本公开涉及一种热介质循环系统和基板处理装置。
背景技术：
在用于处理半导体晶圆(以下，称作“晶圆”)等基板的基板处理装置等中，在要控制装置内的构件的温度的情况下，形成有供热介质循环于作为温度控制对象的构件的循环流路。对于供热介质循环的循环流路，存在使用柔软性较高的树脂制的管道的情况。
在供高温的热介质循环的循环流路的一部分使用树脂制的管道的情况下，存在如下情况：在树脂制的管道内流动的热介质的成分透过树脂制的管道，作为透过气体向管道周围释放。透过气体向管道周围的释放成为环境污染的主要原因，而不期望出现这种情况。
另外，提出了如下一种技术：由外侧管道气密地包围树脂制的内部管道的外周面，将排气管与内部管道和外侧管道之间的气密的空间相连接，将透过管道释放的透过气体从排气管排出(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-297967号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
本公开提供一种能够使透过树脂制的管道的透过气体的排气效率提高的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案的热介质循环系统具有：管道，其为树脂制，构成供热介质循环于温度控制对象物的循环流路的至少一部分；罩，其包围所述管道的外周面；以及排气管，其与所述管道和所述罩之间的空间相连接，将透过所述管道并向该空间释放的热介质排出，所述罩具有供气口，该供气口与热介质从所述排气管的排出并行地向所述管道和所述罩之间的空间供给空气。
发明的效果
采用本公开，起到能够使透过树脂制的管道的透过气体的排气效率提高的效果。
附图说明
图1是表示实施方式的等离子体处理装置的概略结构的一例的剖视图。
图2是概略地表示喷头作为温度控制对象构件的供热介质循环的以往的循环流路的图。
图3是概略地表示实施方式的管道的结构的图。
图4是概略地表示实施方式的管道的结构的图。
图5是表示罩的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对各种实施方式详细地进行说明。其中，在各附图中对于相同或者相当的部分标注相同的附图标记。
为了防止透过气体向周围的扩散，可以考虑像专利文献1这样，利用外侧管道(罩)使管道周围密闭，利用泵对管道和罩之间的密闭空间进行排气。但是，若密闭空间和泵之间的距离较长，则会使传导性恶化，因此无法将密闭空间内的透过气体充分地排出。另外，在管道配置于大气气氛的情况下，存在如下这样的忧虑：在减压了的密闭空间和大气间的压力差的作用下，管道和罩接近，密闭空间收缩，使透过气体的排气效率下降。在此，期待使透过树脂制的管道的透过气体的排气效率提高。
[基板处理装置的结构]
首先，对实施方式的基板处理装置的结构进行说明。基板处理装置是对晶圆等基板进行预定的基板处理的装置。本实施方式以基板处理装置是对作为基板的晶圆w进行等离子体蚀刻等处理的等离子体处理装置10的情况为例进行说明。图1是表示实施方式的等离子体处理装置10的概略结构的一例的剖视图。图1所示的等离子体处理装置10为使用电容耦合等离子体(ccp：capacitivelycoupledplasma)的等离子体蚀刻装置。等离子体处理装置10包括大致圆筒状的处理容器12。处理容器12例如由铝构成。另外，处理容器12的表面实施有阳极氧化处理。
在处理容器12内设有载置台16。载置台16具有静电吸盘18和基台20。静电吸盘18的上表面是供作为等离子体处理的对象的被处理体载置的载置面。在本实施方式的情况下，晶圆w作为被处理体载置于静电吸盘18的上表面。基台20具有大致圆盘形状，主要部分由例如铝这样的导电性的金属构成。基台20构成下部电极。基台20由支承部14支承。支承部14是从处理容器12的底部延伸的圆筒状的构件。
