いる基板処理方法であって、前記基板を目標冷却温度まで冷却する際、前記媒体流路へ前記目標冷却温度よりも低い温度の媒体を供給することを特徴とする。

請求項１０記載の基板処理方法は、請求項９記載の基板処理方法において、前記温度制御ユニットの本体の温度が、前記目標冷却温度よりも第１の所定温度だけ高い第１の制御変更温度に到達したとき、前記媒体流路へ供給される媒体の温度を前記目標冷却温度に変更することを特徴とする。

請求項１１記載の基板処理方法は、請求項１０記載の基板処理方法において、前記第１の所定温度は２℃以上且つ２０℃未満であることを特徴とする。

請求項１２記載の基板処理方法は、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記温度制御ユニットの本体の温度が、前記目標冷却温度よりも第２の所定温度だけ高い第２の制御変更温度に到達したとき、前記ヒータを発熱させ、前記第２の所定温度は前記第１の所定温度よりも低いことを特徴とする。

請求項１３記載の基板処理方法は、請求項１２記載の基板処理方法において、前記第２の所定温度は１℃以上且つ１０℃未満であることを特徴とする。

請求項１４記載の基板処理方法は、請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板を目標加熱温度まで加熱する際、前記ヒータを発熱させるとともに、前記媒体流路へ前記目標加熱温度よりも高い温度の媒体を供給することを特徴とする。

本発明によれば、温度制御ユニットの本体内に媒体流路だけでなく複数のヒータが配置されるため、ヒータからの熱の本体への伝達が阻害されることがない。その結果、基板の温度を早く変化させることができる。また、各ヒータは互いに平行に配置され、媒体流路は隣接する２つのヒータの間に位置するように配置されるので、本体における加熱箇所及び冷却箇所の配置のバランスを向上することができ、もって、本体と接触する基板の温度を安定且つ均一に変化させることができる。

また、本発明によれば、基板を目標冷却温度まで冷却する際、温度制御ユニットの本体内の媒体流路へ目標冷却温度よりも低い温度の媒体を供給するので、基板の冷却を迅速に行うことができ、もって、基板の温度を早く変化させることができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。図１における温度制御ユニットの構成を概略的に示す図であり、図２（Ａ）は水平断面図であり、図２（Ｂ）は縦断面図であり、図２（Ｃ）は底面図である。図１における温度制御ユニットの変形例の構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は水平断面図であり、図３（Ｂ）は縦断面図であり、図３（Ｃ）は底面図である。本発明の実施の形態に係る基板処理方法における基板の冷却時の各部温度を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係る基板処理方法の変形例における基板の冷却時の各部温度を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係る基板処理方法における基板の加熱時の各部温度を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係る基板処理方法の変形例における基板の加熱時の各部温度を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、基板処理装置１０は、基板を収容する収容室１１と、該収容室１１内の下部に配置されて基板Ｗを載置する基板載置台１２と、収容室１１内の上部において基板載置台１２と対向するように配置されたシャワーヘッド状のガス供給部１３とを備え、収容室１１に収容された基板Ｗに成膜処理を施す。

基板載置台１２は載置された基板Ｗの温度を制御し、ガス供給部１３は収容室１１内に処理ガスを供給する。基板処理装置１０では、ガス供給部１３が成膜用の処理ガスを供給するとともに、基板載置台１２が基板Ｗを所定の高温まで加熱することにより、該基板Ｗへ成膜処理を施す。

基板載置台１２は、収容室１１の下方から立設する基部１４と、該基部１４が上端において支持する温度制御ユニット１５とを有する。温度制御ユニット１５は、基板Ｗを接触する板状のユニット本体１６と、内部に埋設されたヒータ１７と、同内部に形成されたチラー流路１８（媒体流路）と、同内部に埋設された温度センサＡとを有する。ユニット本体１６は伝熱性の高い材料、例えば、アルミニウムからなり、ヒータ１７は外部のヒータコントローラ１９（ヒータ制御ユニット）と配線２０を介して接続され、該ヒータコントローラ１９から電力を供給されることによって発熱する。チラー流路１８は外部のチラーコントローラ２１（媒体制御ユニット）と配管２２を介して接続され、チラー流路１８の内部をチラーコントローラ２１から循環供給された媒体、例えば、ガルデン（登録商標）が流れる。

