(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022047847
(43)【公開日】2022-03-25
(54)【発明の名称】ウェーハの温度調節装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20220317BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20220317BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/302 101G
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020153856
(22)【出願日】2020-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】590000835
【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 敦
(72)【発明者】
【氏名】小室 亘
【テーマコード（参考）】
5F004
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F004AA16
5F004BB18
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F004CA04
5F131AA02
5F131BA19
5F131CA03
5F131EA03
5F131EA04
5F131EB81
5F131EB82
5F131EB87
(57)【要約】
【課題】複数の分割領域毎に温度を良好に調節する。
【解決手段】ウェーハの温度調節装置１Ａは、温度調節シート２Ａと、トッププレート３とを備える。温度調節シート２Ａは、複数の温度調節部２１を有する。複数の温度調節部２１は、同一面内で分割領域２２を介して互いに分割されている。複数の温度調節部２１は、それぞれ独立して温度調節可能とされている。トッププレート３は、温度調節シート２Ａに積層されたプレート本体３１を有する。プレート本体３１は、温度調節シート２Ａと反対側の面が半導体ウェーハの載置面３１ｆとされている。トッププレート３は、断熱部３２を有する。断熱部３２は、温度調節シート２Ａとトッププレート３との積層方向Ｄｓから見て、プレート本体３１において分割領域２２に対応する位置に配置されている。断熱部３２は、プレート本体３１より熱伝導率が小さい。
【選択図】図１
【解決手段】ウェーハの温度調節装置１Ａは、温度調節シート２Ａと、トッププレート３とを備える。温度調節シート２Ａは、複数の温度調節部２１を有する。複数の温度調節部２１は、同一面内で分割領域２２を介して互いに分割されている。複数の温度調節部２１は、それぞれ独立して温度調節可能とされている。トッププレート３は、温度調節シート２Ａに積層されたプレート本体３１を有する。プレート本体３１は、温度調節シート２Ａと反対側の面が半導体ウェーハの載置面３１ｆとされている。トッププレート３は、断熱部３２を有する。断熱部３２は、温度調節シート２Ａとトッププレート３との積層方向Ｄｓから見て、プレート本体３１において分割領域２２に対応する位置に配置されている。断熱部３２は、プレート本体３１より熱伝導率が小さい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一面内で分割領域を介して互いに分割されているとともに、それぞれ独立して温度調節可能な複数の温度調節部を有する温度調節シートと、
前記温度調節シートに積層された、前記温度調節シートと反対側の面が半導体ウェーハの載置面とされたプレート本体を有するトッププレートと、
を備え、
前記トッププレートは、
前記温度調節シートと前記トッププレートとの積層方向から見て、前記プレート本体において前記分割領域に対応する位置に配置され、前記プレート本体より熱伝導率が小さい断熱部を有する、
半導体ウェーハの温度調節装置。
前記温度調節シートに積層された、前記温度調節シートと反対側の面が半導体ウェーハの載置面とされたプレート本体を有するトッププレートと、
を備え、
前記トッププレートは、
前記温度調節シートと前記トッププレートとの積層方向から見て、前記プレート本体において前記分割領域に対応する位置に配置され、前記プレート本体より熱伝導率が小さい断熱部を有する、
半導体ウェーハの温度調節装置。
【請求項2】
前記断熱部は、前記プレート本体内に形成された空間を有する請求項１に記載のウェーハの温度調節装置。
【請求項3】