静电吸盘18设于基台20上。静电吸盘18利用库仑力等静电力吸附晶圆w，保持该晶圆w。在静电吸盘18的陶瓷制的主体部内设有静电吸附用的电极e1。借助开关sw1使直流电源22与电极e1电连接。保持晶圆w的吸附力取决于从直流电源22施加的直流电压的值。另外，也可以利用未图示的传热气体供给机构和气体供给线路，向静电吸盘18的上表面和晶圆w的背面之间供给传热气体，例如he气。
在载置台16的、静电吸盘18上的晶圆w的周围配置有聚焦环fr。设置聚焦环fr是为了提高等离子体处理的均匀性。聚焦环fr由根据要实施的等离子体处理而适当选出的材料构成。例如，聚焦环fr由硅或者石英构成。
在基台20的内部形成有制冷剂流路24。从设于处理容器12的外部的冷却单元经由管道26a向制冷剂流路24供给制冷剂。供给到制冷剂流路24的制冷剂经由管道26b返回冷却单元。
在处理容器12内设有喷头30。喷头30在载置台16的上方，与载置台16相对地配置。载置台16和喷头30彼此大致平行地设置。喷头30和载置台16作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥功能。
喷头30借助绝缘性遮蔽构件32支承于处理容器12的上部。喷头30包括：顶板34，其配置为与载置台16相对；和支承部36，其支承顶板34。
顶板34被配置为与载置台16相对，且形成有向处理容器12内喷出处理气体的多个气孔34a。顶板34由例如硅、sic等形成。
支承部36由导电性材料，例如表面进行了阳极氧化处理的铝等构成，以能够在其下部装卸自如地支承顶板34的方式构成。
在支承部36的内部形成有用于向多个气孔34a供给处理气体的气体扩散室36a。在支承部36的底部以位于气体扩散室36a的下部的方式形成有多个气体流通孔36b。多个气体流通孔36b分别与多个气孔34a相连通。
在支承部36形成有用于向气体扩散室36a导入处理气体的气体导入口36c。气体导入口36c与气体供给管38相连接。
在气体供给管38经由阀组42和流量控制器组44连接有气源组40。阀组42具有多个开闭阀。流量控制器组44具有像质量流量控制器这样的多个流量控制器。另外，气源组40具有等离子体处理所需的多种气体用的气源。气源组40的多个气源经由对应的开闭阀和对应的质量流量控制器与气体供给管38相连接。
在等离子体处理装置10中，来自从气源组40的多个气源中选出的一个以上的气源的一种以上的气体向气体供给管38供给。供给到气体供给管38的气体到达气体扩散室36a，并经由气体流通孔36b和气孔34a，向处理空间s以簇射状分散并喷出。
在喷头30设有用于温度调整的温调机构。例如，在支承部36的内部形成有流路92。等离子体处理装置10构成为，使例如热介质(盐水)循环于流路92中，从而能够控制喷头30的温度。流路92经由管道与设于处理容器12的外部的冷却单元相连接，进行热介质的循环供给。即，由流路92、管道和冷却单元形成供热介质循环于喷头30的循环流路。循环流路的详细说明随后叙述。热介质是例如含有碳元素的液体。作为含有碳元素的液体，使用例如乙二醇、乙醇。
作为上部电极的喷头30经由未图示的低通滤波器(lpf)、匹配器mu1和馈电棒60与第1高频电源61电连接。第1高频电源61是等离子体生成用的电源，向喷头30供给13.56mhz以上的频率、例如60mhz的rf电。匹配器mu1是使负荷阻抗与第1高频电源61的内部(或者输出)阻抗匹配的匹配器。匹配器mu1以在处理容器12内生成了等离子体时使第1高频电源61的输出阻抗和负荷阻抗看起来一致的方式发挥功能。匹配器mu1的输出端子与馈电棒60的上端相连接。
作为下部电极的载置台16经由未图示的低通滤波器(lpf)和匹配器mu2与第2高频电源62电连接。第2高频电源62是吸引离子用(偏压用)的电源，向载置台16供给300khz～13.56mhz的范围内的频率、例如2mhz的rf电。匹配器mu2是使负荷阻抗与第2高频电源62的内部(或者输出)阻抗匹配的匹配器。匹配器mu2以在处理容器12内生成等离子体时使第2高频电源62的内部阻抗和负荷阻抗看起来一致的方式发挥功能。
