(57)【要約】      （修正有）【課題】流路が形成された部材の温度分布を調整し、冷却効率及び冷媒精度を向上させる処理装置、部材及び温度制御方法を提供する。【解決手段】内部に処理空間を有する処理容器と、処理容器に配置される載置台１１と、載置台１１の内部に形成される冷媒流路１２、１３と、を有する。冷媒流路１２、１３は、載置台１１の基台１６の処理空間側の面に対して垂直方向に複数段に設けられ、冷媒は処理空間側の面に近い冷却流路１２から流入され、遠い側の冷却流路１３から流出される。【選択図】図３
2019201086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に処理空間を有する処理容器と、
前記処理容器に配置される部材と、
前記部材の内部に形成される流路と、を有し、
前記流路は、前記部材の処理空間側の面に対して複数段に設けられる、
処理装置。
【請求項２】
前記流路を流れる熱媒体は、前記部材の処理空間側の面に近い側の第１流路から流入し、前記部材の処理空間側の面に遠い側の第２流路から流出する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記第１流路は、渦巻状又はリング状に形成される、
請求項２記載の処理装置。
【請求項４】
前記第２流路は、中空に形成される、
請求項２又は３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第２流路に設けられる熱媒体の入口と出口とは、該第２流路の中心軸に対して点対称の位置であって該流路の外縁又はその近傍に設けられる、
請求項４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記第２流路の内部に熱媒体の流れを偏向させる部材を設ける、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項７】
前記処理装置は、
前記部材の処理空間側の面と反対側の面に接触するＯリングを有する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
処理容器の処理空間に向けて配置される部材であって、
前記部材は、内部に形成される流路を有し、
前記流路は、前記部材の処理空間側の面に対して複数段に設けられる、
部材。
【請求項９】
各段の前記流路のうち前記部材の処理空間側の面に近い側の第１流路に熱媒体が流入する入口が設けられ、前記部材の処理空間側の面に遠い側の第２流路に前記熱媒体が流出する出口が設けられた、
請求項８に記載の部材。
【請求項１０】
内部に処理空間を有する処理容器と、
前記処理容器に配置される部材と、
前記部材の内部に形成される流路と、
前記部材の処理空間側の面と反対側の面に接触するＯリングと、
を有する処理装置の温度制御方法であって、
前記流路は、前記部材の処理空間側の面に対して複数段に設けられ、
第１の温度の熱媒体を前記部材の処理空間側の面に近い側の第１流路から流入させ、前記部材の処理空間側の面に遠い側の第２流路から流出させる第１の工程と、
前記第１の温度と異なる温度の第２の温度の熱媒体を、前記第１流路から流入させ、前記第２流路から流出させる第２の工程と、
を有する温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、処理装置、部材及び温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、冷却流路内を流れる冷媒の流量を減少させることなく、冷却効率及び冷媒精度の向上を図ることができるとともに、小型化及び低コスト化を図ることができる半導体冷却装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５８６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、流路が形成された部材の温度分布を調整することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、内部に処理空間を有する処理容器と、前記処理容器に配置される部材と、前記部材の内部に形成される流路と、を有し、前記流路は、前記部材の処理空間側の面に対して複数段に設けられる、処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、流路が形成された部材の温度分布を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の載置台の冷却流路の一例を示す図。
【図２】一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図。
【図３】一実施形態に係る載置台の冷却流路の一例を示す図。
【図４】一実施形態に係る上段の冷却流路の一例を示す図。
【図５】一実施形態に係る下段の冷却流路の一例を示す図。
【図６】一実施形態に係る冷媒の温度制御方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【０００９】
［はじめに］
はじめに、従来の載置台の冷却流路の一例について、図１を参照しながら説明する。図１は、載置台１１に形成された、従来の冷却流路１２の一例を示す図である。載置台１１は基台１６と静電チャック２０とを有する。載置台１１の上には静電チャック２０が配置され、静電チャック２０の上にはウェハＷが載置される。
【００１０】
基台１６はアルミニウム、チタン等から形成されている。基台１６の内部には冷媒管１２ａが設けられ、その内部が冷却流路１２になっている。冷媒管１２ａは、冷媒入口配管１１０と冷媒出口配管１１５とに接続されている。チラーユニット１０５は、冷媒を所定の温度に制御して出力する。チラーユニット１０５から出力された所定の温度の冷媒は冷媒入口配管１１０→冷媒管１２ａ（冷却流路１２）→冷媒出口配管１１５→チラーユニット１０５の経路を循環する。このようにして循環する冷媒により載置台１１の温度が制御され、これにより、ウェハＷの温度が調整される。
【００１１】
チラーユニット１０５のみで温度制御を行う場合、温度変化による膨張と収縮の繰り返しによって樹脂等で形成されたＯリング１７が変形する。これにより、基台１６と基台１６を支持する支持部材１５との間にて真空空間と大気空間とを遮断するＯリング１７の機能が低下し、載置台１１が置かれた処理装置の真空空間と大気空間とが連通する不具合が生じることがある。特に温度差が大きい冷媒による急激な温度制御が行われると、載置台１１の内部の温度変化が大きくなり、上記の不具合が生じ易くなる。
【００１２】
そこで、基台１６のＯリング１７に接する部分の温度変化を緩やかにすることが可能な載置台１１が配置されたプラズマ処理装置１について説明する。載置台１１は、階層化した流路を持つ。
【００１３】
［プラズマ処理装置の構成］
まず、本開示の一実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の一例について、図２を参照しながら説明する。図２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例を示す縦断面図である。本実施形態では、プラズマ処理装置１の一例として容量結合型の平行平板プラズマ処理装置を挙げる。
【００１４】
プラズマ処理装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒状の処理容器１０を有している。処理容器１０は、接地されている。処理容器１０の内部には、ウェハＷを載置する載置台１１が設けられている。載置台１１は、絶縁性の支持部材１５を介して処理容器１０の底部に設置される。基台１６と基台１６を支持する支持部材１５との間には、真空空間と大気空間とを遮断するＯリング１７が設けられている。
【００１５】
載置台１１は、基台１６及び静電チャック２０を含む。静電チャック２０は、絶縁体２１ｂの間に吸着電極２１ａを介在させた構造を有している。吸着電極２１ａには、直流電源１１２が接続されている。吸着電極２１ａに直流電源１１２から直流電圧が印加されると、ウェハＷが静電チャック２０に静電吸着される。絶縁体２１ｂ中の吸着電極２１ａの下にはヒータ１４が組み込まれている。
【００１６】
基台１６は、導電性の金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、導電性の炭化ケイ素（ＳｉＣ）等で構成されている。基台１６の内部には、複数段の冷却流路１２、１３を形成する冷媒管１２ａ、１３ａが設けられている。
【００１７】
冷媒管１２ａには冷媒入口配管１１０が接続され、冷媒管１３ａには冷媒出口配管１１５が接続されている。冷媒入口配管１１０及び冷媒出口配管１１５はチラーユニット１０５に接続されている。
【００１８】
チラーユニット１０５から出力される、例えば冷却水、ガルデン、フロリナート（登録商標）等の冷媒は、熱媒体の一例である。冷媒は、チラーユニット１０５にて設定温度に制御され、冷媒入口配管１１０に繋がる冷媒管１２ａの入口ＩＮから上段の冷却流路１２内に流入する。そして、冷媒は、基台１６内の冷却流路１２を流れた後、冷媒管１２ａの出口Ｖから出口Ｖに繋がる冷媒管１３ａの冷却流路１３内を流れる。そして、冷媒管１３ａの出口ＯＵＴから冷媒出口配管１１５を流れ、チラーユニット１０５に戻る。このようにして、載置台１１は、その内部を循環する冷媒により冷却される。なお、冷却流路１２，１３は、ウェハＷの直径と同じ程度又はそれ以上の幅を有していればよい。
【００１９】
ヒータ１４は、交流電源１０４から給電される。これにより、載置台１１が加熱される。載置台１１の温度調整は、冷却流路１２，１３に流れる冷媒による冷却及びヒータ１４による加熱により行われる。ヒータ１４の設定温度とチラーユニット１０５の冷媒の設定温度とが決まると、ヒータ１４に印加する電力が決まる。かかる構成により、ウェハＷの温度を所望の温度に制御することができる。なお、ヒータ１４は、設けなくてもよい。
【００２０】
ウェハＷの外周側には、例えば単結晶シリコンで形成されたエッジリング２５が設けられている。さらに、エッジリング２５及び載置台１１の外周面を囲むように、例えば石英等からなる中空のカバーリング２６及び円筒状のインシュレータリング２７が設けられている。
【００２１】
基台１６には、整合器３３を介して高周波電源３２が接続され、また、整合器３５を介して高周波電源３４が接続されている。高周波電源３２からは、所定の周波数のプラズマ発生用の高周波ＨＦの電力が基台１６に供給される。高周波電源３４からは、高周波電源３２から出力される周波数よりも低い周波数のイオン引き込み用の高周波ＬＦの電力が基台１６に供給される。かかる構成により、載置台１１は、下部電極としての機能を有する。なお、図示していないが、ウェハＷの裏面と静電チャック２０の表面との間には、ヘリウムガス等の伝熱ガスが供給されてもよい。
【００２２】
載置台１１の上方には、載置台１１に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド４０が設けられている。載置台１１とシャワーヘッド４０との間は、プラズマが生成される処理空間Ｕとなっている。なお、プラズマ発生用の高周波ＨＦの電力は、下部電極に印加される替わりに上部電極に印加されてもよい。
【００２３】
シャワーヘッド４０は、本体部４０ａ及び天板４０ｂを有し、処理容器１０の天井部に設けられている。シャワーヘッド４０は、絶縁性部材４１を介して処理容器１０に支持される。本体部４０ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから形成されてもよい。天板４０ｂは、本体部４０ａの下部にて本体部４０ａに着脱自在に支持されている。
【００２４】
本体部４０ａの内部には、中央側のガス拡散室５０ａ及び外周側のガス拡散室５０ｂが設けられている。天板４０ｂには、各ガス拡散室５０ａ、５０ｂに連通する多数のガス孔５５が形成されている。
【００２５】
また、本体部４０ａには、ガス拡散室５０ａ、５０ｂへ処理ガスを導入するためのガス導入口４５が形成されている。ガス導入口４５にはガス供給配管４６が接続されており、ガス供給配管４６には、ガス供給部３０が接続されている。ガス供給部３０からは、プラズマエッチング等の所定の処理ガスが、ガス供給配管４６を介してガス拡散室５０ａ、５０ｂに供給される。ガス拡散室５０ａ、５０ｂにて拡散された処理ガスは、ガス孔５５を介して処理容器１０内にシャワー状に分散して供給される。ガス導入口４５の部材と本体部４０ａとの間には、真空空間と大気空間とを遮断するＯリング４９が設けられている。
