KR102476883B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 운용 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

기판의 온도 제어의 응답성이 우수하고, 냉각 장치의 소비 전력을 저감 가능한 기판 처리 장치를 제공한다. 일태양에 따른 기판 처리 장치는 챔버 본체, 스테이지, 냉각 장치 및 로컬 루프를 구비한다. 스테이지는 챔버 본체의 내부 공간에 마련되어 있다. 스테이지 내에는 냉매 유로가 마련되어 있다. 냉각 장치는 챔버 본체의 외측에 마련되어 있다. 냉각 장치는 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 포함하는 냉각 루프를 가진다. 로컬 루프는 냉각 장치보다 챔버 본체의 근처에 마련되어 있다. 로컬 루프는 리시버, 유속 제어기 및 증발 압력 조정 밸브를 가진다. 리시버는 냉각 장치로부터 공급되는 냉매를 저류한다. 이 기판 처리 장치에서는, 리시버에 저류된 냉매를 로컬 루프 내에서 순환시키는 것이 가능하다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 운용 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND OPERATION METHOD FOR SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 실시 형태는 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 운용 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 기판을 처리하기 위하여 기판 처리 장치가 이용된다. 기판 처리 장치는 일반적으로 챔버 본체 및 스테이지를 구비한다. 스테이지는 챔버 본체의 내부 공간 중에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다.
기판 처리 장치는, 저온 하에서 기판을 처리하는 경우에 냉각 장치를 구비한다. 냉각 장치를 구비한 기판 처리 장치의 일종으로서, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에는 직팽식(直膨式)의 냉각 장치를 구비한 플라즈마 처리 장치가 기재되어 있다. 일반적으로, 직팽식의 냉각 장치는 압축기, 응축기, 압력 조정 밸브 및 증발기를 포함하는 냉각 루프를 가진다. 기판 처리 장치에서는, 스테이지 내에 냉매 유로가 형성되어 있고, 당해 스테이지가 증발기를 구성한다. 직팽식의 냉각 장치를 구비한 플라즈마 처리 장치에서는, 압축기의 회전수가 조정됨으로써 기판의 온도가 조정된다.
일본특허공개공보 2011-119515호 일본특허공개공보 2012-28811호
직팽식의 냉각 장치는 대형 장치이므로, 증발기를 구성하는 스테이지 이외의 기기, 즉, 압축기, 응축기 및 압력 조정 밸브를 챔버 본체의 근처에 배치할 수 없다. 예를 들면, 증발기 이외의 냉각 장치의 기기는 챔버 본체가 배치되는 방의 층과는 다른 층의 방에 배치된다. 따라서, 증발기 이외의 냉각 장치의 기기와 스테이지의 냉매 유로는 긴 유로를 개재하여 접속되지 않으면 안 된다. 그러므로, 냉각 장치를 구비한 기판 처리 장치에서는 기판의 온도를 고속으로 제어할 수 없다. 즉, 기판의 온도 제어의 응답성이 낮다. 또한, 압축기의 동작을 위하여 큰 전력을 필요로 한다. 이러한 배경으로부터, 기판의 온도 제어의 응답성이 우수하고, 또한, 냉각 장치의 소비 전력을 저감시키는 것이 요구되고 있다.
일태양에 있어서는 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 챔버 본체, 스테이지, 냉각 장치 및 로컬 루프를 구비한다. 스테이지는 챔버 본체의 내부 공간 중에 마련되어 있다. 스테이지는 그 위에 배치되는 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 스테이지의 내부에는 냉매 유로가 형성되어 있다. 냉각 장치는 챔버 본체의 외부에 마련되어 있다. 냉각 장치는 압축기, 응축기, 제 1 팽창 밸브 및 증발기를 포함하는 냉각 루프를 가지고 있다. 로컬 루프는 냉각 장치보다 챔버 본체의 근처에 마련되어 있다. 로컬 루프는 리시버, 유속 제어기 및 증발 압력 조정 밸브를 가진다. 리시버는 냉매를 저류하도록 구성되어 있다. 유속 제어기는, 리시버와 냉매 유로의 사이에서 접속되어 있고, 리시버 내에 저류된 냉매의 유속을 조정하여, 당해 냉매를 냉매 유로에 공급하도록 구성되어 있다. 증발 압력 조정 밸브는 냉매 유로와 리시버의 사이에 접속되어 있다. 기판 처리 장치는 제 1 밸브, 공급 유로, 제 2 밸브, 제 2 팽창 밸브 및 배출 유로를 추가로 구비한다. 제 1 밸브는, 냉각 루프 내에 있어서, 응축기와 제 1 팽창 밸브의 사이에서 접속되어 있다. 공급 유로는, 제 1 밸브와 응축기의 사이에서 냉각 루프에 접속된 일단, 및 리시버에 접속된 타단을 가진다. 제 2 밸브는 공급 유로 상에 마련되어 있다. 제 2 팽창 밸브는, 공급 유로 상, 또한, 제 2 밸브와 리시버의 사이에 마련되어 있다. 배출 유로는, 증발 압력 조정 밸브의 출력측에서 로컬 루프에 접속된 일단, 및 제 1 팽창 밸브와 증발기의 사이에서 냉각 루프에 접속된 타단을 가진다.
일태양에 따른 기판 처리 장치에서는, 냉각 장치로부터 공급 유로를 통하여 리시버에 냉매를 공급하고, 당해 냉매를 리시버 내에 저류할 수 있다. 이 기판 처리 장치는, 리시버 내에 저류된 냉매를, 챔버 본체의 근처에 마련된 로컬 루프 내에서 순환시킬 수 있다. 따라서, 이 기판 처리 장치는 기판의 온도 제어의 높은 응답성을 가진다. 또한, 로컬 루프 내에서 냉매를 순환시키고 있는 기간 중에는, 냉각 장치의 압축기의 회전 속도를 낮은 회전 속도로 설정할 수 있다. 따라서, 이 기판 처리 장치는 냉각 장치의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능하다.