前記断熱部は、前記空間内に供給又は充填され、前記プレート本体よりも熱伝導率が小さい断熱体をさらに有する請求項２に記載のウェーハの温度調節装置。
【請求項4】
前記断熱体は、流体であり、
外部から前記空間内に前記流体が供給される流体供給部と、
前記空間内から外部に前記流体を排出する流体排出部と、
をさらに備える請求項３に記載のウェーハの温度調節装置。
外部から前記空間内に前記流体が供給される流体供給部と、
前記空間内から外部に前記流体を排出する流体排出部と、
をさらに備える請求項３に記載のウェーハの温度調節装置。
【請求項5】
前記流体供給部、及び前記流体排出部は、前記プレート本体から前記積層方向に延びて前記温度調節シートを貫通するよう配置されている請求項４に記載のウェーハの温度調節装置。
【請求項6】
前記載置面は、前記積層方向に交差する平滑面とされている請求項１から５の何れか一項に記載のウェーハの温度調節装置。
【請求項7】
前記温度調節シートは、前記温度調節部のそれぞれを形成する複数のシート片を有する請求項２から６の何れか一項に記載のウェーハの温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハの温度調節装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ウェーハを冷却する円形冷却プレートが記載されている。この円形冷却プレートは、一対の伝熱板間に複数のペルチェ素子を配設してなるサーモモジュールを備えている。そして、この特許文献１では、一対の伝熱板の形状や、複数のペルチェ素子の配置を様々に工夫することで、サーモモジュールをできるだけ密に配置し、冷却能力の向上を図ると共に、温度分布を低減できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－１８５０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のようなウェーハの温度調節を行うウェーハの温度調節装置においては、ウェーハの裏面への影響を抑えるために、ウェーハの裏面を凹凸の無い平滑面により下方から支持することが望まれている。
さらに、上記のようなウェーハの温度調節装置においては、ウェーハの温度分布低減では無く、ウェーハ面内に複数のゾーンを設定し、ゾーン毎に独立して温度調節することが要望されている。しかしながら、互いに隣り合うゾーンで温度を異ならせようとしても、隣り合うゾーンの境界付近において、ウェーハを支持する平滑面内での熱伝導により所望の温度を得られない場合がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、複数のゾーン毎に温度を良好に調節することができるウェーハの温度調節装置を提供することを目的とする。
さらに、上記のようなウェーハの温度調節装置においては、ウェーハの温度分布低減では無く、ウェーハ面内に複数のゾーンを設定し、ゾーン毎に独立して温度調節することが要望されている。しかしながら、互いに隣り合うゾーンで温度を異ならせようとしても、隣り合うゾーンの境界付近において、ウェーハを支持する平滑面内での熱伝導により所望の温度を得られない場合がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、複数のゾーン毎に温度を良好に調節することができるウェーハの温度調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様に係るウェーハの温度調節装置は、温度調節シートと、トッププレートとを備える。前記温度調節シートは、複数の温度調節部を有する。前記複数の温度調節部は、同一面内で分割領域を介して互いに分割されている。前記複数の温度調節部は、それぞれ独立して温度調節可能とされている。前記トッププレートは、前記温度調節シートに積層されたプレート本体を有する。前記プレート本体は、前記温度調節シートと反対側の面が半導体ウェーハの載置面とされている。前記トッププレートは、断熱部を有する。前記断熱部は、前記温度調節シートと前記トッププレートとの積層方向から見て、前記プレート本体において前記分割領域に対応する位置に配置されている。前記断熱部は、前記プレート本体より熱伝導率が小さい。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、複数の分割領域毎に温度を良好に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の実施形態に係るウェーハの温度調節装置の概略構成を示す立断面図である。
【図4】上記温度調節装置のトッププレートの平面図である。
