JP5401286B2 - 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents
試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5401286B2 JP5401286B2 JP2009276499A JP2009276499A JP5401286B2 JP 5401286 B2 JP5401286 B2 JP 5401286B2 JP 2009276499 A JP2009276499 A JP 2009276499A JP 2009276499 A JP2009276499 A JP 2009276499A JP 5401286 B2 JP5401286 B2 JP 5401286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- sample stage
- evaporator
- processing apparatus
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
つまり、試料台後の冷媒がドライアウトを発生する直前まで冷媒循環量を低流量側に制御する。これにより、圧縮機の回転数を低下させ、ひいては直膨式冷却システムの消費電力を低減し、プラズマ処理装置の成績係数(COP:冷却能力/消費電力)を向上させる。COPが向上するほど、少ない消費電力で高い冷却能力を発揮する。
本発明の実施形態を以下に示す。
図1は、本発明の乾き度測定機能を有する直膨式冷却システムの構成を示す模式図である。プラズマ処理装置は、真空容器内に配置された処理室100を有し、この処理室100の内部には試料台1が配置されている。試料台1の上表面部は、静電吸着機能を有し、ウエハ等の被処理基板を載置するための試料載置面として構成されている。処理室100にはその内部を排気して減圧するための真空ポンプ等の真空排気装置20が接続されている。
Q=G・C・ΔT (式1)
ただし、
Q:熱交換量 [W]
G:冷却水質量流量 [kg/s]
C:冷却水比熱 [J/(kg・℃)]
ΔT:冷却水温度差 [℃]
また、試料台1通過後における冷媒の乾き度Xは、式2に示すように、圧縮機8の回転数Nが増すにつれて低下する関係にある。
X=1−f(N) (式2)
一方、試料台1から排出された際の冷媒の乾き度Xが、式3により算出可能である。
X=1−Q(N)/{G´(N)・L(T)} (式3)
ただし、
X:乾き度
Q(N):熱交換量 [W] (式1より)
G´(N):冷媒質量流量 [kg/s]
L(T):冷媒蒸発潜熱 [J/kg] (冷媒種と温度により決まる)
ここで、圧縮機回転数Nと冷媒質量流量G´の関係を式4に示す。
G´=(g・N・ρ・η)/60 (式4)
ただし、
g:圧縮機1回転当たりの冷媒押しのけ量 [m3/rev.]
N:圧縮機回転数 [rev./min]
ρ(T):冷媒密度 [kg/m3] (冷媒種と温度により決まる)
η:圧縮機の体積効率 [-]
冷媒の乾き度Xはコントローラー101の演算部で算出され、圧縮機8の回転数Nが制御される。
図5は、プラズマ処理装置、たとえばエッチング装置内の排熱を再利用した試料台の温度制御システムを示す。試料台1に設けられた第一の蒸発器2は、第一、第二の実施例で述べた直膨式の冷凍機(第1の冷却システム)102の蒸発器を構成し、試料台1の温度を低温側に制御可能である。この試料台1には第一の蒸発器2の他に、第三の凝縮器(試料台凝縮器)31も設置されている。第三の凝縮器31は第二の冷媒流路30を介して、第二の圧縮機38、第二の凝縮器36、第二の膨張弁39、第三の蒸発器32と接続され、冷却システム(第2の冷却システム)を構成している。第三の蒸発器32が、蒸発器としてプラズマ分布制御用の電磁コイル17を冷却している。第三の蒸発器32を介して電磁コイル17から回収した熱を第三の凝縮器(試料台凝縮器)31内で凝縮させて排熱させ、試料台1の温度を高温側に制御可能である。なお、第二の凝縮器36への冷却水の流入量によって、試料台1の加熱量の制御が可能である。冷却水量は流量調節器34によって調節可能である。冷凍機102や流量調節器34を含めて、この試料台の温度制御システムは、コントローラー104で制御される。
図6は、プラズマ処理装置、たとえば、エッチング装置内の排熱を再利用して試料台の面内温度分布を制御可能な温度制御システムを示す。試料台1には試料載置面のマルチゾーンの温度分布制御に対応するため、加熱および冷却用の冷媒流路が複数本設置されている。すなわち、本実施例では、試料台1の試料載置面の半径方向外側領域に対応して、直膨式の冷凍機(第1の冷却システム)102の蒸発器を構成する第一の蒸発器2が設置されている。一方、試料台1の半径方向内側領域に対応して第三の凝縮器(試料台凝縮器)33が設置されている。第三の凝縮器33は冷媒流路30を介して第二の凝縮器36、第二の圧縮機38、第二の膨張弁39、第三の蒸発器32が接続され、第2の冷却システムが構成されている。第三の蒸発器32は蒸発器としてプラズマ分布制御用の電磁コイル17を冷却している。冷却水量は流量調節器34によって調節可能である。熱媒体流路182を介して第二の蒸発器36に供給される冷却水の温度T1を測定する供給側水温度計、及び冷却水の排出側温度T2を測定する排出側水温度計が設置されている。また、熱媒体流路182の冷却水の流量をモニタし、調整可能な流量調節器34が設置されている。これにより、冷却水の供給側と排出側の温度差ΔT(=T2−T1)と流量Gが測定可能となる。冷凍機102や流量調節器34も含めて、この温度制御システムはコントローラー105で制御される。
図7は、試料台1内から熱を回収して面内温度分布を制御するシステムを示す。本実施例では、試料台1の半径方向中央側に設けられた第三の凝縮器(試料台凝縮器)57と半径方向外側に設けられた第一の蒸発器52、及び、圧縮機58、第二の凝縮器56、膨張弁59およびこれらを接続する冷媒流路51により、冷却システムが構成されている。この冷却システムはコントローラー106で制御される。この冷却システムでは、第三の凝縮器57が凝縮器、第一の蒸発器52が蒸発器の機能を有する。試料台1は図6の例と同様に内側流路(第三の凝縮器57)が加熱用、外側流路(第一の蒸発器52)が冷却用となっている。
Claims (7)
- 真空処理室内に試料台が設置され、該真空処理室内に導入された処理ガスをプラズマ化し、該プラズマにて前記試料台に載置された被加工試料の表面処理を行う真空処理装置において、