ヒータ１７は発熱することによってユニット本体１６の温度を上昇させて該ユニット本体１６に接触する基板Ｗを加熱し、チラー流路１８は内部を低温の媒体（冷媒）が流れることによってユニット本体１６の温度を下降させて該ユニット本体１６に接触する基板Ｗを冷却する。ヒータコントローラ１９、チラーコントローラ２１及び温度センサＡは装置コントローラ２３と接続され、装置コントローラ２３は、ユニット本体１６に埋設された温度センサＡの温度が所定の範囲に収まるように、ヒータコントローラ１９およびチラーコントローラ２１を制御する。具体的には、ヒータコントローラ１９は装置コントローラ２３から信号を受け取り、該信号に従ってヒータ１７へ供給する電力の供給量や供給タイミングを制御し、チラーコントローラ２１も装置コントローラ２３から信号を受け取り、該信号に従ってチラー流路１８へ供給する媒体の温度、供給量や供給タイミングを制御する。

図２は、図１における温度制御ユニットの構成を概略的に示す図であり、図２（Ａ）は水平断面図であり、図２（Ｂ）は縦断面図であり、図２（Ｃ）は底面図である。

図２において、温度制御ユニット１５のユニット本体１６の内部には温度センサＡが埋設され、さらに６本の直線状のヒータ１７が互いに平行に配置される。温度センサＡが埋設される位置は、断面視においては、基板Ｗとの接触面１６ａに近い箇所が望ましく（図２（Ｂ）参照。）、底面視においては、中央部が望ましい（図２（Ｃ）参照。）が、特に限定されるものではない。各ヒータ１７は、それぞれ３つのヒータ１７を接続する２つの電線２０によって平面視でＥ字状を呈する２つの組に分けられている。各組はＥ字の開放端同士が対向し、一方の組において隣接する２つのヒータ１７の間に他方の組における１つのヒータ１７が介在するように配置される。

また、ユニット本体１６の内部には１本のチラー流路１８が形成されている。チラー流路１８は平面視において、隣接する２つのヒータ１７の間において両ヒータ１７から等距離に位置するように両ヒータ１７の間の部分を経由し、且つ、各ヒータ１７の端部で屈曲部を擁するように配置される。さらに、ユニット本体１６では、各ヒータ１７及びチラー流路１８が平面視における１つのヒータ１７に垂直な方向Ｄに関して交互に等間隔で配置される（図２（Ａ））。

ユニット本体１６における基板Ｗとの接触面１６ａとは反対側の裏面１６ｂには、ユニット本体１６に埋設された各ヒータ１７の組に対応するようにＥ字状を呈するメンテナンス用の蓋２４，２５が設けられる。ユニット本体１６はメンテナンス用の蓋２４及び２５を該ユニット本体１６へ取り付けるための取り付けねじ用のねじ穴２６を有する。なお、本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、１つのヒータ１７に対して２つのねじ穴２６が設けられるが、ねじ穴２６の数は特に限られていない。

温度制御ユニット１５では、温度センサＡが故障した際、または、あるヒータ１７が断線した際、ユニット本体１６を取り外し、さらに、取り付けねじを外すことによって裏面のメンテナンス用の蓋２４又は２５を開蓋し、故障した温度センサＡ、または、断線したヒータ１７を取り替える。