喷头30和馈电棒60的一部分由上部壳体12a覆盖，该上部壳体12a为大致圆筒状，从处理容器12的侧壁超过喷头30的高度位置地向上方延伸。上部壳体12a由铝等导电性的材料形成，借助处理容器11接地。在由上部壳体12a和喷头30包围的空间内配置有各种零件(例如，后述的管道111和罩131(参照图4)。
另外，在等离子体处理装置10中，沿着处理容器12的内壁装卸自如地设有沉积物遮挡件46。另外，在支承部14的外周也设有沉积物遮挡件46。沉积物遮挡件46是防止蚀刻副产物(沉积物)附着于处理容器12的构件，通过在铝材覆盖y2o3等陶瓷而构成。
在处理容器12的底部侧，在支承部14和处理容器12的内壁之间设有排气板48。排气板48是例如通过在铝材覆盖y2o3等陶瓷而构成。在处理容器12中，在排气板48的下方设有排气口12e。在排气口12e经由排气管52连接有排气装置50。排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵。排气装置50在实施等离子体处理时，将处理容器12内减压至期望的真空度。另外，在处理容器12的侧壁设有晶圆w的送入送出口12g。送入送出口12g能够由闸阀54开闭。
像上述这样构成的等离子体处理装置10的动作由控制部100统一控制。控制部100是例如电脑，对等离子体处理装置10的各部进行控制。等离子体处理装置10的动作由控制部100统一控制。
另外，等离子体处理装置10形成有供热介质循环于温度控制对象构件的循环流路。图2是概略地表示喷头30作为温度控制对象构件的供热介质循环的以往的循环流路的图。图2概略地示出了供盐水循环于等离子体处理装置10的喷头30的循环流路110。循环流路110由流路92、管道111和外部管道112形成。流路92形成于喷头30(支承部36)的内部，在流路92的内部流通有盐水。管道111由具有柔软性的树脂形成，配置于上部壳体12a内。管道111的一端经由接头113a与喷头30的内部的流路92相连接，管道111的另一端经由设于上部壳体12a的接头114a与外部管道112的一端相连接。外部管道112由例如不锈钢等金属形成，配置于上部壳体12a的外部。外部管道112的一端经由设于上部壳体12a的接头114a与管道111相连接，外部管道112的另一端与冷却单元115相连接。
冷却单元115内置有储存盐水的储水箱。储水箱能够将储存的盐水控制为期望的温度。冷却单元115将储存于储水箱的盐水向循环流路110的一端送出，将从循环流路110的另一端流出的盐水向储水箱回收。由此，冷却单元115将盐水循环于循环流路110，对形成有循环流路110的喷头30的温度进行控制。
若盐水在树脂制的管道111内流动，则如图2所示，盐水会透过管道111，作为气体向管道111周围释放。特别是，在盐水由冷却单元115控制为高于100℃的温度的情况下，盐水存在易于透过管道111的倾向。图2示出了在上部壳体12a内，盐水透过管道111，作为气体向管道111周围释放的样子。在因保养等而取下上部壳体12a时，存在作为气体释放的盐水向作为等离子体处理装置10的设置场所的洁净室扩散，使洁净室内发生污染的情况。
对此，想到利用管状的罩气密地包围树脂制的管道111的外周面，将排气管与管道111和罩之间的气密的空间相连接，使透过管道111释放的盐水从排气管排出。但是，在从与树脂制的管道111和罩之间的气密的空间相连接的排气管排出盐水的情况下，树脂制的管道111和罩靠近，成为盐水的流路的空间收缩，因此空间的压力损失增大。另外，在上部壳体12a附近配置泵较为困难，因此连接气密的空间和泵的排气管不得不变长。结果，存在透过树脂制的管道111的盐水的排气效率下降的忧虑。
因此，在本实施方式的等离子体处理装置10的情况下，在包围树脂制的管道111的外周面的罩设置供气口，与热介质从排气管的排出并行地向管道111和罩之间的空间供给空气。