前記試料台に設けられた冷媒流路を第一の蒸発器とし、前記真空処理室の外に配置された圧縮機、第一の凝縮器、膨張弁を備える冷却サイクルが構成されており、
前記冷却サイクルの前記第一の蒸発器と前記圧縮機との間に設置された第二の蒸発器と、該第二の蒸発器に熱交換媒体を供給する熱媒体流路とを備え、
前記熱交換媒体の供給時、及び排出時の前記熱交換媒体の温度差及び前記熱交換媒体の流量、および前記冷却サイクル内の冷媒循環量と冷媒温度を測定し、前記第一の蒸発器通過後における前記冷媒流路の前記冷媒の乾き度を求め、前記乾き度に応じて前記圧縮機の回転数を制御し、前記冷却サイクルの冷媒循環量を前記蒸発器内でドライアウトが発生しない範囲で低減させることを特徴とする真空処理装置。 - 請求項1において、
前記圧縮機の回転数を、前記乾き度が0.6〜0.9の範囲内で、前記ドライアウトが発生しない低い回転数に制御することを特徴とする真空処理装置。 - 請求項1において、
前記冷却サイクル内における前記凝縮器および前記第二の蒸発器に前記熱交換媒体を供給する前記熱媒体の流路が直列に配置されていることを特徴とする真空処理装置。 - 真空処理室内に試料台が設置され、前記真空処理室内に導入された処理ガスをプラズマ化し、該プラズマにて前記試料台に載置された被加工試料の表面処理を行うプラズマ処理装置において、
前記試料台に設けられた冷媒流路を第一の蒸発器とし、前記真空処理室の外に配置された圧縮機、第一の凝縮器、膨張弁を備える冷却サイクルが構成されており、
前記冷却サイクルの前記第一の蒸発器と前記圧縮機との間に設置された第二の蒸発器と、該第二の蒸発器に熱交換媒体を供給する熱媒体流路とを備え、
前記熱交換媒体の供給時、及び排出時の前記熱交換媒体の温度差及び前記熱交換媒体の流量、および前記冷却サイクル内の冷媒循環量と冷媒温度を測定し、前記第一の蒸発器通過後における前記冷媒流路の前記冷媒の乾き度を求め、該乾き度に応じて前記圧縮機の回転数を制御し、前記冷却サイクルの冷媒循環量を前記蒸発器内でドライアウトが発生しない範囲で低減させ、前記試料台の試料載置面を所望の面内温度分布に制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
- 真空処理室内に試料台が設置され、前記真空処理室内に導入された処理ガスをプラズマ化し、該プラズマにて前記試料台に載置された被加工試料の表面処理を行うプラズマ処理装置において、
前記試料台に設けられた第一の冷媒流路を第一の蒸発器とし、前記真空処理室の外に配置された第一の圧縮機、第一の凝縮器、第一の膨張弁を備える第1の冷却システムが構成されており、
前記試料台に設けられた試料台凝縮器を備え、該試料台凝縮器が、第二の冷媒流路を介して、前記真空処理室の外に配置された第二の圧縮機、第二の凝縮器及び第二の膨張弁と接続されて第2の冷却システムを構成しており、
前記試料台の通過後における前記第一、第二の冷媒流路の冷媒の乾き度に応じて、前記第一、第二の圧縮機の回転数を制御し、前記第1、第2の冷却システムの冷媒循環量を前記蒸発器内でドライアウトが発生しない範囲で低減させ、前記試料台の試料載置面を所望の面内温度分布に制御すると共に、
前記第2の冷却システムの前記冷媒流路がプラズマ処理装置内の発熱源に近接して配置された第三の蒸発器に接続され、プラズマ処理装置内から発生する排熱を利用して前記試料台を加熱し、温度制御することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項5において、
プラズマ分布制御用の電磁コイルを備え、
前記第三の蒸発器が、前記電磁コイルを冷却するように構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項6において、
前記試料台内に冷媒流路が複数本設置されており、
前記各々の流路が前記第一の蒸発器もしくは前記試料台凝縮器の機能を有し、
前記第一の蒸発器及び前記試料台凝縮器が前記真空処理室の外に配置された前記第一、第二の圧縮機、前記第一、第二の膨張弁と共に前記第1、第2の冷却システムを構成することで、前記試料台内の蒸発側で回収した排熱を凝縮側で再利用しながら前記試料台の面内温度分布を制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009276499A JP5401286B2 (ja) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 |
US12/696,552 US8349127B2 (en) | 2009-12-04 | 2010-01-29 | Vacuum processing apparatus and plasma processing apparatus with temperature control function for wafer stage |
US13/546,071 US9070724B2 (en) | 2009-12-04 | 2012-07-11 | Vacuum processing apparatus and plasma processing apparatus with temperature control function for wafer stage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009276499A JP5401286B2 (ja) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011119515A JP2011119515A (ja) | 2011-06-16 |
JP5401286B2 true JP5401286B2 (ja) | 2014-01-29 |
Family
ID=44080851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009276499A Active JP5401286B2 (ja) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8349127B2 (ja) |
JP (1) | JP5401286B2 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4898556B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2012-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP5185790B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2013-04-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