図２の温度制御ユニット１５によれば、ユニット本体１６内にチラー流路１８だけでなく複数のヒータ１７が配置されるため、ヒータ１７とチラー流路１８を別個のユニットとして設けた場合に生じるヒータ１７及びチラー流路１８の間の境界部が存在せず、当該境界部による熱抵抗が無いため、ヒータ１７からの熱のユニット本体１６への伝達が阻害されることがない。また、ユニット本体１６内に温度センサＡが埋設されているため、ユニット本体１６の温度を精度良く測定することができる。その結果、基板Ｗの温度を早く変化させることができる。

また、温度制御ユニット１５では、各ヒータ１７は互いに平行に配置され、チラー流路１８は隣接する２つのヒータ１７の間の部分を経由するように配置され、且つユニット本体１６の平面視における１つのヒータ１７に垂直な方向Ｄに関し、各ヒータ１７及びチラー流路１８は交互に等間隔で配置されるので、ユニット本体１６における加熱箇所及び冷却箇所の配置のバランスを向上することができる。その結果、ユニット本体１６と接触する基板Ｗの温度を安定且つ均一に変化させることができる。

また、ユニット本体１６の温度を監視する温度センサＡを基板Ｗとの接触面１６ａへできるだけ近い位置に埋設することにより、基板Ｗと、温度センサＡによって測定されたユニット本体１６との間の温度勾配を小さくできるため、基板Ｗの温度を精度よく制御することができる。

また、温度制御ユニット１５は、ユニット本体１６の裏面１６ｂにおいて、各ヒータ１７の位置に対応するように配置された開閉可能なメンテナンス用の蓋２４，２５をさらに備えるので、温度センサＡ、若しくは、ヒータ１７が破損しても当該ヒータ１７を交換することでき、もって、温度制御ユニット１５のランニングコストを低減することができる。また、メンテナンス用の蓋２４、２５がユニット本体１６の接触面１６ａではなく裏面１６ｂに配置されているため、メンテナンス用の蓋２４、２５とユニット本体１６との間の境界が熱抵抗となってヒータ１７による基板Ｗの加熱やチラー流路１８の内部を流れる冷媒による基板Ｗの冷却を阻害することがなく、もって、基板Ｗの温度をより早く変化させることができる。

なお、本実施の形態においては、ヒータ１７が互いに平行な直線状のヒータとして説明されたが、熱交換を行う領域の形状に合わせて、同形状の曲線状のヒータを互いからの距離が一定となるように配置してもよい。この場合、曲線状のヒータとしては、例えば、円弧状の曲線や、放物線状の曲線で構成されるヒータであってもよく、また、一方向を指向しつつ蛇行する曲線状のヒータであってもよい。蛇行するヒータの場合、隣接するヒータが互いに鏡面対称となる形状であってもよく、平行移動した形状であってもよい。

さらに、本実施の形態においては、チラー流路１８は一本の流路からなる一系統の流路として説明したが、二本またはそれ以上の流路からなる複数系統の流路として構成してもよい。一本の流路では上流及び下流の間に温度差が生じやすいが、複数の流路で構成すれば、一系統の流路が短くなるので、上流及び下流の間の温度差を小さくすることができ、ユニット本体１６における面内での熱交換の不均一を緩和することができる。

図３は、図１における温度制御ユニットの変形例の構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は水平断面図であり、図３（Ｂ）は縦断面図であり、図３（Ｃ）は底面図である。本変形例は、ヒータの数やチラーの形状が図２の温度制御ユニット１５と異なる。