图3和图4是概略地表示实施方式的管道111的结构的图。管道111构成供作为热介质的盐水循环于作为温度控制对象物的喷头30的循环流路110的至少一部分。管道111由柔软性较高的树脂形成，配置于上部壳体12a内。管道111的一端经由接头113a与喷头30的内部的流路92相连接，管道111的另一端经由设于上部壳体12a的接头114a与外部管道112的一端相连接。
在管道111的外周面以包围管道111的外周面的方式设有管状的罩131。罩131由柔软性较高的树脂形成。形成罩131的树脂可以与形成管道111的树脂相同，也可以不同。在管道111和罩131之间形成有空间。
在管道111和罩131之间的空间连接有排气管132。具体而言，排气管132与设于罩131的一端侧的使管道111和罩131之间的空间闭塞的闭塞构件133相连接，经由形成于闭塞构件133的缓冲空间133a与管道111和罩131之间的空间连通。在排气管132连接有排气机构。排气机构可以是排气装置50，也可以是排气装置50之外的其他排气装置。透过管道111并向管道111和罩131之间的空间释放的透过气体从排气管132排出。
另外，罩131具有供气口131a，该供气口131a与透过气体从排气管132的排出并行地向管道111和罩131之间的空间供给空气。具体而言，罩131在位于与设有闭塞构件133的一端侧相反的一侧的另一端侧具有供气口131a。在本实施方式的情况下，供气口131a是罩131的另一端开放而形成的开放端。其中，罩131也可以是越靠近供气口131a、宽度越大的形状。另外，供气口131a不一定需要是开放端，也可以是在厚度方向上贯通罩131的贯通孔。另外，供气口131a也可以在罩131的另一端侧设置多个。例如，也可以在罩131的另一端侧设置作为开放端的供气口131a和作为贯通孔的供气口131a。
在进行透过气体的从排气管132的排气的情况下，从供气口131a向管道111和罩131之间的空间供给空气。由此，管道111和罩131之间的空间的压力损失的增大被抑制。另外，从供气口131a供给的空气将透过管道111并向管道111和罩131之间的空间释放的透过气体朝向排气管132压出。结果，能够使透过树脂制的管道111的盐水的排气效率提高。
另外，在本实施方式的等离子体处理装置10的情况下，供管道111和罩131配置的空间(即，由上部壳体12a和喷头30包围的空间)的压力被维持为正压。例如，在上部壳体12a设置风扇121，向上部壳体12a内送入外部气体，从而能够使上部壳体12a内的压力高于上部壳体12a外的压力。另外，例如，也可以在上部壳体12a设置压力计，测量由上部壳体12a和喷头30包围的空间的压力，由控制部100控制来自风扇121的送风，以使该空间的压力成为正压。由此，从供管道111和罩131配置的空间经由罩131的供气口131a向管道111和罩131之间的空间供给大量的空气，因此能够使透过气体的排气效率进一步提高。
像以上这样，本实施方式的等离子体处理装置10具有管道111，该管道111为树脂制，构成供热介质循环于喷头30的循环流路的至少一部分。等离子体处理装置10具有：罩131，其包围管道111的外周面；和排气管132，其与管道111和罩131之间的空间相连接，将透过管道111并向该空间释放的热介质排出。并且，罩131具有供气口131a，该供气口131a与热介质从排气管132的排出并行地向管道111和罩131之间的空间供给空气。由此，等离子体处理装置10能够使透过树脂制的管道111的热介质(透过气体)的排气效率提高。另外，等离子体处理装置10能够将透过树脂制的管道111的热介质高效地排出，因此能够抑制向等离子体处理装置10的外部排出的热介质的量，结果，能够抑制由热介质导致的环境污染。
另外，在等离子体处理装置10中，排气管132与设于罩131的一端侧的使管道111和罩131之间的空间闭塞的闭塞构件133相连接，排气管132经由形成于闭塞构件133的缓冲空间133a与该空间连通。罩131在位于与设有闭塞构件133的一端侧相反的一侧的另一端侧具有供气口131a。由此，等离子体处理装置10能够使从供气口131a向管道111和罩131之间的空间供给的空气从罩131的一端侧朝向另一端侧流通，在空气的作用下将热介质朝向排气管132高效地压出。