CN102308174B (zh) * | 2008-11-28 | 2015-08-05 | 福尔克尔·普洛波斯特 | 生产半导体层和由单质硒和/或单质硫处理的涂层衬底特别是平面衬底的方法 |
JP5136574B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2013-02-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
JP5401286B2 (ja) * | 2009-12-04 | 2014-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 |
JP5812653B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-11-17 | 三菱重工業株式会社 | 熱媒流量推定装置、熱源機、及び熱媒流量推定方法 |
US10256123B2 (en) | 2011-10-27 | 2019-04-09 | Applied Materials, Inc. | Component temperature control using a combination of proportional control valves and pulsed valves |
US20130240144A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Applied Materials, Inc. | Fast response fluid temperature control system |
JP5975754B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2016-08-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
JP6307220B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2018-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
KR101564172B1 (ko) | 2014-06-12 | 2015-10-28 | 주식회사 스피드터치 | 하이브리드 칠러 |
FR3034179B1 (fr) * | 2015-03-23 | 2018-11-02 | Centre National De La Recherche Scientifique | Dispositif solaire de production autonome de froid par sorption solide-gaz. |
JP5841281B1 (ja) | 2015-06-15 | 2016-01-13 | 伸和コントロールズ株式会社 | プラズマ処理装置用チラー装置 |
US10725485B2 (en) * | 2016-12-15 | 2020-07-28 | Lam Research Corporation | System and method for calculating substrate support temperature |
JP6803815B2 (ja) | 2017-07-25 | 2020-12-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、及び、基板処理装置の運用方法 |
JP7018823B2 (ja) * | 2018-05-29 | 2022-02-14 | 東京エレクトロン株式会社 | モデル生成装置、モデル生成プログラムおよびモデル生成方法 |
JP6959187B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2021-11-02 | エア・ウォーター・プラントエンジニアリング株式会社 | 低温液化燃料ガスの気化装置 |
JP2020043171A (ja) * | 2018-09-07 | 2020-03-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 温調方法 |
JP7112915B2 (ja) * | 2018-09-07 | 2022-08-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 温調システム |
US11778779B2 (en) * | 2018-11-22 | 2023-10-03 | Denso Corporation | Electronic component cooling device |
CN110300487A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-01 | 兰州科近泰基新技术有限责任公司 | 一种多通道冷却真空四极磁铁装置 |
CN113972148A (zh) * | 2020-07-23 | 2022-01-25 | 泉芯集成电路制造(济南)有限公司 | 一种冷却***及其控制方法 |
CN113675114A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 长鑫存储技术有限公司 | 刻蚀设备 |
CN113891642B (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-04 | 浙江飞旋科技有限公司 | 散热装置及冷板散热*** |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091060A (en) * | 1997-12-31 | 2000-07-18 | Temptronic Corporation | Power and control system for a workpiece chuck |
US6581397B1 (en) * | 1999-10-18 | 2003-06-24 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerating device |