ところで、各ねじ穴２６の機能、例えば、締結力の発揮や締結力に対する耐性を確保するために、各ねじ穴２６をヒータ１７やチラー流路１８から一定の距離以上離して配置する必要がある。その結果、ヒータ１７やチラー流路１８の配置場所はねじ穴２６の配置場所に左右される。具体的に図２の温度制御ユニット１５では、ヒータ１７やチラー流路１８が直線状に形成されるため、各ねじ穴２６の配置場所を考慮すると、各ヒータ１７及びチラー流路１８をある一定以上近づけることができず、配置できるヒータ１７の数が制限され、また、媒体流路１８も細かく屈曲することができないので、ユニット本体１６における面内の温度分布が不均一となる虞がある。これに対して、図３の温度制御ユニット２７では、隣接する２つのヒータ１７の間において取り付けねじ用のねじ穴２６を避けるようにチラー流路１８が蛇行する。これにより、チラー流路１８における各曲部１８ａの内側に各ねじ穴２６を配置すれば、各ねじ穴２６からチラー流路１８まで一定の距離を確保できるとともに、当該曲部１８ａと隣接する曲部１８ｂをヒータ１７へ近づけることできる。これにより、各ヒータ１７及びチラー流路１８を、図２の温度制御ユニット１５におけるヒータ１７及びチラー流路１８よりも近づけることができる。その結果、ユニット本体１６においてより多くのヒータ１７を配置し、さらにチラー流路１８をより細かく屈曲することができるので、ユニット本体１６における面内の温度均一性を向上させることができる。例えば、図３の温度制御ユニット２７では、８つのヒータ１７を配置することができる。

また、温度制御ユニット２７では、蛇行するチラー流路１８のユニット本体１６の平面視における曲率が半径４０ｍｍ以上に設定される。これにより、チラー流路１８のコンダクタンスが極端に低下することがないので、チラー流路１８内を流れる媒体の圧損が生じることがなく、媒体の供給効率が低下するのを防止することができる。

なお、本変形例においてはチラー流路１８を蛇行させてねじ穴２６を回避させたが、チラー流路１８ではなくヒータ１７を蛇行させてねじ穴２６を回避してもよい。

次に、本発明の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。本実施の形態に係る基板処理方法は温度制御ユニット１５を備える基板処理装置１０において装置コントローラ２３が実行する。なお、本実施の形態に係る基板処理方法では、ユニット本体１６の温度が基板Ｗの温度を代用するものとして、ヒータ１７やチラー流路１８によってユニット本体１６の温度を制御する。

図４は、本実施の形態に係る基板処理方法における基板の冷却時の各部温度を示すシーケンス図である。

図４において、例えば、２５０℃の基板Ｗの目標冷却温度、例えば、１２０℃までの冷却が開始されると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を停止し、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標冷却温度よりも低い温度である冷却用温度、例えば、８０℃まで低下させる。その後、ユニット本体１６が冷却用温度の媒体によって冷却されて目標冷却温度よりも２℃以上且つ２０℃未満の所定の温度（第１の所定温度）だけ高い温度（第１の制御変更温度）、例えば、１３０℃に到達すると、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標冷却温度に変更し、降温速度を低下させてユニット本体１６の降温度合いを緩和する。

本実施の形態に係る基板処理方法によれば、基板Ｗを目標冷却温度まで冷却する際、チラー流路１８へ目標冷却温度よりも低い温度（冷却用温度）の媒体を供給するので、基板Ｗの冷却を迅速に行うことができ、もって、基板Ｗの温度を早く変化させることができる。また、本実施の形態に係る基板処理方法では、ユニット本体１６の温度が、目標冷却温度よりも高い第１の制御変更温度に到達したとき、チラー流路１８へ供給される媒体の温度を目標冷却温度に変更するので、ユニット本体１６が過剰に冷却されることがなく、もって、ユニット本体１６の温度が目標冷却温度を下回るのを防止することができる。

上述した本実施の形態に係る基板処理方法では、ヒータ１７への電力の供給が停止されると、その後、電力の供給は再開されないが、電力の供給を意図的に再開してもよい。

図５は、本実施の形態に係る基板処理方法の変形例における基板の冷却時の各部温度を示すシーケンス図である。

図５において、基板Ｗの冷却が開始されると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を停止し、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を冷却用温度まで低下させ、ユニット本体１６が冷却されて第１の制御変更温度に到達すると、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標冷却温度に変更する。