【００２６】
天板４０ｂの内部には、複数段の冷却流路４２、４３を形成する冷媒管４２ａ、４３ａが設けられている。冷媒管４２ａには冷媒入口配管１２０が接続され、冷媒管４３ａには冷媒出口配管１２５が接続されている。冷媒入口配管１２０及び冷媒出口配管１２５はチラーユニット１０５に接続されている。ただし、冷媒用の冷媒管４２ａ、４３ａに接続されるチラーユニットは、チラーユニット１０５であってもよいし、別のチラーユニットであってもよい。
【００２７】
チラーユニット１０５から出力された冷媒は、冷媒入口配管１２０に繋がる冷媒管４２ａの入口から下段の冷却流路４２内に流入し、天板４０ｂ内の冷却流路４２を流れた後、冷媒管４２ａの出口に繋がる冷媒管４３ａの上段の冷却流路４３内を流れる。そして、冷媒管４３ａの出口から冷媒出口配管１２５に流出し、チラーユニット１０５に戻る。このようにして、シャワーヘッド４０は、その内部を循環する冷媒により冷却される。なお、冷却流路４２，４３は、ウェハＷの直径と同じ程度又はそれ以上の幅を有していればよい。
【００２８】
処理容器１０の底部には、排気管６０が形成されており、排気管６０を介して排気装置６５が接続されている。排気装置６５は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理容器１０内を所定の真空度まで減圧する。処理容器１０内の側壁には、ウェハＷの搬入出口６７が設けられており、この搬入出口６７には、当該搬入出口６７を開閉するゲートバルブ６８が設けられている。
【００２９】
プラズマ処理装置１は、制御部１００によって制御される。制御部１００には、ＣＰＵとメモリとユーザインターフェースとが設けられている。ユーザインターフェースは、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００３０】
メモリには、ＣＰＵの制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウェア）やチラーユニットの冷媒の設定温度等、処理条件に関するデータが記憶されたレシピが格納されている。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用してもよい。制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで使用することも可能である。
【００３１】
ウェハＷの搬送時には、ゲートバルブ６８が開き、搬入出口６７からウェハＷが処理容器１０に搬入されると、リフトピンが上昇し、ウェハＷはアームからリフトピンに受け渡され、リフトピンに支持される。リフトピンは、モーター等の駆動により上下動する。リフトピンが下降し、ウェハＷが載置台１１に載置されると、直流電源１１２から吸着電極２１ａに直流電圧が印加され、ウェハＷが静電チャック２０に吸着され、保持される。
【００３２】
また、ガス供給部３０から処理容器１０内に処理ガスが供給され、高周波電源３２から載置台１１にプラズマ生成用の高周波ＨＦの電力が印加される。高周波電源３４から載置台１１にイオン引き込み用の高周波ＬＦの電力が印加されてもよい。これにより、ウェハＷの上方に生成されたプラズマの作用とイオン引き込みによりウェハＷにプラズマ処理、例えばエッチングが施される。
【００３３】
なお、本実施形態に係るプラズマ処理装置１では、複数段の冷却流路が載置台１１及びシャワーヘッド４０に形成されている。いずれの部材においても、チラーユニット１０５から出力された冷媒は、処理空間Ｕに近い側の流路にダイレクトに入り、処理空間Ｕから遠い側の流路から出て、チラーユニット１０５に戻る。
【００３４】
なお、載置台１１及びシャワーヘッド４０は、処理容器１０に配置される部材であって、複数段の冷却流路が設けられ、熱媒体により温度制御を行う対象の部材の一例である。複数段の冷却流路を設ける部材は、載置台１１又はシャワーヘッド４０に限られず、プラズマ処理装置１に使用するいずれの部材であってもよい。
【００３５】
［冷却流路］