JP4815295B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2011-11-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP4906425B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2012-03-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
KR100746231B1 (ko) * | 2006-08-18 | 2007-08-03 | 삼성전자주식회사 | 보조 칠러를 갖는 냉각장치 및 이를 이용하는 반도체 소자제조방법 |
JP4564973B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2010-10-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP4969259B2 (ja) | 2007-01-31 | 2012-07-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP4898556B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2012-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP5210706B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2013-06-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
JP5185790B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2013-04-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP5250490B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2013-07-31 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法 |
JP5401286B2 (ja) * | 2009-12-04 | 2014-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 |
-
2009
- 2009-12-04 JP JP2009276499A patent/JP5401286B2/ja active Active
-
2010
- 2010-01-29 US US12/696,552 patent/US8349127B2/en active Active
-
2012
- 2012-07-11 US US13/546,071 patent/US9070724B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8349127B2 (en) | 2013-01-08 |
US9070724B2 (en) | 2015-06-30 |
US20110132541A1 (en) | 2011-06-09 |
JP2011119515A (ja) | 2011-06-16 |
US20120273132A1 (en) | 2012-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5401286B2 (ja) | 試料台の温度制御機能を備えた真空処理装置及びプラズマ処理装置 | |
JP5185790B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
US8426764B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP5250490B2 (ja) | プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法 | |
KR100925236B1 (ko) | 반도체 제조 장비의 온도 조절 시스템 | |
JP4564973B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP4815295B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
US10128141B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
US9704731B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP4886876B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JPWO2018131555A1 (ja) | バルブ制御装置、冷却装置、バルブ制御方法およびプログラム記憶媒体 | |
JP5459578B2 (ja) | 冷却装置 | |
JP2007294887A (ja) | 基板冷却装置および構造物冷却装置 | |
KR100986253B1 (ko) | 칠러 장치의 온도제어방법 | |
JP2009081387A (ja) | 基板冷却装置 | |
JP2013089620A (ja) | 電子機器の冷却装置 | |
JP7112915B2 (ja) | 温調システム | |
WO2020050376A1 (ja) | 温調方法 | |
WO2018155428A1 (ja) | ヒートポンプ装置の制御方法及びヒートポンプ装置 | |
KR20090011775A (ko) | 냉각 장치 및 방법, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 설비 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131001 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131028 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5401286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |