[发明专利]温度控制系统、半导体制造装置及温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度控制系统、半导体制造装置及温度控制方法。

背景技术

一般使用静电卡盘内的加热器和冷却器单元对载置于静电卡盘的被处理体的温度进行控制。在该结构中，使预定温度的冷媒在冷却器的冷媒管内循环而进行冷却，并且对加热器施加交流电流而进行加热。这样通过加热器的加热和冷却器单元的冷却，将静电卡盘上的晶圆温度调整为期望的温度。

在上述结构的情况下，在冷却器单元中总是持续流动有恒定流量的低温冷媒(液体)。在该状态下，为了提高温度而需要对埋设在载置台内的加热器进行加热，但存在以下问题：由于冷却器单元的冷却作用，升温要花费很多时间，温度控制的响应较差。

作为上述问题的对策，存在减少冷却器单元的低温流体的流量这样的方法。但是，这样的话，冷却器单元的冷却能力下降，降温速度降低且温度控制性变差。作为另一对策，也存在增加加热器的容量这样的方法。但是，这样的话，高频电力的泄漏电流变大。原因是，在半导体制造装置中，若在施加有高频电力的载置台上的静电卡盘内埋入有加热器，则高频电力通过加热器线泄漏到外部，加热器的容量越大，泄漏电流也越大。

当将高频电力施加于腔室内时，必须极力避免高频电力泄漏到腔室外。因此，为了抑制高频电力向腔室外的泄漏，在加热器线上设置加热器电源滤波器。可是，若增大加热器的容量，则需要也增大加热器电源滤波器的尺寸。而且，由于加热器电源滤波器需要以紧邻着埋入有加热器的构件的方式设置，因此若加热器电源滤波器的尺寸变大，则会在滤波器设置方面浪费空间，对其他机器的安装空间产生限制。

因此，也考虑有不使用加热器来控制温度的方法。例如，专利文献1的温度控制装置公开了一种这样的温度控制装置：该温度控制装置具有对流体进行加热并使加热后的流体在调温部循环的加热循环和对流体进行冷却并使冷却后的流体在调温部循环的冷却循环，通过控制加热循环、冷却循环以及循环路径的流量分配比例来控制静电卡盘的温度。在专利文献1的温度控制装置中，加热循环与冷却循环是在彼此完全封闭的独立系统的配管内循环。而且，通过与在加热循环中循环的高温流体之间的换热和与在冷却循环中循环的低温流体之间的换热，使被二次加热的高温流体与被二次冷却的低温流体混合并在静电卡盘内的管内流动。这种系统的温度控制能力依赖于能够在各个蓄热罐内总是贮藏何种程度的流体这样的能力。即，为了维持上述温度控制系统的温度控制能力，需要使向各个蓄热罐贮藏的流体的量超过能够确保温度的稳定性的预定的阈值。

专利文献1：日本特开2010－117812号公报

但是，在专利文献1中，各个循环的贮藏流体的罐无法始终保持总是在罐内贮藏有某一程度的量的流体的状态，产生了贮藏的流体无法被控制为设定温度的状态，温度控制性变差。

针对上述问题，在本发明的一实施方式中，提供这样的温度控制系统、半导体制造装置以及温度控制方法：通过并列设置包括多个蓄热罐和循环泵的调温单元并形成使调温单元的蓄热罐内的液体进行循环的循环路径，从而能够确保必要的蓄热量，并能够进行更稳定的温度控制。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一技术方案，提供一种温度控制系统，其用于控制在半导体制造装置中使用的构件的温度，其特征在于，该温度控制系统包括：第1调温单元，其用于贮藏被调节为第1温度的液体；第2调温单元，其用于贮藏被调节为比上述第1温度高的第2温度的液体；低温流路，其供从上述第1调温单元供给过来的流体流动；高温流路，其供从上述第2调温单元供给过来的流体流动；旁路流路，其用于使流体循环；结合流路，其在合流部处与上述低温流路、上述高温流路以及上述旁路流路合流，并供来自上述低温流路、上述高温流路以及上述旁路流路的流体合流后的流体流动；调温部，其设置于上述构件或上述构件的附近，并供来自上述结合流路的流体流动，而对上述构件进行冷却或加热；可变阀门，其安装于上述低温流路的靠上述合流部的上游侧的位置、上述高温流路的靠上述合流部的上游侧的位置以及上述旁路流路的靠上述合流部的上游侧的位置；以及控制装置，其用于控制上述可变阀门的阀开度，而调整上述低温流路、上述高温流路以及上述旁路流路的流量分配比例。