【図5】本発明の実施形態の変形例に係るウェーハの温度調節装置の概略構成を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について図１から図４を参照して詳細に説明する。
＜ウェーハの温度調節装置＞
本実施形態に係るウェーハの温度調節装置（以下、単に温度調節装置と称する）は、例えば、半導体製造装置に設置されている。この温度調節装置は、半導体製造装置においてプラズマ処理、エッチング処理等の所定の処理が施される半導体ウェーハを下方から支持する。温度調節装置は、半導体ウェーハを、所定の処理に適した温度に調節する。
＜ウェーハの温度調節装置＞
本実施形態に係るウェーハの温度調節装置（以下、単に温度調節装置と称する）は、例えば、半導体製造装置に設置されている。この温度調節装置は、半導体製造装置においてプラズマ処理、エッチング処理等の所定の処理が施される半導体ウェーハを下方から支持する。温度調節装置は、半導体ウェーハを、所定の処理に適した温度に調節する。
【0009】
図１は、本発明の実施形態に係るウェーハの温度調節装置の概略構成を示す立断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る温度調節装置１Ａは、半導体製造装置のチャンバー５に支持されている。温度調節装置１Ａは、チャンバー５の内部である上部空間６Ａとチャンバー５の外部である下部空間６Ｂとを区画している。上部空間６Ａは、温度調節装置１Ａに対して上下方向Ｄｖの上方に配置されている。下部空間６Ｂは、温度調節装置１Ａに対して上下方向Ｄｖの下方に配置されている。本実施形態において、例えば、上部空間６Ａは、所定の処理に適した真空度に真空引きされている。
図１に示すように、本実施形態に係る温度調節装置１Ａは、半導体製造装置のチャンバー５に支持されている。温度調節装置１Ａは、チャンバー５の内部である上部空間６Ａとチャンバー５の外部である下部空間６Ｂとを区画している。上部空間６Ａは、温度調節装置１Ａに対して上下方向Ｄｖの上方に配置されている。下部空間６Ｂは、温度調節装置１Ａに対して上下方向Ｄｖの下方に配置されている。本実施形態において、例えば、上部空間６Ａは、所定の処理に適した真空度に真空引きされている。
【0010】
温度調節装置１Ａは、温度調節シート２Ａと、トッププレート３と、クーリングプレート８と、を備えている。これら温度調節シート２Ａと、トッププレート３と、クーリングプレート８とは、上下方向Ｄｖに積層して配置されている。
【0011】
図２は、図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図２に示すように、本実施形態において、上下方向Ｄｖ（図２の紙面に直交する方向）から見た温度調節シート２Ａの輪郭は、例えば円形をなしている。温度調節シート２Ａは、複数の温度調節部２１を有している。本実施形態における複数の温度調節部２１は、温度調節シート２Ａとトッププレート３との積層方向Ｄｓ（上下方向Ｄｖ）に直交する同一面（水平面）内で、分割領域２２を間に挟むようにして互いに離間している。本実施形態において、複数の温度調節部２１は、例えば、内周温度調節部２１Ａと、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃと、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇと、を有している。
図２に示すように、本実施形態において、上下方向Ｄｖ（図２の紙面に直交する方向）から見た温度調節シート２Ａの輪郭は、例えば円形をなしている。温度調節シート２Ａは、複数の温度調節部２１を有している。本実施形態における複数の温度調節部２１は、温度調節シート２Ａとトッププレート３との積層方向Ｄｓ（上下方向Ｄｖ）に直交する同一面（水平面）内で、分割領域２２を間に挟むようにして互いに離間している。本実施形態において、複数の温度調節部２１は、例えば、内周温度調節部２１Ａと、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃと、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇと、を有している。
【0012】
内周温度調節部２１Ａは、上下方向Ｄｖから見て、温度調節シート２Ａの円形の中央部に配置されている。本実施形態で例示する内周温度調節部２１Ａは、上下方向Ｄｖから見て、円形をなしている。
【0013】