일실시 형태에 있어서, 스테이지는, 냉매 유로에의 냉매의 입구 및 냉매 유로로부터의 냉매의 출구를 가지며, 출구는 입구보다 스테이지의 외연의 근처에 마련되어 있다. 냉매 유로는, 입구로부터 출구에 접근함에 따라 스테이지의 상면에 접근하도록 경사져 있다. 이 실시 형태에 따르면, 냉매 유로 내에 있어서 발생한 기체가, 출구의 근처에 효율 좋게 모인다. 따라서, 냉매 유로로부터 효율 좋게 기체를 배출할 수 있다.
일실시 형태에서는, 출구는 냉매 유로 내에 마련되어 있고, 냉매 유로 내의 기체를 액체에 대하여 우선적으로 배출하도록, 냉매 유로를 구획 형성하는 하벽면보다 연직 방향에 있어서 높은 위치에 마련되어 있다. 이 실시 형태에 따르면, 냉매 유로 내의 기체를 냉매 유로 내의 액체보다 우선적으로 배출할 수 있다.
일실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치는 플라즈마 처리 장치이다. 스테이지는, 냉매 유로가 형성된 기대(基臺), 및 기대 상에 마련된 정전 척을 가진다. 일실시 형태에 있어서, 유속 제어기는 압축기이다. 일실시 형태에 있어서, 제 1 밸브 및 제 2 밸브는 1 개의 삼방 밸브에 의해 제공되고 있다.
다른 태양에 있어서는, 상술한 일태양 또는 실시 형태 중 어느 하나의 기판 처리 장치의 운용 방법이 제공된다. 이 운용 방법은, (ⅰ) 냉각 장치로부터 공급 유로를 통하여 리시버에 냉매를 공급하는 공정과, (ⅱ) 스테이지 상에 배치된 기판이 처리되고 있는 기판 처리 기간 중에, 로컬 루프 내에서 냉매를 순환시키는 공정과, (ⅲ) 기판 처리 기간 중에, 냉각 루프 내에서 냉매를 순환시키는 공정을 포함한다. 기판 처리 기간 중의 냉각 장치의 압축기의 회전수는, 냉매를 공급하는 공정의 실행 중의 냉각 장치의 압축기의 회전수보다 낮은 회전수로 설정된다.
상기 운용 방법에서는, 기판의 처리 중에는, 로컬 루프 내에서의 냉매의 순환에 의해 기판의 온도가 조정된다. 따라서, 높은 응답성으로 기판의 온도 제어가 행해질 수 있다. 또한, 기판의 처리 중에는, 냉각 장치의 압축기의 회전수가 낮은 회전수로 설정된다. 따라서, 냉각 장치의 소비 전력이 낮아진다.
일실시 형태에서는, 챔버 본체의 내부 공간과 챔버 본체의 외부와의 사이에서 기판이 반송되고 있는 기간 중에, 냉매를 공급하는 공정이 실행된다. 즉, 기판이 처리되고 있지 않은 기간 중에 리시버에 냉매가 공급된다. 이 실시 형태에 따르면, 기판 처리가 중단되지 않고 리시버에 냉매가 보충된다. 따라서, 기판 처리의 스루풋이 개선된다.
이상 설명한 바와 같이, 기판 처리 장치의 기판의 온도 제어의 응답성이 높아지고, 또한, 냉각 장치의 소비 전력이 저감된다.
도 1은 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 일실시 형태의 기판 처리 장치의 챔버 본체, 전원계 및 가스 공급계를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 3은 스테이지의 냉매 유로의 다른 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 4는 스테이지의 냉매 유로의 다른 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 5는 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 운용 방법에 관련된 타이밍 차트이다.
도 6의 (a)는 실험에 이용한 기판 처리 장치의 스테이지의 기대를 나타내는 평면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 나타내는 A-A선을 따라 얻은 스테이지의 단면도이다.
도 7은 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 한다.
도 1은 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 기판 처리 장치(10)는 챔버 본체(12), 스테이지(14), 냉각 장치(16) 및 로컬 루프(17)를 구비하고 있다. 기판 처리 장치(10)는, 일실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치로서 구성되어 있다. 도 2는 일실시 형태의 기판 처리 장치의 챔버 본체, 전원계 및 가스 공급계를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 일실시 형태에서는, 기판 처리 장치(10)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치로서 구성되어 있다.
챔버 본체(12)는 대략 원통 형상을 가지고 있다. 챔버 본체(12)는 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 챔버 본체(12)는 접지 전위에 접속되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면, 즉, 내부 공간(12s)을 구획 형성하는 벽면에는 내(耐)플라즈마성을 가지는 막이 형성되어 있다. 이 막은 양극 산화 처리에 의해 형성된 막, 또는, 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다. 또한, 챔버 본체(12)의 측벽에는 통로(12p)가 형성되어 있다. 기판(W)이 내부 공간(12s)에 반입될 때, 또한, 기판(W)이 내부 공간(12s)으로부터 반출될 때에, 기판(W)은 통로(12p)를 통과한다. 이 통로(12p)의 개폐를 위하여, 게이트 밸브(12g)가 챔버 본체(12)의 측벽을 따라 마련되어 있다.
내부 공간(12s) 중에서는, 지지부(13)가 챔버 본체(12)의 저부(底部)로부터 상방으로 연장되어 있다. 지지부(13)는 대략 원통 형상을 가지고 있고, 석영과 같은 절연 재료로 형성되어 있다. 스테이지(14)는 지지부(13) 상에 탑재되어 있고, 지지부(13)에 의해 지지되어 있다. 스테이지(14)는, 내부 공간(12s) 중에서 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 스테이지(14) 내에는 냉매 유로(14f)가 형성되어 있다. 일실시 형태에 있어서, 냉매 유로(14f)는, 스테이지(14)의 중심으로부터 외측을 향하여 소용돌이 형상으로 연장된다.