その後、ユニット本体１６がさらに冷却されて目標冷却温度よりも１℃以上且つ１０℃未満の所定の温度（第２の所定温度）だけ高い温度（第２の制御変更温度）、例えば、１２５℃に到達すると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を再開する。これにより、媒体の温度を目標冷却温度に変更した後に、ユニット本体１６の降温速度が期待したほど下がらなくても、ユニット本体１６を加熱することによってユニット本体１６の降温速度を緩和することができ、もって、ユニット本体１６の温度が目標冷却温度を下回るのを確実に防止することができる。

また、本実施の形態に係る基板処理方法では基板Ｗの加熱時においてもチラー流路１８へ供給する媒体の温度を変更させてもよい。

図６は、本実施の形態に係る基板処理方法における基板の加熱時の各部温度を示すシーケンス図である。

図６において、例えば、６０℃の基板Ｗの目標加熱温度、例えば、２５０℃までの加熱が開始されると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を開始し、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標加熱温度よりも高い温度である加熱用温度、例えば、２８０℃まで上昇させる。その後、ユニット本体１６が加熱されて目標加熱温度よりも２℃以上且つ２０℃未満の所定の温度だけ低い温度（第３の制御変更温度）、例えば、２４０℃に到達すると、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標加熱温度に変更する。

上述した基板処理方法では、基板Ｗを目標加熱温度まで加熱する際、チラー流路１８へ目標加熱温度よりも高い温度（加熱用温度）の媒体を供給するので、基板Ｗの加熱を迅速に行うことができ、もって、基板Ｗの温度を早く変化させることができる。

また、上述した基板処理方法では、ユニット本体１６の温度が、目標加熱温度よりも低い第３の制御変更温度に到達したとき、チラー流路１８へ供給される媒体の温度を目標加熱温度に変更するので、ユニット本体１６が過剰に加熱されることがなく、もって、ユニット本体１６の温度が目標加熱温度を上回るのを防止することができる。

上述した基板処理方法では、ヒータ１７への電力の供給が開始されると、その後、電力の供給は停止されないが、意図的に電力の供給を停止してもよい。

図７は、本実施の形態に係る基板処理方法の変形例における基板の加熱時の各部温度を示すシーケンス図である。

図７において、基板Ｗの加熱が開始されると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を開始し、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を加熱用温度まで上昇させ、ユニット本体１６が加熱されて第３の制御変更温度に到達すると、チラーコントローラ２１はチラー流路１８へ供給する媒体の温度を目標加熱温度に変更する。

その後、ユニット本体１６がさらに加熱されて目標加熱温度よりも１℃以上且つ１０℃未満の所定の温度だけ低い温度（第４の制御変更温度）、例えば、２４５℃に到達すると、ヒータコントローラ１９はヒータ１７への電力の供給を停止する。これにより、媒体の温度を目標加熱温度に変更した後に、ユニット本体１６の昇温速度が期待したほど下がらなくても、ヒータ１７の発熱を停止してユニット本体１６への熱の供給量を急激に減らすことによってユニット本体１６の昇温速度を緩和することができ、もって、ユニット本体１６の温度が目標加熱温度を上回るのを確実に防止することができる。

なお、本実施の形態に係る基板処理方法が実行される基板処理装置１０の基板載置台１２における温度制御ユニット１５は、上述したように、ユニット本体１６内にチラー流路１８だけでなく複数のヒータ１７及び温度センサＡが配置され、ユニット本体１６の温度は温度センサＡによってチラー流路１８の内部を流れる媒体の温度やヒータ１７の温度を監視することにより、図６や図７に示すような、ヒータ１７による加熱とチラー流路１８による加熱とを併用する基板処理方法を精度よく実行することができる。

上述した本実施の形態に係る基板処理方法は、処理温度が異なる複数の成膜処理の間における基板Ｗの温度調整に好適に用いられるが、当該基板処理方法を実行する際の収容室１１内の圧力は特に限られず、大気圧乃至真空のいずれであってもよい。