中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃは、内周温度調節部２１Ａに対し、温度調節シート２Ａの径方向Ｄｒの外側に配置されて、温度調節シート２Ａを囲むように配置されている。具体的には、本実施形態における中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃは、それぞれ半円弧状に形成されている。そして、これら半円弧状の中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃが、周方向Ｄｃに並んで概略円環状をなしている。
【0014】
内周温度調節部２１Ａと、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃとは、温度調節シート２Ａの周方向Ｄｃに連続する円環状の第一分割領域２２Ｐを介して、径方向Ｄｒで互いに離間している。また、周方向Ｄｃにおいて、中間温度調節部２１Ｂと、中間温度調節部２１Ｃとは、それぞれ第二分割領域２２Ｑを介して、互いに間隔を空けて配置されている。各第二分割領域２２Ｑは、径方向Ｄｒに延び、第一分割領域２２Ｐと、後述する第三分割領域２２Ｒとを接続している。
【0015】
外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇは、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃに対し、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃの径方向Ｄｒの外側に配置されて、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃを囲むように配置されている。具体的には、本実施形態における外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇは、それぞれ円弧状に形成されている。そして、これら円弧状の外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇが周方向Ｄｃに並んで概略円環状をなしている。これら外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇは、温度調節シート２Ａの最外周部に配置されている。
【0016】
中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃと、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇとは、周方向Ｄｃに連続する円環状の第三分割領域２２Ｒを介して、径方向Ｄｒで互いに離間している。また、周方向Ｄｃで隣り合う外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇは、周方向Ｄｃに間隔を空けて配置された四つの第四分割領域２２Ｓを介して、互いに離間している。各第四分割領域２２Ｓは、第三分割領域２２Ｒから径方向Ｄｒの外側に延びている。
【0017】
複数の温度調節部２１（内周温度調節部２１Ａ、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃ、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇ）のそれぞれは、例えば、ペルチェ素子から成るか、又はペルチェ素子を内蔵したシート片２３によって形成されている。すなわち、温度調節シート２Ａは、所定形状を有した複数のシート片２３を備えている。温度調節シート２Ａは、複数のシート片２３を、互いに間隔を空けて配置することで、上記第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓを形成している。
【0018】
複数の温度調節部２１のそれぞれ（シート片２３）は、外部のコントローラ（図示無し）によって、その温度が調節可能となっている。コントローラ（図示無し）は、例えば、各温度調節部２１（シート片２３）のペルチェ素子への通電を制御して、複数の温度調節部２１を、それぞれ独立して温度調節（温度調節）可能としている。
【0019】
クーリングプレート８は、図１に示すように、温度調節シート２Ａに対し、上下方向Ｄｖの下側に積層されている。つまり、本実施形態におけるクーリングプレート８は、積層方向Ｄｓにおいてトッププレート３とは反対側に配置されている。クーリングプレート８は、例えば、銅、アルミ等の金属、樹脂、またはセラミックから形成されている。クーリングプレート８は、温度調節シート２Ａの下面に密着して配置されている。クーリングプレート８は、温度調節シート２Ａから上下方向Ｄｖの下側に放出される熱を吸収する。
【0020】