次に、一実施形態に係る載置台１１の冷却流路の一例について、図３〜図５を参照して詳述する。図３は、一実施形態に係る載置台１１の冷却流路１２，１３を含む冷却機構の一例を示す図である。図４は、一実施形態に係る上段の冷却流路１２の一例を示す図である。図５は、一実施形態に係る下段の冷却流路１３の一例を示す図である。
【００３６】
冷媒管１２ａ、１３ａにより形成される冷却流路１２、１３は、載置台１１の基台１６の処理空間Ｕ側の面に対して垂直方向に複数段に設けられている。冷媒は、冷却流路１２，１３のうち基台１６の処理空間Ｕ側の面に近い側の冷却流路１２から流入し、基台１６の処理空間Ｕ側の面に遠い側の冷却流路１３から流出する。
【００３７】
具体的には、冷媒は、チラーユニット１０５にて設定温度に制御される。チラーユニット１０５は、ポンプ１０６、高温タンク１０８、低温タンク１０９、弁体１０７ａ及び弁体１０７ｂを有する。
【００３８】
高温タンク１０８では、冷媒の温度を第１の温度（例えば、９０℃）に制御する。低温タンク１０９では、冷媒の温度を第１の温度よりも低温の第２の温度（例えば、１０℃）に制御する。
【００３９】
弁体１０７ａ及び弁体１０７ｂの開閉を切り替えることにより、高温タンク１０８又は低温タンク１０９の冷媒がポンプ１０６に流れる。弁体１０７ａを開き、弁体１０７ｂを閉じると、高温タンク１０８から第１の温度の冷媒がポンプ１０６に供給される。弁体１０７ｂを開き、弁体１０７ａを閉じると、低温タンク１０９から第２の温度の冷媒がポンプ１０６に供給される。
【００４０】
ポンプ１０６は、インバータにより動作周波数を変化させることで出力する冷媒の流量を制御する。ポンプ１０６から出力した冷媒は、冷媒入口配管１１０に繋がる冷媒管１２ａの入口ＩＮから上段の冷却流路１２内に流入する。冷媒は、冷却流路１２を流れた後、冷媒管１２ａの出口Ｖから出口Ｖに繋がる冷媒管１３ａの冷却流路１３内に入る。そして、冷媒管１３ａの出口ＯＵＴから冷媒出口配管１１５に流出し、チラーユニット１０５内の高温タンク１０８及び低温タンク１０９に戻り、各設定温度に制御される。このようにして、載置台１１及びウェハＷの温度が調整される。
【００４１】
基台１６の処理空間Ｕ側の面１６ａと反対側の面１６ｂには、絶縁性の支持部材１５との間に樹脂のＯリング１７が設けられている。チラーユニット１０５が制御する冷媒の温度が、例えば、１０℃と９０℃というように温度差があり、載置台１１にて急激な温度制御が行われる場合、載置台１１には急激な温度変化が生じる。その温度変化による膨張と収縮の繰り返しによってＯリング１７が変形する。
【００４２】
これに対して、本実施形態に係る複数段の冷却流路１２，１３では、チラーユニット１０５から出力された冷媒は、処理空間Ｕに近い側の冷却流路１２にダイレクトに入り、処理空間Ｕから遠い側の冷却流路１３から出る。
【００４３】
これによれば、基台１６の上面１６ａと上段の冷却流路１３との間の基台１６の温度変化は大きくした状態で、基台１６の下面１６ｂと下段の冷却流路１３との間の基台１６の温度変化を緩やか（温度変化量を小さく）することができる。これにより、ウェハＷの温度の制御性を担保しながら、Ｏリング１７の変形を抑制することができる。
【００４４】
冷却流路１２、１３の構成について、図４及び図５を参照しながら説明を続ける。図４に示すように、基台１６に設けられた上段の冷却流路１２は、渦巻状の冷媒管１２ａにより形成されている。上段の冷却流路１２は、同心円状にリング状に形成されてもよい。冷却流路１２の幅は、例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度であってもよい。冷却流路１２の高さは固定ではなく、冷却流路１２の幅に応じて設計されてもよい。
【００４５】
冷却流路１２の端部には、冷媒入口配管１１０とつながる入口ＩＮの穴と、冷却流路１３に繋がる出口Ｖの穴とが形成される。チラーユニット１０５から供給される冷媒は、入口ＩＮの穴から流入し、渦巻状の冷却流路１２を、時計回りに内側に向かって流れ、中央部にて流れの向きを変え、反時計回りに外側に向かって流れ、出口Ｖの穴から冷却流路１３に流出する。かかる構成により、図３に破線の矢印で示すように冷却流路１２を流れる冷媒は、出口Ｖから冷却流路１３内に流れる。
【００４６】
図５に示すように、下段の冷却流路１３は、中空である。冷却流路１３に設けられる冷媒の入口（冷却流路１３の出口Ｖと連通する部分）と出口ＯＵＴとは、円板状の冷却流路１３の中心点Ｏに対して概ね点対称の位置であって冷却流路１３の外縁又はその近傍に設けられることが好ましい。これにより、冷媒が、冷却流路１３内に滞在する時間を長くすることで、基台１６の下面１６ｂと冷却流路１３との間の基台１６の温度変化を緩やかにしてＯリング１７の変形を抑制することができる。
【００４７】
また、冷却流路１３内の冷媒の流れを偏向させる部材を設けてもよい。例えば、図５の例では、冷却流路１３内に弁板１３ｂ、１３ｃが設けられている。弁板１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、回転軸１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１を中心として回転可能に設けられている。これにより、より長時間冷媒を滞留させ、冷却流路１３内の冷媒の温度をより均一にすることで、基台１６の下面１６ｂと冷却流路１３との間の基台１６の温度変化をより緩やかにすることができる。これにより、Ｏリング１７の変形を効率的に抑制することができる。弁板１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは３つでなくてもよく、１つ以上であればよい。また、回転する弁板に限られず、冷媒の流れを阻害する部材であればよい。冷媒の流れを阻害する部材を、冷媒の入口（冷却流路１３の出口Ｖと連通する部分）と出口ＯＵＴとを結ぶ線の間に配置すると、冷媒の流れを効果的に阻害できるため好ましい。
【００４８】
なお、冷却流路１３内の冷媒の流れを偏向させる部材は、弁板に限られず、様々な形状を有することができる。例えば、冷却流路１３内の冷媒の流れを偏向させる部材は、棒状部材であってもよく、冷媒の流れを偏向可能な部材であってもよい。
【００４９】
以上に説明したように、本実施形態に係る載置台１１によれば、複数段の冷却流路１２、１３を有し、処理空間Ｕに近い側の冷却流路１２を渦巻状にする。これにより、基台１６の上面１６ａと冷却流路１２との間の基台１６の温度変化を素早く行い、ウェハＷの温度の制御性を高めることができる。
【００５０】
加えて、冷却流路１３を中空にし、冷却流路１２から流入した冷媒を、冷媒の流れを阻害する部材やその他の構成を用いてより長時間滞留させ、冷却流路１３内の冷媒の温度をより均一にする。例えば、冷却流路１３に冷却流路１２のような溝を形成してもよいが、そうすると冷却流路１３と冷媒との摩擦が増えるために、チラーユニット１０５の押出し圧力を大きくする必要がある。このため、冷却流路１３内は、中空であることがより好ましい。
【００５１】
かかる構成の冷却流路１２，１３を有する載置台１１を使用した効果の一例としては、基台１６の下面１６ｂと冷却流路１３との間の基台１６の温度変化を、チラーユニット１０５が制御する２つの設定温度の冷媒の温度差を小さくすることができる。
【００５２】
例えば、チラーユニット１０５が制御する冷媒の第１の温度と第２の温度が１０℃及び９０℃である場合、基台１６の下面１６ｂと下段の冷却流路１３との間の基台１６の温度変化８０℃の約１／３である３０℃程度に緩やかにすることができる。
【００５３】
以上の説明では、載置台１１を例に挙げて冷却流路１２，１３の構成を説明したが、シャワーヘッド４０に形成された冷却流路４２，４３についても同様に機能する。すなわち、冷却流路１２、４２は、部材の処理空間Ｕ側の面に近い側の第１流路の一例であり、冷却流路１３、４３は、部材の処理空間Ｕ側の面に近い側の第２流路の一例である。下段の冷却流路４２は、例えば渦巻状又はリング状に形成されることが好ましい。上段の冷却流路４３は、中空に形成されることが好ましい。
【００５４】
かかる構成の冷却流路４２，４３を有するシャワーヘッド４０を使用した場合、冷却流路４２によりプラズマが生成される処理空間Ｕ側のシャワーヘッド４０を素早く冷却することができる。加えて、天板４０ｂの上面と冷却流路４３との間の天板４０ｂの温度変化を緩やかにすることができる。例えば、第１の温度の冷媒と第２の温度の冷媒との温度差の１／３程度にすることができる。これにより、温度変化による膨張と収縮の繰り返しによってＯリング４９が変形することを抑制できる。
【００５５】
なお、載置台１１、シャワーヘッド４０等の部材に設けられる複数段の冷却流路は、２段に限られず、３段以上であってもよい。この場合、中央段の冷却流路は、その位置や大きさに応じて渦巻状又は同心円状に形成してもよいし、中空に形成してもよい。
【００５６】
［温度制御方法］
最後に、図６を参照してプラズマ処理装置１において実行される一実施形態に係る温度制御方法の一例について説明する。この説明では、載置台１１の温度調整は、冷却流路１２，１３に流す第１の温度の冷媒と第２の温度の冷媒によって制御され、ヒータ１４の加熱による調整は省く。
【００５７】
一実施形態に係る温度制御方法では、第１のステップにて第１の膜を成膜し、第２のステップにて第２の膜を成膜し、第３のステップにて第３の膜を成膜する。チラーユニット１０５の設定温度は、第１のステップでは１０℃に設定し、第２のステップでは９０℃に設定し、第３のステップでは４５℃にする。なお、成膜処理に限られず、多層膜エッチングなどのエッチング処理であってもよい。
【００５８】
この場合、第１のステップでは、チラーユニット１０５の弁体１０７ｂを開き、弁体１０７ａを閉じる。これにより、低温タンク１０９から１０℃に設定された冷媒がポンプ１０６に供給される。ポンプ１０６は、１０℃の冷媒を、載置台１１の処理空間Ｕ側の面１６ａに近い側の冷却流路１２に送り、処理空間Ｕ側の面１６ａに遠い側の冷却流路１３から流出させる第１の工程が実行される。
【００５９】
次に、第２のステップでは、チラーユニット１０５の弁体１０７ａを開き、弁体１０７ｂを閉じる。これにより、高温タンク１０８から９０℃に設定された冷媒がポンプ１０６に供給される。ポンプ１０６は、９０℃の冷媒を、載置台１１の処理空間Ｕ側の面に近い側の冷却流路１２から流入させ、処理空間Ｕ側の面に遠い側の冷却流路１３から流出させる第２の工程が実行される。
【００６０】
次に、第３のステップでは、チラーユニット１０５の弁体１０７ａと弁体１０７ｂとを中程度開く。これにより、高温タンク１０８と低温タンク１０９とから９０℃と１０℃に設定された冷媒がポンプ１０６に供給される。これにより、４５℃に設定された冷媒を、載置台１１の処理空間Ｕ側の面に近い側の冷却流路１２から流入させ、処理空間Ｕ側の面に遠い側の冷却流路１３から流出させる第３の工程が実行される。
【００６１】
これによっても、基台１６の下面１６ｂと冷却流路１３との間の基台１６の温度変化をチラーユニット１０５が制御する最大の温度差の１／３程度、ここでは最大の温度差８０℃の１／３程度の３０℃程度という緩やかな変化にすることができる。
【００６２】
今回開示された一実施形態に係る処理装置、部材及び温度制御方法は、すべての点において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、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００６３】
本開示の処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
【００６４】
本明細書では、基板の一例としてウェハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１              プラズマ処理装置
１０            処理容器
１１            載置台
１２、１３      冷却流路
１２ａ、１３ａ  冷媒管
１３ｂ、１３ｃ  弁板
１７            Ｏリング
１４            ヒータ
４０            シャワーヘッド
４０ｂ          天板
４２、４３      冷却流路
４２ａ、４３ａ  冷媒管
１０５          チラーユニット
１０６          ポンプ
Ｕ              処理空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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