本发明专利技术提供一种半导体晶片的温度控制装置，其通过使硅晶片等半导体晶片的基底温度高速上升至目标温度或下降至目标温度，由此使半导体设备的制造时间缩短，且使半导体晶片的面内的温度分布精度良好地为所期望的温度分布（使面内均匀或使面内温度分布在各部分不同），从而能够高品质地制造半导体设备，进而能量效率优秀，从而能够简易地构成装置。控制机构在使半导体晶片的温度上升而控制为目标温度时，切换到使比高温槽内的目标温度高的温度的高温循环液向工作台内的流路供给，并使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制各多个区域的热电元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其是干式工序等中的、将载置于工作台上的半导体晶片的温度控制为目标温度且将半导体晶片的面内的温度分布控制为所期望的温度分布时使用的优良的装置及方法。
技术介绍
在对硅晶片等半导体晶片实施处理的工序中，存在必须将硅晶片的温度控制为目标温度且将硅晶片(或硅晶片上的堆积物)的面内的温度分布控制为所期望的温度分布的工序。例如在干式工序时，需要使硅晶片(或硅晶片的堆积层)的面在真空腔室内均勻地通过等离子进行蚀刻。由此，必须控制使硅晶片的面内的温度分布均勻。不过，存在蚀刻处理中的反应生成物再附着在蚀刻面上而使蚀刻比率降低的情况。反应生成物在与硅晶片面的外周部相比的内周部更容易较多地分布。由此，寻求使等离子体蚀刻中的硅晶片的温度在面内均勻地控制，但基于反应生成物的生成，以使反应生成物的分布相抵消的方式在硅晶片的面内的外周部和内周部发生温度不同的方式来调整温度分布。即，寻求以消除外部干扰的方式来对硅晶片的面内温度分布进行精度良好地调整。另外，在使半导体设备的品质为高品质方面，也寻求使硅晶片的面内的温度分布精度良好地成为所期望的温度分布(使面内均勻或使面内温度分布在各部分不同)。另外，为了在硅晶片蚀刻不同材质的膜，在当前，在控制为各自的温度的腔室中进行蚀刻，不过，为了在同一腔室中蚀刻不同的膜，需要进行使硅晶片的整体的基底温度上升至各膜的目标温度或下降至目标温度的控制。因此，在这样的工序执行时，为了使半导体设备制造时间缩短，而寻求使硅晶片的基底温度高速上升为目标温度或下降为目标温度。例举出将硅晶片等的半导体晶片载置在工作台上并进行温度调整的装置相关的现有技术如下所述。(专利文献1记载的现有技术)在专利文献1记载有这样的专利技术使设于工作台内的热电元件工作，从而控制使载置于工作台上的硅晶片的面内温度分布均勻或使面内温度在内周部和外周部处温度分布不同。(专利文献2记载的现有技术)在专利文献2记载有这样的专利技术通过向工作台内的各流路供给不同温度的循环液，由此控制使被载置在工作台上的硅晶片的面内温度分布均勻或使面内温度在内周部和外周部处温度分布不同。(专利文献3记载的现有技术)在专利文献3中记载有这样的专利技术通过对工作台内的流路有选择地供给低温的循环液或高温的循环液，由此将硅晶片的基底温度控制为低温的目标温度或高温的目标温度。(现有的实施技术)在工作台内设有加热用的加热器和流路且将积存有冷却用的循环液的低温槽设置在工作台外，当对工作台上的硅晶片加热时，从低温槽向流路供给低温循环液同时对加热器供给电力，当对工作台上的硅晶片冷却时，将对加热器供给的电力切断，而进行从低温槽向流路供给低温循环液的控制。专利文献1 特表2000-508119号公报专利文献2 特开2003-243371号公报专利文献3 特开平07-240486号公报根据上述专利文献1记载的专利技术，能够以至少使被载置于工作台上的硅晶片的面内温度分布均勻或使面内温度在内周部与外周部产生温度分布不同的方式控制。不过，仅仅通过设于工作台内的热电元件，无法高速地使硅晶片的基底温度上升至目标温度或下降至目标温度。同样地，根据专利文献2记载的专利技术，能够以至少使被载置于工作台上的硅晶片的面内温度分布均勻或使面内温度在内周部与外周部处温度分布不同的方式控制。不过， 仅仅通过向工作台内的各流路供给不同温度的循环液，无法精度良好地调整为所期望的温度分布。另外，也不可能高速地使硅晶片的基底温度上升至目标温度或下降至目标温度。另外，根据专利文献3记载的专利技术，能够至少将硅晶片的基底温度控制为低温的目标温度或高温的目标温度。不过，仅仅通过向工作台内的流路有选择地供给低温的循环液或高温的循环液，无法以成为任意的目标温度的方式来进行高速调整。另外，也不可能使硅晶片的面内的温度分布精度良好地成为所期望的温度分布。根据上述的现有实施技术，能够至少将硅晶片的基底温度控制为低温的目标温度或高温的目标温度。不过，在基于加热器的加热和低温的循环液的组合中，无法高速地变更为任意的目标温度。