また、上述した本実施の形態では成膜処理を行う場合について説明したが、本発明を適用できる処理としては迅速なる温度変化を必要とする処理であればよく、上述した成膜処理には限られない。

また、上述した本実施の形態に係る基板処理方法は装置コントローラ２３が実行したが、基板処理装置１０とネットワークを介して接続された外部のサーバ（図示しない）がヒータコントローラ１９やチラーコントローラ２１の動作を制御することによって実行してもよい。

さらに、チラー流路１８に供給される媒体は、ガルデンに限られず、例えば、オイル系の媒体であるシリコーンオイルを用いることができる。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。

また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

Ａ温度センサ
１０基板処理装置
１２基板載置台
１５，２７温度制御ユニット
１６ユニット本体
１７ヒータ
１８チラー流路
１９ヒータコントローラ
２１チラーコントローラ
２４，２５メンテナンス用の蓋
２６ねじ穴

Claims

基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットであって、
前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを備え、
各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする温度制御ユニット。
前記本体の平面視における１つの前記ヒータに垂直な方向に関し、各前記ヒータ及び前記媒体流路は交互に等間隔で配置されることを特徴とする請求項１記載の温度制御ユニット。
前記本体における前記基板との接触面とは反対側の面において、前記本体内に埋設された各ヒータの位置に対応するように配置された蓋をさらに備え、
前記蓋は開閉可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の温度制御ユニット。
前記本体は前記蓋を取り付けるためのねじ用のねじ穴を有し、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間において前記ねじ穴を避けるように蛇行することを特徴とする請求項３記載の温度制御ユニット。
前記蛇行する媒体流路における曲部の前記本体の平面視における曲率は半径４０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４記載の温度制御ユニット。
基板を載置する基板載置台であって、
前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、該温度制御ユニットを支持する基部とを備え、
前記温度制御ユニットは、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、
各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする基板載置台。
基板に処理を施す基板処理装置であって、
前記基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記基板を載置する基板載置台とを備え、
前記基板載置台は、前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、該温度制御ユニットを支持する基部とを有し、
前記温度制御ユニットは、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、
各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする基板処理装置。
基板の温度を制御する温度制御システムであって、
前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを有し、前記基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットと、
前記ヒータの発熱量を制御するヒータ制御ユニットと、
前記媒体流路を流れる媒体の流量や温度を制御する媒体制御ユニットとを備え、
前記温度制御ユニットの前記本体において、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置されることを特徴とする温度制御システム。
基板と接触して該基板の温度を制御する温度制御ユニットであって、前記基板と接触する板状の本体と、該本体内に埋設された複数の直線状のヒータと、前記本体内に形成されて内部を所定の温度の媒体が流れる媒体流路とを備え、各前記ヒータは互いに平行に配置され、前記媒体流路は隣接する２つの前記ヒータの間の部分を経由するように配置される温度制御ユニットを用いる基板処理方法であって、
前記基板を目標冷却温度まで冷却する際、前記媒体流路へ前記目標冷却温度よりも低い温度の媒体を供給することを特徴とする基板処理方法。
前記温度制御ユニットの本体の温度が、前記目標冷却温度よりも第１の所定温度だけ高い第１の制御変更温度に到達したとき、前記媒体流路へ供給される媒体の温度を前記目標冷却温度に変更することを特徴とする請求項９記載の基板処理方法。
前記第１の所定温度は２℃以上且つ２０℃未満であることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
前記温度制御ユニットの本体の温度が、前記目標冷却温度よりも第２の所定温度だけ高い第２の制御変更温度に到達したとき、前記ヒータを発熱させ、
前記第２の所定温度は前記第１の所定温度よりも低いことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
前記第２の所定温度は１℃以上且つ１０℃未満であることを特徴とする請求項１２記載の基板処理方法。
前記基板を目標加熱温度まで加熱する際、前記ヒータを発熱させるとともに、前記媒体流路へ前記目標加熱温度よりも高い温度の媒体を供給することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。