일실시 형태에 있어서, 스테이지(14)는 기대(20) 및 정전 척(22)을 포함하고 있다. 일실시 형태에서는, 냉매 유로(14f)는 기대(20) 내에 형성되어 있다. 기대(20)는 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 가지고 있다. 기대(20)는 하부 전극을 구성하고 있다.
정전 척(22)은 기대(20)의 상면(20t)의 위에 마련되어 있다. 기대(20)의 상면(20t)은 연직 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 대략 평탄한 면일 수 있다. 정전 척(22)은 절연체로 형성된 본체 및 당해 본체 내에 마련된 막 형상의 전극을 가지고 있다. 정전 척(22)의 전극에는 직류 전원이 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원으로부터 정전 척(22)의 전극에 전압이 인가되면, 정전 척(22) 상에 배치된 기판(W)과 정전 척(22)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의해, 기판(W)은 정전 척(22)에 당겨지고, 당해 정전 척(22)에 의해 유지된다. 또한, 기판 처리 장치(10)에는, 가스 공급 기구로부터의 전열 가스(예를 들면 He 가스)를 정전 척(22)과 기판(W)의 이면(하면)과의 사이에 공급하는 가스 공급 라인이 마련되어 있어도 된다. 또한, 정전 척(22)의 에지 및 기판(W)의 에지를 둘러싸도록, 포커스 링이 배치되어 있어도 된다. 포커스 링은 예를 들면 실리콘을 함유하는 재료로 형성된다.
일실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(10)는 상부 전극(30)을 추가로 구비하고 있다. 상부 전극(30)은 스테이지(14)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)와 함께 챔버 본체(12)의 상부 개구를 닫고 있다. 부재(32)는 절연성을 가지고 있다. 상부 전극(30)은 이 부재(32)를 개재하여 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 후술하는 바와 같이 제 1 고주파 전원(51)이 기대(20)에 전기적으로 접속되어 있는 경우에는, 상부 전극(30)은 접지 전위에 접속된다.
상부 전극(30)은 천판(天板)(34) 및 지지체(36)를 포함하고 있다. 천판(34)의 하면은 내부 공간(12s)을 구획 형성하고 있다. 천판(34)에는 복수의 가스 토출 홀(34a)이 마련되어 있다. 복수의 가스 토출 홀(34a)의 각각은 천판(34)을 판 두께 방향(연직 방향)으로 관통하고 있다. 이 천판(34)은 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 혹은, 천판(34)은 알루미늄제의 모재의 표면에 내플라즈마성의 막을 마련한 구조를 가질 수 있다. 이 막은 양극 산화 처리에 의해 형성된 막, 또는, 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다.
지지체(36)는 천판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 부품이다. 지지체(36)는 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성될 수 있다. 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는 복수의 가스 홀(36b)이 하방으로 연장되어 있다. 복수의 가스 홀(36b)은 복수의 가스 토출 홀(34a)에 각각 연통하고 있다. 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)에 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있고, 이 가스 도입구(36c)에는 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 개재하여 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(42)은 복수의 밸브를 포함하고 있고, 유량 제어기군(44)은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기군(44)의 복수의 유량 제어기의 각각은 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는 각각, 밸브군(42)의 대응의 밸브 및 유량 제어기군(44)의 대응의 유량 제어기를 개재하여 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
지지부(13)와 챔버 본체(12)의 측벽과의 사이에는 배플 플레이트(46)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(46)는, 예를 들면, 알루미늄제의 모재에 산화 이트륨 등의 세라믹을 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배플 플레이트(46)에는 다수의 관통 홀이 형성되어 있다. 배플 플레이트(46)의 하방에 있어서는, 배기관(47)이 챔버 본체(12)의 저부에 접속되어 있다. 이 배기관(47)에는 배기 장치(48)가 접속되어 있다. 배기 장치(48)는 자동 압력 제어 밸브와 같은 압력 제어기 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있고, 내부 공간(12s)을 감압할 수 있다.
일실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(10)는 제 1 고주파 전원(51)을 추가로 구비하고 있다. 제 1 고주파 전원(51)은 플라즈마 생성용의 제 1 고주파를 발생시키는 전원이다. 제 1 고주파는 27 ∼ 100 MHz의 범위 내의 주파수, 예를 들면 60 MHz의 주파수를 가진다. 제 1 고주파 전원(51)은, 정합기(53)를 개재하여 기대(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(53)는, 제 1 고주파 전원(51)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다. 또한, 제 1 고주파 전원(51)은, 정합기(53)를 개재하여 상부 전극(30)에 접속되어 있어도 된다.
일실시 형태에서는, 기판 처리 장치(10)는 제 2 고주파 전원(52)을 추가로 구비하고 있어도 된다. 제 2 고주파 전원(52)은, 기판(W)에 이온을 인입하기 위한 바이어스용의 제 2 고주파를 발생시키는 전원이다. 제 2 고주파의 주파수는 제 1 고주파의 주파수보다 낮다. 제 2 고주파의 주파수는 400 kHz ∼ 13.56 MHz의 범위 내의 주파수이며, 예를 들면 400 kHz이다. 제 2 고주파 전원(52)은, 정합기(54)를 개재하여 기대(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(54)는, 제 2 고주파 전원(52)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 가지고 있다.
일실시 형태에서는, 기판 처리 장치(10)는 제어부(MC)를 추가로 구비할 수 있다. 제어부(MC)는 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이며, 기판 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 구체적으로, 제어부(MC)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하고, 당해 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 기초하여 기판 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 이에 의해, 기판 처리 장치(10)는 레시피 데이터에 따라 지정된 프로세스를 실행하도록 되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치(16)는 냉각 루프(16p)를 가진다. 냉각 루프(16p)는 압축기(61), 응축기(62), 팽창 밸브(63)(제 1 팽창 밸브) 및 증발기(64)로 구성되어 있다. 압축기(61)는 증발기(64)로부터의 냉매를 압축하는 기기이다. 압축기(61)에 의해 압축된 냉매는 응축기(62)에 공급된다. 응축기(62)는 압축기(61)로부터 공급된 냉매를 응축시키는 기기이다. 응축기(62)에는 냉각수가 공급된다. 응축기(62)에서는, 냉각수와 압축기(61)로부터의 냉매와의 사이의 열교환에 의해, 당해 냉매가 응축된다. 응축기(62)에 있어서 응축된 냉매는, 밸브(65)(제 1 밸브)를 통하여 팽창 밸브(63)에 공급된다. 팽창 밸브(63)에서는, 응축기(62)로부터의 냉매의 압력이 감압된다. 팽창 밸브(63)에 의해 그 압력이 감압된 냉매는 증발기(64)에 공급된다. 또한, 밸브(65)는 개폐 밸브일 수 있다. 밸브(65)는 냉각 루프(16p) 내에서 냉매를 순환시키는 경우에 열린다. 반면, 밸브(65)는 냉각 루프(16p) 내에서 냉매를 순환시키지 않는 경우에 닫힌다.
로컬 루프(17)는 냉각 장치(16)보다 챔버 본체(12)의 근처에 마련되어 있다. 로컬 루프(17)는 리시버(71), 유속 제어기(72) 및 증발 압력 조정 밸브(73)를 포함하고 있다. 리시버(71)는 냉매를 저류하도록 구성된 용기이다. 유속 제어기(72)는, 리시버(71)와 냉매 유로(14f)에의 냉매의 입구와의 사이에서 접속되어 있다. 유속 제어기(72)는 리시버(71)에 저류되어 있는 냉매를 받아 당해 냉매의 유속을 제어하여, 당해 냉매를 냉매 유로(14f)에 공급하도록 구성되어 있다. 일례에서는, 유속 제어기(72)는 압축기일 수 있다. 증발 압력 조정 밸브(73)는, 냉매 유로(14f)로부터의 냉매의 출구와 리시버(71)의 사이에서 접속되어 있다.
로컬 루프(17)는, 리시버(71)에 저류되어 있는 냉매를 당해 로컬 루프(17) 내에서 순환시킴으로써, 스테이지(14)(기대(20))를 냉각하고, 당해 스테이지(14) 상에 배치된 기판(W)을 냉각하도록 되어 있다. 스테이지(14)의 온도는 유속 제어기(72)에 의해 출력되는 냉매의 유속이 증가하면 높아지고, 당해 냉매의 유속이 낮아지면 낮아진다. 유속 제어기(72)가 압축기인 경우에는, 스테이지(14)의 온도는 유속 제어기(72)의 회전수가 높아지면 높아지고, 유속 제어기(72)의 회전수가 낮아지면 낮아진다.
기판 처리 장치(10)는 공급 유로(80), 밸브(82)(제 2 밸브), 팽창 밸브(84)(제 2 팽창 밸브) 및 배출 유로(86)를 추가로 구비하고 있다. 공급 유로(80)의 일단은 응축기(62)와 밸브(65)의 사이에서 냉각 루프(16p)의 유로에 접속되어 있다. 공급 유로(80)의 타단은 리시버(71)에 접속되어 있다. 공급 유로(80)는, 예를 들면, 1 이상의 배관에 의해 제공된다. 밸브(82)는 공급 유로(80) 상에 마련되어 있다. 밸브(82)는 개폐 밸브일 수 있다. 밸브(82)는 냉각 장치(16)로부터 냉매를 리시버(71)에 공급하는 경우에 열린다. 밸브(82)는 냉각 장치(16)로부터 리시버(71)에 냉매를 공급하지 않는 경우에 닫힌다. 밸브(82)와 상술한 밸브(65)는 배타적으로 동작한다. 즉, 밸브(82)가 열려 있을 때에는 밸브(65)는 닫히고, 밸브(82)가 닫혀 있을 때에는 밸브(65)는 열린다. 밸브(82)와 밸브(65)는 독립된 이방 밸브여도 된다. 혹은, 1 개의 삼방 밸브(V3)에 의해, 밸브(82)와 밸브(65)가 구성되어 있어도 된다.
팽창 밸브(84)는 밸브(82)와 리시버(71)의 사이에 마련되어 있다. 리시버(71)에는 액량계(75)가 마련되어 있다. 액량계(75)는 리시버(71) 내의 액량을 나타내는 측정값을 취득하도록 구성되어 있다. 액량계(75)의 측정값으로부터 냉매를 리시버(71)에 보충해야 하다고 판단되는 경우에는, 제어부(MC)의 제어에 의해 밸브(82) 등이 제어되어, 냉각 장치(16)로부터 냉매가 리시버(71)에 공급된다.
배출 유로(86)는 1 이상의 배관에 의해 제공되고 있다. 배출 유로(86)의 일단은, 증발 압력 조정 밸브(73)의 출력측에서 로컬 루프(17)에 접속되어 있다. 즉, 배출 유로(86)의 일단은, 증발 압력 조정 밸브(73)와 리시버(71)의 사이에서 로컬 루프(17)의 유로에 접속되어 있다. 배출 유로(86)의 타단은, 팽창 밸브(63)와 증발기(64)의 사이에서 냉각 루프(16p)의 유로에 접속되어 있다. 증발 압력 조정 밸브(73)로부터의 기체(냉매)는 배출 유로(86)를 통하여 냉각 루프(16p)에 배출된다. 반면, 증발 압력 조정 밸브(73)로부터의 액체(냉매)는 리시버(71)에 되돌려진다.
기판 처리 장치(10)에서는, 냉각 장치(16)로부터 공급 유로(80)를 통하여 리시버(71)에 냉매를 공급하고, 당해 냉매를 리시버(71) 내에 저류할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는, 리시버(71) 내에 저류된 냉매를 챔버 본체(12)의 근처에 마련된 로컬 루프(17) 내에서 순환시킬 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치는 기판(W)의 온도 제어의 높은 응답성을 가진다. 또한, 로컬 루프(17) 내에서 냉매를 순환시키고 있는 기간 중에는, 냉각 장치(16)의 압축기(61)의 회전 속도를 낮은 회전 속도로 설정할 수 있다. 따라서, 냉각 장치(16)의 소비 전력을 저감시키는 것이 가능하다.
이하, 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)에 관한 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 스테이지의 냉매 유로의 다른 실시 형태를 나타내는 도이다. 도 3에 나타내는 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)는, 기대(20) 내에 형성되어 있고, 스테이지(14)의 중심으로부터 외연을 향하여 소용돌이 형상으로 연장되어 있다. 스테이지(14)는 입구(14i) 및 출구(14e)를 가지고 있다. 입구(14i)는 냉매 유로(14f)에의 냉매의 입구이다. 출구(14e)는 냉매 유로(14f)로부터의 냉매의 출구이다. 출구(14e)는 입구(14i)보다 스테이지(14)의 외연의 근처에 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)는, 입구(14i)로부터 출구(14e)에 접근함에 따라, 스테이지(14)의 상면 또는 기대(20)의 상면(20t)에 접근하도록 경사져 있다. 또한, 냉매 유로(14f)가 입구(14i)로부터 출구(14e)에 접근함에 따라, 당해 냉매 유로(14f)를 구획 형성하는 벽면 중 상벽면(14u)이 스테이지(14)의 상면 또는 기대(20)의 상면(20t)에 접근하도록 경사져 있으면 된다.
도 3에 나타내는 스테이지(14)에서는, 출구(14e)는 냉매 유로(14f) 내에 마련되어 있고, 냉매 유로(14f) 내의 기체를 액체에 대하여 우선적으로 배출하도록, 냉매 유로(14f)를 구획 형성하는 하벽면(14b)보다 연직 방향에 있어서 높은 위치에 마련되어 있다.
도 4에 나타내는 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)는 기대(20) 내에 형성되어 있다. 도 4에 나타내는 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)는, 소용돌이 형상을 가지고 있지 않고, 연직 방향으로 본 경우의 당해 냉매 유로(14f)의 평면 형상은 대략 원형으로 되어 있다. 냉매 유로(14f)에의 냉매의 입구(14i)는, 스테이지(14)의 중심 부근에서 냉매 유로(14f)에 접속하고 있다. 도 4에 나타내는 스테이지(14)에는, 냉매 유로(14f)로부터의 냉매의 복수의 출구(14e)를 가지고 있다. 복수의 출구(14e)는 입구(14i)보다 스테이지(14)의 외연의 근처에 마련되어 있다. 도 4에 나타내는 스테이지(14)의 냉매 유로(14f)도, 입구(14i)로부터 복수의 출구(14e)에 접근함에 따라, 스테이지(14)의 상면 또는 기대(20)의 상면(20t)에 접근하도록 경사져 있다. 또한, 냉매 유로(14f)가 입구(14i)로부터 복수의 출구(14e)에 접근함에 따라, 당해 냉매 유로(14f)를 구획 형성하는 벽면 중 상벽면(14u)이 스테이지(14)의 상면 또는 기대(20)의 상면(20t)에 접근하도록 경사져 있으면 된다.
도 4에 나타내는 스테이지(14)에서는, 복수의 출구(14e)는, 냉매 유로(14f) 내에 마련되어 있고, 냉매 유로(14f) 내의 기체를 액체에 대하여 우선적으로 배출하도록, 냉매 유로(14f)를 구획 형성하는 하벽면(14b)보다 연직 방향에 있어서 높은 위치에 마련되어 있다.
도 3 및 도 4에 나타내는 스테이지(14)에 따르면, 냉매 유로(14f) 내에 있어서 발생한 기체가, 출구(14e)의 근처에 효율 좋게 모인다. 따라서, 냉매 유로(14f)로부터 효율 좋게 기체를 배출할 수 있다. 또한, 냉매 유로(14f) 내의 기체를, 당해 냉매 유로(14f) 내의 액체보다 우선적으로 출구(14e)로부터 배출할 수 있다.
이하, 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)의 운용 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 운용 방법에 관련된 타이밍 차트이다. 도 5의 타이밍 차트에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고 있다. 도 5의 타이밍 차트에 있어서, 세로축은 압축기(61)의 회전수, 밸브(65)의 개폐, 밸브(82)의 개폐, 리시버의 액량, 유속 제어기의 유속(즉, 유속 제어기(72)로부터 출력되는 냉매의 유속), 정전 척의 온도 및 플라즈마의 상태를 나타내고 있다. 압축기(61)의 회전수에 관한 'H'는 압축기(61)의 회전수가 높은 것을 나타내고 있고, 압축기(61)의 회전수에 관한 'L'은 압축기(61)의 회전수가 낮은 것을 나타내고 있다. 리시버(71)의 액량에 관한 'H'는 리시버(71)의 액량이 많은 것을 나타내고 있고, 리시버의 액량에 관한 'L'은 리시버(71)의 액량이 적은 것을 나타내고 있다. 유속 제어기의 유속에 관한 'H'는 유속 제어기(72)로부터 출력되는 냉매의 유속이 높은 것을 나타내고 있고, 유속 제어기의 유속에 관한 'L'은 유속 제어기(72)로부터 출력되는 냉매의 유속이 낮은 것을 나타내고 있다. 정전 척의 온도에 관한 'H'는 정전 척(22)의 온도가 높은 것을 나타내고 있고, 정전 척의 온도에 관한 'L'은 정전 척(22)의 온도가 낮은 것을 나타내고 있다. 또한, 플라즈마의 상태에 관한 'ON'은 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s)에서 플라즈마가 생성되고 있는 것을 나타내고 있고, 플라즈마의 상태에 관한 'OFF'는 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s)에서 플라즈마가 생성되고 있지 않은 것을 나타내고 있다. 또한, 플라즈마의 상태가 ON인 기간 중에는, 기판(W)이 정전 척(22) 상에 배치되어 있는 상태에서 플라즈마가 생성되고 있고, 당해 플라즈마에 의해 기판이 처리되고 있다. 또한, 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)의 운용 방법에서는, 팽창 밸브(63)의 개도(開度), 팽창 밸브(84)의 개도 및 증발 압력 조정 밸브(73)의 개도의 각각은 고정될 수 있다. 또한, 이 운용 방법은, 제어부(MC)에 의한 기판 처리 장치(10)의 각 부의 제어에 의해 실행될 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 운용 방법에서는, 기간(P1) 중에 기판 처리 장치(10)는 아이들 동작 상태에 있다. 기간(P1)에서는, 냉각 장치(16)의 밸브(65)는 열려 있고, 압축기(61)의 회전수는 낮은 회전수로 설정된다. 기간(P1)에서는 밸브(82)는 닫혀 있다. 기간(P1)의 아이들 동작 상태에서는, 냉각 장치(16)의 냉각 루프(16p) 내에서 냉매가 순환된다. 또한, 기간(P1)의 아이들 동작 상태에서는, 압축기(61)의 회전수가 낮은 회전수로 설정된다. 따라서, 냉각 장치(16)의 소비 전력이 저감된다.
이어지는 기간(P2)에서는, 리시버(71) 내에 냉매가 저류된다. 기간(P2)에서는, 밸브(65)가 닫히고 밸브(82)가 열린다. 또한, 기간(P2)에서는 압축기(61)의 회전수가 높은 회전수로 설정된다. 기간(P2)에서는, 냉각 장치(16)로부터 공급 유로(80)를 통하여 냉매가 리시버(71)에 공급된다. 리시버(71)에 공급된 냉매는 리시버(71) 내에서 저류된다.
이어지는 기간(P3)에서는, 기판 처리 장치(10)는 아이들 동작 상태에 있다. 단, 기간(P3)에서는, 후속의 기간(P4)에 있어서 처리되는 기판이, 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s)에 반송되어, 정전 척(22) 상에 배치된다. 기간(P3)에서는, 냉각 장치(16)의 밸브(65)는 열려 있고, 압축기(61)의 회전수는 낮은 회전수로 설정된다. 기간(P3)의 아이들 동작 상태에서는, 냉각 장치(16)의 냉각 루프(16p) 내에서 냉매가 순환된다. 또한, 기간(P3)의 아이들 동작 상태에서는, 압축기(61)의 회전수가 낮은 회전수로 설정된다. 따라서, 냉각 장치(16)의 소비 전력이 저감된다.
이어지는 기간(P4)은 기판 처리 기간이다. 기간(P4)에서는, 내부 공간(12s) 중에서 기판(W)이 기판 처리 장치(10)에 의해 처리된다. 기간(P4)에서는, 압축기(61)의 회전수는 낮은 회전수로 설정되고, 밸브(65)는 열리고, 밸브(82)는 닫힌다. 기간(P4)에서는, 로컬 루프(17) 내에서 냉매가 순환된다(공정(ST1)). 또한, 기간(P4)에서는, 냉각 루프(16p) 내에서도 냉매가 순환된다(공정(ST2)). 기간(P4)에서는, 유속 제어기(72)에 의해 냉매 유로(14f)에 공급되는 냉매의 속도가 제어된다. 냉매의 속도는, 정전 척(22)의 온도, 나아가서는 기판(W)의 온도가 설정 온도에 일치하거나 또는 접근하도록 조정된다. 예를 들면, 냉매의 속도는, 온도 센서에 의해 측정된 정전 척(22)의 온도 또는 기판(W)의 온도와 설정 온도의 사이의 차를 감소시키도록 조정된다. 기간(P4)에서는, 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s) 중에서 플라즈마가 생성된다. 일실시 형태의 기판 처리 장치(10)에서는, 내부 공간(12s)에 처리 가스가 공급되고, 내부 공간(12s)이 설정 압력으로 감압되고, 제 1 고주파가 공급됨으로써 당해 처리 가스가 여기(勵起)된다. 또한, 필요에 따라 제 2 고주파가 기대(20)에 공급되어도 된다. 기간(P4)에서는, 내부 공간(12s) 중에서 생성된 플라즈마 중의 이온 또는 라디칼에 의해, 기판(W)이 처리된다. 기간(P4)에서는, 냉매 유로(14f)에 있어서 증발한 냉매(기체)가, 배출 유로(86)를 통하여 냉각 루프(16p)에 되돌려진다. 따라서, 기간(P4)에서는 리시버(71) 내의 냉매의 양이 점차 감소한다.
이어지는 기간(P5)에서는, 리시버(71)에 냉매가 공급된다(공정(ST3)). 즉, 기간(P5)에서는 리시버(71)에 냉매가 보충된다. 기간(P5)에서는, 밸브(65)가 닫히고 밸브(82)가 열린다. 또한, 기간(P5)에서는, 압축기(61)의 회전수가 높은 회전수로 설정된다. 기간(P5)에서는, 냉각 장치(16)로부터 공급 유로(80)를 통하여 냉매가 리시버(71)에 공급된다. 따라서, 기간(P5)에서는 리시버(71) 내의 냉매의 양이 증가한다.
기간(P6)에 있어서 다른 기판(W)을 처리하기 위하여, 기간(P5)에서는, 기간(P4)에 있어서 처리된 기판(W)이 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s)으로부터 반출된다. 그리고, 기간(P5)에서는, 다른 기판(W)이 챔버 본체(12)의 내부 공간(12s)에 반입되어, 정전 척(22) 상에 배치된다. 즉, 기간(P5)은, 내부 공간(12s)과 챔버 본체(12)의 외부와의 사이에서 기판이 반송되는 기간이다. 운용 방법에서는, 이 기간(P5) 중에 냉매가 리시버(71)에 공급된다. 그리고, 운용 방법에서는, 기간(P6)에 있어서 당해 다른 기판에 대한 처리가 행해진다.
상술한 운용 방법에서는, 기판(W)이 처리되고 있는 기간(예를 들면, 기간(P4)) 중에, 로컬 루프(17) 내에서의 냉매의 순환에 의해 기판(W)의 온도가 조정된다. 따라서, 높은 응답성으로 기판(W)의 온도 제어가 행해질 수 있다. 또한, 기판(W)이 처리되고 있는 기간(예를 들면, 기간(P4)) 중에는, 압축기(61)의 회전수가, 냉각 장치(16)로부터 리시버(71)에 냉매가 공급되는 기간(예를 들면, 기간(P5)) 중의 압축기(61)의 회전수보다 낮은 회전수로 설정된다. 따라서, 냉각 장치(16)의 소비 전력이 낮아진다.
또한, 상술한 운용 방법에서는, 기판이 반송되는 기간(예를 들면, 기간(P5)) 중에 냉각 장치(16)로부터 리시버(71)에 냉매가 공급된다. 즉, 기판이 처리되고 있지 않은 기간 중에 리시버(71)에 냉매가 공급된다. 따라서, 기판 처리가 중단되지 않고 리시버(71)에 냉매가 보충된다. 그러므로, 기판 처리의 스루풋이 개선된다. 또한, 기판 처리 중이어도 액량계(75)의 측정값이 임계치 이하가 된 경우에는, 냉각 장치(16)로부터 리시버(71)에 냉매가 공급되어도 된다.
이상, 다양한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고 다양한 변형 태양을 구성 가능하다. 예를 들면, 상술한 기판 처리 장치(10)는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이지만, 변형 태양에 따른 기판 처리 장치는 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치, 마이크로파와 같은 표면파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 처리 장치와 같은 임의의 플라즈마 처리 장치여도 된다. 또한, 변형 태양에 있어서는, 기판 처리 장치는 임의의 기판 처리를 실행하는 기판 처리 장치여도 된다.
이하, 기판 처리 장치(10)의 평가를 위하여 행한 실험에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)는 실험에 이용한 기판 처리 장치의 스테이지의 기대를 나타내는 평면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 나타내는 A-A선을 따라 얻은 스테이지의 단면도이다. 실험에서는, 스테이지(14) 대신에 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타내는 스테이지(14E)를 가지는 점에 있어서만 기판 처리 장치(10)와 상이한 기판 처리 장치를 이용하였다.
스테이지(14E)는 기대(20E) 및 정전 척(22E)을 가지고 있다. 기대(20E) 및 정전 척(22E)은, 연직 방향(Z방향)으로 본 경우에 직사각형의 평면 형상을 가진다. 기대(20E)는, Z방향으로 본 경우에 직사각형의 평면 형상을 가지는 냉매 유로(14f)를 가진다. 냉매 유로(14f) 내에는, 복수의 지주(14c)가 X방향 및 Y방향을 따라 등간격으로 배열되어 있다. 또한, X방향 및 Y방향은 서로 직교하는 방향이고, Z방향에 직교하는 방향이다. 스테이지(14E)에서는, 냉매 유로(14f)의 X방향에 있어서의 일방측에 4 개의 입구(14i)가 마련되어 있고, 타방측에 4 개의 출구(14e)가 마련되어 있다. 출구(14e)는, 냉매 유로(14f)의 하벽면(14b)보다 Z방향에 있어서 높은 위치에 마련되어 있다.
실험에서는 하기의 제 1 ∼ 제 6 조건의 각각의 하에서, 기대(20E)의 상면(20t) 내의 6 개의 측정점(M1 ∼ M6)의 온도를 측정하였다. 또한, 제 1 ∼ 제 6 조건에 있어서의 θ는 냉매 유로(14f)가 수평 방향에 대하여 이루는 각도이며, 냉매 유로(14f)의 기울기를 나타낸다. 플러스의 값을 가지는 θ는, 냉매 유로(14f)가 X방향을 따라 입구(14i)로부터 출구(14e)에 접근함에 따라 기대(20E)의 상면(20t)에 접근하도록 경사져 있던 것을 나타낸다. 또한, 제 1 ∼ 제 6 조건에 있어서의 입열(入熱)은 플라즈마로부터 스테이지(14)로의 입열을 나타내며, 그 단위는 와트이다.
<제 1 조건>
θ : 0(°)
입열 : 1050(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 0(rpm)
<제 2 조건>
θ : 5(°)
입열 : 1050(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 0(rpm)
<제 3 조건>
θ : 0(°)
입열 : 1050(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 1000(rpm)
<제 4 조건>
θ : 0(°)
입열 : 1050(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 2000(rpm)
<제 5 조건>
θ : 0(°)
입열 : 1050(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 4000(rpm)
<제 6 조건>
θ : 0(°)
입열 : 0(W)
유속 제어기(72)(압축기)의 회전수 : 0(rpm)
도 7에 실험의 결과를 나타낸다. 도 7의 그래프에 있어서, 가로축은 측정점(M1 ∼ M6)을 나타내고 있다. 도 7의 그래프에 있어서, 세로축은 측정점에서의 기대(20E)의 온도를 나타내고 있다. 제 6 조건에서는, 스테이지(14)에 입열이 없으므로, 냉매 유로(14f)에 경사가 없고 또한 유속 제어기(72)의 회전수가 0(rpm)이어도, 도 7에 나타내는 바와 같이, 측정점(M1 ∼ M6)의 모든 온도가 낮고, 대략 동등하게 되어 있었다.
제 1 조건에서는, 스테이지(14)에 입열이 있고, 냉매 유로(14f)에 경사가 없고, 또한, 유속 제어기(72)의 회전수가 0(rpm)이었으므로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 측정점(M1 ∼ M6)의 모든 온도가 비교적 높아져 있었다. 제 2 조건에서는, 스테이지(14)에 입열이 있고, 유속 제어기(72)의 회전수가 0(rpm)이었지만, 냉매 유로(14f)가 경사져 있었기 때문에, 제 1 조건에서의 측정점(M1 ∼ M6)의 온도에 비하여 측정점(M1 ∼ M6)의 모든 온도가 낮아져 있었다. 단, 제 2 조건에서는 측정점(M6)의 온도가 상대적으로 높아져 있었다. 이것은, 측정점(M6)의 근방, 즉, 출구(14e)의 근방에서는 냉매 유로(14f)에 기포가 체류하고 있던 것에 원인이 있는 것으로 추측된다.
제 3 ∼ 제 5 조건의 각각에서는, 스테이지(14)에 입열이 있고, 냉매 유로(14f)에 경사가 없지만, 유속 제어기(72)를 작동시켰으므로, 측정점(M1 ∼ M6)의 모든 온도가 비교적 낮고, 또한, 대략 동등하게 되어 있었다. 또한, 유속 제어기(72)의 회전수가 높을수록 측정점(M1 ∼ M6)의 온도가 높아져 있었다.
실험의 결과로부터, 냉매 유로(14f)가 입구(14i)로부터 출구(14e)에 접근함에 따라 스테이지(14)의 상면(기대의 상면)에 접근하도록 형성된 스테이지(14)를 이용하고, 유속 제어기(72)를 작동시킴으로써, 출구(14e)의 근방의 냉매 유로(14f) 내에서의 기포의 체류를 억제할 수 있어, 스테이지(14)의 전면(全面)(기대의 상면의 전면)의 온도를 균일하게 또한 낮은 온도로 설정하는 것이 가능한 것이라고 생각할 수 있다.
10 : 기판 처리 장치
12 : 챔버 본체
12s : 내부 공간
14 : 스테이지
20 : 기대
20t : 상면
22 : 정전 척
14f : 냉매 유로
14i : 입구
14e : 출구
14b : 하벽면
14u : 상벽면
16 : 냉각 장치
16p : 냉각 루프
17 : 로컬 루프
61 : 압축기
62 : 응축기
63 : 팽창 밸브
64 : 증발기
65 : 밸브
71 : 리시버
72 : 유속 제어기
73 : 증발 압력 조정 밸브
80 : 공급 유로
82 : 밸브
84 : 팽창 밸브
86 : 배출 유로

Claims (8)

  1. 챔버 본체와,
    상기 챔버 본체의 내부 공간 중에 마련된 스테이지이며, 그 위에 배치되는 기판을 지지하도록 구성되어 있고, 그 내부에 냉매 유로가 형성된, 상기 스테이지와,
    압축기, 응축기, 제 1 팽창 밸브 및 증발기를 포함하는 냉각 루프를 가지고, 상기 챔버 본체의 외부에 마련된 냉각 장치와,
    상기 냉각 장치보다 상기 챔버 본체의 근처에 마련된 로컬 루프이며, 냉매를 저류하도록 구성된 리시버, 상기 리시버와 상기 냉매 유로의 사이에서 접속되어 있고 상기 리시버 내에 저류된 상기 냉매의 유속을 조정하여 상기 냉매를 상기 냉매 유로에 공급하도록 구성된 유속 제어기, 및 상기 냉매 유로와 상기 리시버의 사이에 접속된 증발 압력 조정 밸브를 가지는, 상기 로컬 루프와,
    상기 냉각 루프 내에 있어서 상기 응축기와 상기 제 1 팽창 밸브의 사이에서 접속된 제 1 밸브와,
    상기 제 1 밸브와 상기 응축기의 사이에서 상기 냉각 루프에 접속된 일단 및 상기 리시버에 접속된 타단을 가지는 공급 유로와,
    상기 공급 유로 상에 마련된 제 2 밸브와,
    상기 공급 유로 상 또한 상기 제 2 밸브와 상기 리시버의 사이에 마련된 제 2 팽창 밸브와,
    상기 증발 압력 조정 밸브의 출력측에서 상기 로컬 루프에 접속된 일단 및 상기 제 1 팽창 밸브와 상기 증발기의 사이에서 상기 냉각 루프에 접속된 타단을 가지는 배출 유로
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 냉매 유로에의 냉매의 입구 및 상기 냉매 유로로부터의 냉매의 출구를 가지고, 상기 출구는 상기 입구보다 상기 스테이지의 외연의 근처에 마련되어 있으며,
    상기 냉매 유로는 상기 입구로부터 상기 출구에 접근함에 따라 상기 스테이지의 상면에 접근하도록 경사져 있는,
    기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출구는 상기 냉매 유로 내에 마련되어 있고, 상기 냉매 유로 내의 기체를 액체에 대하여 우선적으로 배출하도록 상기 냉매 유로를 구획 형성하는 하벽면보다 연직 방향에 있어서 높은 위치에 마련되어 있는,
    기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 플라즈마 처리 장치이고,
    상기 스테이지는 상기 냉매 유로가 형성된 기대 및 상기 기대 상에 마련된 정전 척을 가지는,
    기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유속 제어기는 압축기인, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브는 1 개의 삼방 밸브에 의해 제공되고 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치의 운용 방법으로서,
    상기 냉각 장치로부터 상기 공급 유로를 통하여 상기 리시버에 냉매를 공급하는 공정과,
    상기 스테이지 상에 배치된 기판이 처리되고 있는 기판 처리 기간 중에 상기 로컬 루프 내에서 냉매를 순환시키는 공정과,
    상기 기판 처리 기간 중에 상기 냉각 루프 내에서 냉매를 순환시키는 공정
    을 포함하고,
    상기 기판 처리 기간 중의 상기 냉각 장치의 상기 압축기의 회전수가 냉매를 공급하는 상기 공정의 실행 중의 상기 냉각 장치의 상기 압축기의 회전수보다 낮은 회전수로 설정되는,
    기판 처리 장치의 운용 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 챔버 본체의 상기 내부 공간과 상기 챔버 본체의 외부와의 사이에서 기판이 반송되고 있는 기간 중에 냉매를 공급하는 상기 공정이 실행되는, 기판 처리 장치의 운용 방법.
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