另外，使硅晶片的面内的温度分布精度良好地成为所期望的温度分布也不可能。进而，为了使低温的循环液向流路供给同时进行基于加热器的加热，需要增大加热器及低温槽(冷机)的容量，装置成本提高且热能无端消耗，能量效率差。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于这样的实际情况而作出的，其想要解决的课题在于，通过使硅晶片等半导体晶片的基底温度高速地上升至目标温度或下降至目标温度，而使半导体设备的制造时间缩短，且使半导体晶片的面内的温度分布精度良好地成为所期望的温度分布(使面内均勻或使面内温度分布在各部分不同)，由此能够高品质地制造半导体设备，进而能量效率优秀，从而能够使装置简易构成。为此，第一方面为一种半导体晶片的温度控制装置，其将载置于工作台上的半导体晶片的温度控制为目标温度，且将半导体晶片的面内的温度分布控制为所期望的温度分布，其特征在于，具有低温槽，其积存有循环液，该循环液被维持在比目标温度低的低温；高温槽，其积存有循环液，该循环液被维持在比目标温度高的高温；多个区域，该多个区域为形成在工作台内的各部分且能够独立地进行温度调整的多个区域，并分别配置有热电元件；工作台内流路，其形成在工作台内并流有循环液；切换机构，其有选择地切换低温槽内的低温循环液和高温槽内的高温循环液并向工作台内流路供给；控制机构，其在使半导体晶片的温度上升而控制为目标温度的情况下，切换到使高温槽内的高温循环液向工作台内流路供，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件，并且在使半导体晶片的温度下降而控制为目标温度的情况下，切换到使低温槽内的低温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件。第二方面为第一方面的专利技术，其特征在于，在多个区域还分别配置有加热器，控制机构在使半导体晶片的温度上升而控制为目标温度的情况下，切换到使高温槽内的高温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件及加热器，并且在使半导体晶片的温度下降而控制为目标温度的情况下，切换到使低温槽内的低温循环液向工作台内流路，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件及加热器。第三方面为第一方面或第二方面的专利技术，其特征在于，在各区域中配置有温度传感器，并基于温度传感器的检测温度来控制区域的温度。第四方面为一种半导体晶片的温度控制方法，该方法将载置于工作台上的半导体晶片的温度控制为目标温度，且将半导体晶片的面内的温度分布控制为所期望的温度分布，其特征在于，在使半导体晶片的温度上升而控制为目标温度的情况下，切换到使高温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件，并且在使半导体晶片的温度下降而控制为目标温度的情况下，切换到使低温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件。第五方面为本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种半导体晶片的温度控制装置，其将载置于工作台上的半导体晶片的温度控制为目标温度，且将半导体晶片的面内的温度分布控制为所期望的温度分布，其特征在于，具有：低温槽，其积存有循环液，该循环液被维持在比目标温度低的低温；高温槽，其积存有循环液，该循环液被维持在比目标温度高的高温；多个区域，该多个区域为形成在工作台内的各部分且能够独立地进行温度调整的多个区域，并分别配置有热电元件；工作台内流路，其形成在工作台内并流有循环液；切换机构，其有选择地切换低温槽内的低温循环液和高温槽内的高温循环液并向工作台内流路供给；控制机构，其在使半导体晶片的温度上升而控制为目标温度的情况下，切换到使高温槽内的高温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件，并且在使半导体晶片的温度下降而控制为目标温度的情况下，切换到使低温槽内的低温循环液向工作台内流路供给，并以使半导体晶片的温度与目标温度一致且使半导体晶片的面内温度分布成为期望温度分布的方式来控制热电元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：武知弘明，
申请(专利权)人：KELK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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