トッププレート３は、温度調節シート２Ａに対し、上下方向Ｄｖの上側に積層されている。つまり、本実施形態におけるトッププレート３は、積層方向Ｄｓにおいてクーリングプレート８とは反対側に配置されている。言い換えれば、トッププレート３の下面は、温度調節シート２Ａの上面に接している。このトッププレート３は、プレート本体３１と、断熱部３２と、を有している。
【0021】
図３は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図３に示すように、本実施形態において、上下方向Ｄｖ（図３の紙面に直交する方向）から見たプレート本体３１の輪郭は、例えば円形をなしている。このプレート本体３１は、温度調節シート２Ａの全体を上方から覆うように形成されている（図２参照）。プレート本体３１は、例えば、アルミニウム合金、セラミックス等の材料から形成されている。温度調節シート２Ａと反対側のプレート本体３１の面は、半導体ウェーハの載置面３１ｆとされている。載置面３１ｆは、積層方向Ｄｓに交差（直交）し、溝や凹部等が形成されていない平滑面とされている。
図３に示すように、本実施形態において、上下方向Ｄｖ（図３の紙面に直交する方向）から見たプレート本体３１の輪郭は、例えば円形をなしている。このプレート本体３１は、温度調節シート２Ａの全体を上方から覆うように形成されている（図２参照）。プレート本体３１は、例えば、アルミニウム合金、セラミックス等の材料から形成されている。温度調節シート２Ａと反対側のプレート本体３１の面は、半導体ウェーハの載置面３１ｆとされている。載置面３１ｆは、積層方向Ｄｓに交差（直交）し、溝や凹部等が形成されていない平滑面とされている。
【0022】
図１、図３に示すように、断熱部３２は、プレート本体３１の内部に形成されている。断熱部３２は、温度調節シート２Ａとトッププレート３との積層方向Ｄｓ（上下方向Ｄｖ）から見て、分割領域２２に対応する位置（言い換えれば、上下方向Ｄｖで重なる位置）に配置されている。本実施形態における断熱部３２は、空間３３と、断熱体３４と、流体供給部３６と、流体排出部３７と、を有している。
【0023】
空間３３は、プレート本体３１の内部に形成されている。すなわち、空間３３は、プレート本体３１の載置面３１ｆ、及びその反対側で温度調節シート２Ａに対向する対向面３１ｇに露出（開口）していない。空間３３は、プレート本体３１の載置面３１ｆ、対向面３１ｇのそれぞれに対し、積層方向Ｄｓに所定の間隔を空けて形成されている。この空間３３は、プレート本体３１内で、積層方向Ｄｓに直交する水平面に沿う方向に連続して形成されている。本実施形態における空間３３は、積層方向Ｄｓ（上下方向Ｄｖ）から見て、プレート本体３１の内部のうち、分割領域２２に重なる位置に形成されている。空間３３は、第一空間３３Ｐと、第二空間３３Ｑと、第三空間３３Ｒと、第四空間３３Ｓと、を有している。
【0024】
第一空間３３Ｐは、積層方向Ｄｓから見て円環状で、第一分割領域２２Ｐに重なる位置に形成されている。
【0025】
第二空間３３Ｑは、径方向Ｄｒに延びている。第二空間３３Ｑは、周方向Ｄｃに間隔を空けた二箇所に配置されている。本実施形態における第二空間３３Ｑは、径方向Ｄｒに延びる互いの延長線上に配置されている。第二空間３３Ｑは、積層方向Ｄｓから見て第二分割領域２２Ｑに重なる位置に形成されている。第二空間３３Ｑは、第一空間３３Ｐと、後述する第三空間３３Ｒとを連通している。
【0026】
第三空間３３Ｒは、積層方向Ｄｓから見て円環状をなし、第三分割領域２２Ｒに重なる位置に形成されている。
【0027】
第四空間３３Ｓは、第三空間３３Ｒから径方向Ｄｒの外側に延びている。第四空間３３Ｓは、周方向Ｄｃに間隔を空けた四箇所に配置されている。第四空間３３Ｓは、積層方向Ｄｓから見て、第四分割領域２２Ｓに重なる位置に形成されている。
【0028】
断熱体３４は、空間３３に配される。本実施形態において、断熱体３４として、例えば、液状やガス状の流体を用いることができる。流体から成る断熱体３４は、温度調節装置１Ａの外部から供給され、空間３３を満たすように流れた後に温度調節装置１Ａの外部に排出される。断熱体３４としては、プレート本体３１より熱伝導率が小さい材料、例えば、空気、窒素ガス、不活性ガス、水、フッ素系冷媒等の液体を用いることができる。
【0029】
図４は、上記温度調節装置のトッププレートの平面図である。
トッププレート３は、積層方向Ｄｓ（図４の紙面に直交する方向）から見て、上記断熱部３２により、図１、図４に示す複数のゾーンＳに区分されている。これら複数のゾーンＳは、積層方向Ｄｓから見て、図２に示した複数の温度調節部２１（内周温度調節部２１Ａ、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃ、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇ）のそれぞれに対応して（言い換えれば、上下方向Ｄｖに重なって）いる。すなわち、複数のゾーンＳとして、内周温度調節部２１Ａに対応する内周ゾーンＳ１と、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃに対応する中間ゾーンＳ２，Ｓ３と、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇに対応する外周ゾーンＳ４～Ｓ７と、が設けられている。
トッププレート３は、積層方向Ｄｓ（図４の紙面に直交する方向）から見て、上記断熱部３２により、図１、図４に示す複数のゾーンＳに区分されている。これら複数のゾーンＳは、積層方向Ｄｓから見て、図２に示した複数の温度調節部２１（内周温度調節部２１Ａ、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃ、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇ）のそれぞれに対応して（言い換えれば、上下方向Ｄｖに重なって）いる。すなわち、複数のゾーンＳとして、内周温度調節部２１Ａに対応する内周ゾーンＳ１と、中間温度調節部２１Ｂ，２１Ｃに対応する中間ゾーンＳ２，Ｓ３と、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇに対応する外周ゾーンＳ４～Ｓ７と、が設けられている。
【0030】
流体供給部３６は、温度調節装置１Ａの外部から空間３３内に、断熱体３４である流体を供給する。流体排出部３７は、空間３３内から温度調節装置１Ａの外部に、断熱体３４である流体を排出する。流体供給部３６の一端と流体排出部３７の一端とは、それぞれ空間３３に連通している。流体供給部３６の他端と流体排出部３７の他端とは、それぞれ温度調節装置１Ａの外部に向かって開口している。
【0031】
本実施形態における流体供給部３６及び流体排出部３７は、それぞれ、プレート本体３１に形成された空間３３から、積層方向Ｄｓ（上下方向Ｄｖ）の下方に延びている。本実施形態における流体供給部３６及び流体排出部３７は、それぞれ第四空間３３Ｓに連通するよう配置されている。流体供給部３６及び流体排出部３７は、温度調節シート２Ａとクーリングプレート８とを、積層方向Ｄｓに貫通し、クーリングプレート８の下面に開口している。
【0032】
流体供給部３６には、外部からポンプ（図示無し）等によって断熱体３４を送り込む送給管（図示無し）が接続されている。また、流体排出部３７には、断熱体３４を外部に排出する排出管（図示無し）が接続されている。
なお、流体供給部３６から空間３３内に送り込む断熱体３４は、その温度、圧力、流量等を適宜調節可能とする構成としてもよい。その場合、外部に、断熱体３４の温度を調節する熱交換器、ポンプ等を備えるようにしてもよい。
なお、流体供給部３６から空間３３内に送り込む断熱体３４は、その温度、圧力、流量等を適宜調節可能とする構成としてもよい。その場合、外部に、断熱体３４の温度を調節する熱交換器、ポンプ等を備えるようにしてもよい。
【0033】
＜作用効果＞
上記の温度調節装置１Ａでは、それぞれ独立して温度調節可能な複数の温度調節部２１を有している。そのため、トッププレート３のプレート本体３１の載置面３１ｆ上に載置された半導体ウェーハを、複数のゾーンＳごとに、互いに異なる所望の温度で温度調節することができる。また、トッププレート３は、温度調節シート２Ａの分割領域２２に対応する位置に配置された断熱部３２を有している。そのため、トッププレート３において、温度調節シート２Ａの一の温度調節部２１から一のゾーンＳに伝わった熱が、他の温度調節部２１からの熱が伝わる他のゾーンＳに移動することを抑えられる。よって、複数のゾーンＳ毎に温度を良好に調節することができる。
上記の温度調節装置１Ａでは、それぞれ独立して温度調節可能な複数の温度調節部２１を有している。そのため、トッププレート３のプレート本体３１の載置面３１ｆ上に載置された半導体ウェーハを、複数のゾーンＳごとに、互いに異なる所望の温度で温度調節することができる。また、トッププレート３は、温度調節シート２Ａの分割領域２２に対応する位置に配置された断熱部３２を有している。そのため、トッププレート３において、温度調節シート２Ａの一の温度調節部２１から一のゾーンＳに伝わった熱が、他の温度調節部２１からの熱が伝わる他のゾーンＳに移動することを抑えられる。よって、複数のゾーンＳ毎に温度を良好に調節することができる。
【0034】
また、上記の温度調節装置１Ａでは、断熱部３２が空間３３を有している。これにより、トッププレート３の内部において、複数の温度調節部２１に対してそれぞれ積層方向Ｄｓで対応する複数のゾーンＳのうち、隣り合うゾーンＳ間における熱伝導を抑えることができる。
【0035】
また、上記の温度調節装置１Ａでは、プレート本体３１よりも熱伝導率が小さい断熱体３４が空間３３内に存在している。これにより、トッププレート３の隣り合うゾーンＳ間における熱伝導を、より一層抑えることができる。
【0036】
また、上記の温度調節装置１Ａでは、外部から流体供給部３６を介して、空間３３に断熱体３４としての流体を送り込み、空間３３を流れた断熱体３４としての流体を流体排出部３７から排出させている。これにより、複数の温度調節部２１の熱による断熱体３４の温度変化を抑えることができる。したがって、トッププレート３の複数のゾーンＳ間における熱伝達を、より効率的に抑えることができる。
【0037】
また、上記の温度調節装置１Ａでは、流体供給部３６及び流体排出部３７を積層方向Ｄｓに延ばして温度調節シート２Ａを貫通させている。そのため、断熱体３４としての流体を、半導体ウェーハの載置面３１ｆとは反対側から空間３３に出し入れすることができる。また、流体により、空間３３に臨むゾーンＳとの間で交換した熱を、積層方向Ｄｓに移動させることができる。
【0038】
また、上記の温度調節装置１Ａでは、載置面３１ｆを平滑面としている。そのため、ウェーハの裏面への影響を少なくできるとともに、載置面３１ｆに溝等を形成した場合にように、溝等に異物などが入り込むことがないため、載置面３１ｆの清掃やメンテナンスを容易に行うことができる。
【0039】
さらに、上記の温度調節装置１Ａでは、温度調節シート２Ａが、温度調節部２１のそれぞれを形成する複数のシート片２３を有している。そのため、互いに隣り合うシート片２３同士を、間隔を空けて配置すれば、分割領域２２を容易に形成することもできる。
【0040】
（上記実施形態の変形例）
図５は、本発明の実施形態の変形例に係るウェーハの温度調節装置の概略構成を示す立断面図である。
上記実施形態では、温度調節シート２Ａとして、ペルチェ素子を用いる構成としたが、これに限られない。
例えば、図５に示すように、温度調節装置１Ｂの温度調節シート２Ｂとして、電熱ヒーター２８を用いるようにしても良い。電熱ヒーター２８は、複数のシート片２９を有している。各シート片２９は、図２に示した上記実施形態の温度調節シート２Ａと同様、それぞれ独立して温度調節可能とされた複数の温度調節部２１を形成している。各シート片２９は、互いに間隔を空けて配置されることで、複数の温度調節部２１は、同一面内で分割領域２２を介して互いに離間している。
図５は、本発明の実施形態の変形例に係るウェーハの温度調節装置の概略構成を示す立断面図である。
上記実施形態では、温度調節シート２Ａとして、ペルチェ素子を用いる構成としたが、これに限られない。
例えば、図５に示すように、温度調節装置１Ｂの温度調節シート２Ｂとして、電熱ヒーター２８を用いるようにしても良い。電熱ヒーター２８は、複数のシート片２９を有している。各シート片２９は、図２に示した上記実施形態の温度調節シート２Ａと同様、それぞれ独立して温度調節可能とされた複数の温度調節部２１を形成している。各シート片２９は、互いに間隔を空けて配置されることで、複数の温度調節部２１は、同一面内で分割領域２２を介して互いに離間している。
【0041】
電熱ヒーター２８を備える場合、電熱ヒーター２８に対し、上下方向Ｄｖの下方に間隔を空けて、パージプレート５０を配置するようにしてもよい。これにより、電熱ヒーター２８と、パージプレート５０との間に、パージ空間５１が形成されている。電熱ヒーター２８の降温時に、このパージ空間５１に外部から空気をパージすることで、電熱ヒーター２８の降温を効率良く行うことができる。
【0042】
また、パージプレート５０を設ける場合、流体供給部３６、流体排出部３７は、管状とし、温度調節シート２Ｂからパージ空間５１、及びパージプレート５０を貫通して設けるようにしてもよい。
【0043】
（その他の変形例）
上記実施形態、及びその変形例では、温度調節シート２Ａ、２Ｂを構成する複数の温度調節部２１を、内周温度調節部２１Ａと、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃと、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇと、に分割するようにしたが、これに限られない。温度調節シート２Ａを構成する複数の温度調節部２１の数、分割パターンは、適宜変更可能である。
さらに、温度調節シート２Ａにおいて、第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓを設ける場合について説明したが、これら第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓを省略し、周方向Ｄｃ及び径方向Ｄｒで隣り合う第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓをそれぞれ隣接させてもよい。
上記実施形態、及びその変形例では、温度調節シート２Ａ、２Ｂを構成する複数の温度調節部２１を、内周温度調節部２１Ａと、中間温度調節部２１Ｂ、２１Ｃと、外周温度調節部２１Ｄ～２１Ｇと、に分割するようにしたが、これに限られない。温度調節シート２Ａを構成する複数の温度調節部２１の数、分割パターンは、適宜変更可能である。
さらに、温度調節シート２Ａにおいて、第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓを設ける場合について説明したが、これら第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓを省略し、周方向Ｄｃ及び径方向Ｄｒで隣り合う第一分割領域２２Ｐ、第二分割領域２２Ｑ、第三分割領域２２Ｒ、第四分割領域２２Ｓをそれぞれ隣接させてもよい。
【0044】
また、空間３３を、プレート本体３１の載置面３１ｆ、及び対向面３１ｇに露出（開口）しないようにしたが、これに限られない。例えば、空間３３を、対向面３１ｇに開口させて、温度調節シート２Ａの分割領域２２に連通させるようにしてもよい。この場合、断熱体３４を、空間３３だけでなく、分割領域２２にも供給又は充填するようにしてもよい。
【0045】
さらに、上記実施形態では空間３３が一つだけ設けられている場合を例示したが、これに限られない。例えば、空間３３は、複数に分割されていてもよい。
また、上記実施形態では、一つの空間３３に対して流体供給部３６と流体排出部３７とを一つずつ設ける場合を例示したが、これに限られない。例えば、一つの空間３３に対して、複数の流体供給部３６と、複数の流体排出部３７とを、それぞれ設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、一つの空間３３に対して流体供給部３６と流体排出部３７とを一つずつ設ける場合を例示したが、これに限られない。例えば、一つの空間３３に対して、複数の流体供給部３６と、複数の流体排出部３７とを、それぞれ設けるようにしてもよい。
【0046】
また、プレート本体３１に単一の空間３３を設ける場合について説明したが、プレート本体３１に互いに連通されていない複数の空間３３を設け、それぞれの空間３３に対して断熱体３４を供給及び排出するようにしてもよい。
【0047】
また、断熱部３２として、流体から成る断熱体３４を、温度調節装置１Ａの外部から供給するようにしたが、これに限られない。例えば、流体からなる断熱体３４を、単に空間３３に充填（言い換えれば、封入）するようにしてもよい。また、断熱部３２として、断熱性を有した、例えば炭素繊維等の固体状の断熱材料により、空間３３内を満たしてもよい。また、空間３３内を真空ポンプ等により真空引きした大気圧よりも低い圧力の気体を断熱部３２として用いてもよい。また例えば、空間３３を上部空間６Ａに連通させてもよい。これにより、空間３３内を上部空間６Ａと同様に真空状態にして断熱部３２を構成することができる。
【符号の説明】
【0048】
１Ａ、１Ｂ…ウェーハの温度調節装置 ２Ａ、２Ｂ…温度調節シート ３…トッププレート ５…チャンバー ６Ａ…上部空間 ６Ｂ…下部空間 ８…クーリングプレート ２１…温度調節部 ２１Ａ…内周温度調節部 ２１Ｂ、２１Ｃ…中間温度調節部 ２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ…外周温度調節部 ２２…分割領域 ２２Ｐ…第一分割領域 ２２Ｑ…第二分割領域 ２２Ｒ…第三分割領域 ２２Ｓ…第四分割領域 ２３…シート片 ２８…電熱ヒーター ２９…シート片 ３１…プレート本体 ３１ｆ…載置面 ３１ｇ…対向面 ３２…断熱部 ３３…空間 ３３Ｐ…第一空間 ３３Ｑ…第二空間 ３３Ｒ…第三空間 ３３Ｓ…第四空間 ３４…断熱体 ３６…流体供給部 ３７…流体排出部 ５０…パージプレート ５１…パージ空間 Ｄｃ…周方向 Ｄｒ…径方向 Ｄｓ…積層方向 Ｄｖ…上下方向 Ｓ…ゾーン Ｓ１…内周ゾーン Ｓ２、Ｓ３…中間ゾーン Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７…外周ゾーン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】