其中，应当认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示，并不用于限制。上述的实施方式也可以在不脱离添附的权利要求书和其主旨的情况下，以各种各样形态进行省略、置换、变更。
例如，在图3和图4所示的例子的情况下，罩使用由树脂形成的管状的罩，但是并不限定于此。图5是表示罩的变形例的图。图5所示的例子是上部壳体12a用作罩的例子。在上部壳体12a作为供气口设有风扇121，在与风扇121相对的位置连接有与排气装置相连接的排气管132。从风扇121向上部壳体12a供给的空气朝向排气管132流通，因此能够将透过树脂制的管道111并滞留于上部壳体12a内的热介质高效地压出。
例如，上述的等离子体处理装置10是ccp类型的等离子体蚀刻装置，但是本发明能够应用于任意的等离子体处理装置10。例如，等离子体处理装置10能够适用于电感耦合等离子体(icp：inductivelycoupledplasma)、径向线缝隙天线(radiallineslotantenna)、电子回旋共振等离子体(ecr：electroncyclotronresonanceplasma)、螺旋波等离子体(hwp：heliconwaveplasma)中的任一类型。
另外，上述的实施方式以基板处理装置作为等离子体处理装置10的情况为例进行了说明，但是本发明也可以适用于设有冷却单元115的其他的半导体制造装置。
1.一种热介质循环系统，其具有：
管道，其为树脂制，构成供热介质循环于温度控制对象物的循环流路的至少一部分；
罩，其包围所述管道的外周面；以及
排气管，其与所述管道和所述罩之间的空间相连接，将透过所述管道并向该空间释放的热介质排出，
所述罩具有供气口，该供气口与热介质从所述排气管的排出并行地向所述管道和所述罩之间的空间供给空气。
2.根据权利要求1所述的热介质循环系统，其中，
所述罩是由树脂形成的管状构件。
3.根据权利要求2所述的热介质循环系统，其中，
所述排气管与设于所述罩的一端侧的使所述管道和所述罩之间的空间闭塞的闭塞构件相连接，所述排气管经由形成于所述闭塞构件的缓冲空间与所述空间连通，
所述罩在位于与设有所述闭塞构件的一端侧相反的一侧的另一端侧具有所述供气口。
4.根据权利要求3所述的热介质循环系统，其中，
所述供气口是所述罩的另一端开放而形成的开放端。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热介质循环系统，其中，
该热介质循环系统还具有壳体，该壳体覆盖所述温度控制对象物，
所述管道和所述罩配置于由所述壳体和所述温度控制对象物包围的空间内，
由所述壳体和所述温度控制对象物包围的空间内的压力被维持为正压。
6.根据权利要求1所述的热介质循环系统，其中，
所述罩是覆盖所述温度控制对象物的壳体。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热介质循环系统，其中，
所述管道与形成于所述温度控制对象物的内部的流路相连接，使热介质循环于所述流路。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的热介质循环系统，其中，
所述热介质是含有碳元素的液体。
9.一种基板处理装置，其具有热介质循环系统，所述热介质循环系统具有：
管道，其为树脂制，构成供热介质循环于温度控制对象物的循环流路的至少一部分；
罩，其包围所述管道的外周面；以及
排气管，其与所述管道和所述罩之间的空间相连接，将透过所述管道并向该空间释放的热介质排出，
所述罩具有供气口，该供气口与热介质从所述排气管的排出并行地向所述管道和所述罩之间的空间供给空气。
技术总结