KR20210055058A - 온도 조절 방법 - Google Patents

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KR20210055058A
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KR1020217009635A
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신 야마구치
아키요시 미츠모리
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 방법은, 피처리체를 배치하는 배치대의 온도를 조절하는 제 1 공정을 구비하고, 배치대는 복수의 영역으로 구분되어 복수의 온도 검출기를 구비하고, 복수의 영역은 배치대의 배치면을 따라 설정되고, 복수의 온도 검출기의 각각은 복수의 영역의 각각에 배치되고, 배치대는 냉매에 의한 열 교환을 행하는 복수의 열 교환실을 구비하고, 복수의 열 교환실의 각각은 복수의 영역의 각각에 배치되고, 배치대의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 냉매의 압력을 조절하는 제 2 공정과, 제 2 공정 후에, 복수의 온도 검출기의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 열 교환실의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 개별로 조절하는 제 3 공정을 구비한다.

Description

온도 조절 방법
본 개시의 예시적 실시 형태는 온도 조절 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치 등에 의해, 성막 및 에칭 등의 가공을, 반도체 제조 장치를 이용하여 행하는 경우에, 가공 시에 피처리체의 온도를 조절한다. 예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에는, 열 제어 방법 및 그 시스템에 대한 기술이 개시되어 있다.
특허공표공보 2008-501927호 특허공표공보 2011-501092호
본 개시는, 피처리체를 배치하는 배치대의 온도의 불균일을 저감하는 기술을 제공한다.
하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 온도 조절 방법이 제공된다. 온도 조절 방법은, 피처리체를 배치하는 배치대의 온도를 조절하는 제 1 공정을 구비한다. 배치대는, 복수의 영역으로 구분되어, 복수의 온도 검출기를 구비한다. 복수의 영역은, 배치대의 배치면을 따라 설정된다. 복수의 온도 검출기의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치된다. 배치대는, 칠러 장치를 거쳐 순환하는 냉매에 의한 열 교환을 행하는 복수의 열 교환실을 구비한다. 복수의 열 교환실의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치된다. 제 1 공정은, 제 2 공정과 제 3 공정을 구비한다. 제 2 공정은, 배치대의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 상기 냉매의 압력을 조절한다. 제 3 공정은, 제 2 공정 후에, 복수의 온도 검출기의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 열 교환실의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 개별로 조절한다.
하나의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템에 의하면, 피처리체를 배치하는 배치대의 온도의 불균일을 저감할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템이 이용되는 플라즈마 처리 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 냉동 사이클의 일례가 나타나 있는 Ph선도(몰리에르 선도)를 나타내는 도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 냉동 사이클을, 도 4와 함께 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 다른 구성을 나타내는 도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 X1­X1선을 따른 하부 전극의 단면의 하나의 태양을 예시하는 도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 X1­X1선을 따른 하부 전극의 단면의 다른 태양을 예시하는 도이다.
도 9는 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 다른 구성(다른 예시적 실시예 1)을 나타내는 도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 X2­X2선을 따른 하부 전극의 단면의 하나의 태양을 예시하는 도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템의 다른 구성(다른 예시적 실시예 2)을 나타내는 도이다.
도 13은 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 온도 조절 시스템이 구비하는 증발실의 주요한 구성을 나타내는 도이다.
(본 개시의 예시적 실시 형태의 설명)
먼저 본 개시의 각종 예시적 실시 형태를 열기하여 설명한다. 하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 온도 조절 방법이 제공된다. 온도 조절 방법은, 피처리체를 배치하는 배치대의 온도를 조절하는 제 1 공정을 구비한다. 배치대는, 복수의 영역으로 구분되어, 복수의 온도 검출기를 구비한다. 복수의 영역은, 배치대의 배치면을 따라 설정된다. 복수의 온도 검출기의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치된다. 배치대는, 칠러 장치를 거쳐 순환하는 냉매에 의한 열 교환을 행하는 복수의 열 교환실을 구비한다. 복수의 열 교환실의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치된다. 제 1 공정은, 제 2 공정과 제 3 공정을 구비한다. 제 2 공정은, 배치대의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 상기 냉매의 압력을 조절한다. 제 3 공정은, 제 2 공정 후에, 복수의 온도 검출기의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 열 교환실의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 개별로 조절한다. 이와 같이, 먼저 배치대의 온도가 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 압력이 배치대의 전체에 걸쳐 조절되고, 이 후에, 배치대의 모든 영역이 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 유량이 영역마다 조절된다. 따라서, 배치대의 온도의 불균일이 효율적으로 저감될 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제 1 공정은, 제 3 공정 후에, 배치대의 온도가 제 1 온도 범위와 상이한 제 2 온도 범위에 이르도록 냉매의 압력을 조절하는 제 4 공정을 더 구비한다. 이와 같이, 제 3 공정에 의해 배치대의 모든 영역이 제 1 온도 범위가 되도록 영역마다 조절된 후에, 냉매의 압력이 조절됨으로써 배치대의 온도가 제 2 온도 범위로 되는 것은, 비교적 용이하게 이루어질 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제 4 공정은, 냉매의 압력을 조절하고, 또한 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행한다. 복수의 히터의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치되고, 복수의 열 교환실의 각각과 배치면과의 사이에 배치된다. 이와 같이, 제 4 공정에 있어서 예를 들면 배치대의 온도가 승온될 경우에는, 냉매의 건조도와 히터의 발열량 중 적어도 일방이 냉매의 압력과 함께 조절됨으로써, 배치대의 승온이 보다 신속하게 행해질 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제 2 공정은, 냉매의 압력을 조절하고, 또한 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행한다. 복수의 히터의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치되고, 복수의 열 교환실의 각각과 배치면과의 사이에 배치된다. 이와 같이, 제 2 공정에 있어서 예를 들면 배치대의 온도가 승온될 경우에는, 냉매의 건조도와 히터의 발열량 중 적어도 일방이 냉매의 압력과 함께 조절됨으로써, 배치대의 승온이 보다 신속하게 행해질 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제 3 공정은, 냉매의 유량을 조절하고, 또한 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 복수의 히터의 발열량을 당해 히터마다 더 조절한다. 복수의 히터의 각각은, 복수의 영역의 각각에 배치되고, 복수의 열 교환실의 각각과 배치면과의 사이에 배치된다. 이와 같이, 제 3 공정에 있어서 예를 들면 배치대의 온도가 승온될 경우에는, 영역마다의 히터의 발열량의 조절이, 영역마다의 냉매의 유량의 조절과 함께 행해짐으로써, 배치대의 영역마다의 승온이 보다 정확하고 신속하게 행해질 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 복수의 영역의 각각에 대한 냉각은, 복수의 열 교환실의 각각에 대하여 냉매를 서로 독립적으로 순환시킴으로써 행한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 배치대는, 플라즈마 처리 장치의 처리 용기 내에 마련되어 있다.
(본 개시의 예시적 실시 형태의 상세)
이하, 도면을 참조하여 각종 예시적 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
도면을 참조하여, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템 및 온도 조절 방법에 대하여 설명한다. 본 개시의 하나의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 방법(MT)이 도 1 및 도 2에 나타나 있다. 온도 조절 방법(MT)은, 도 2 및 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)과, 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)에 이용될 수 있다. 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)은, 도 2에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)에 이용될 수 있다.
먼저, 도 2 및 도 3의 각각에 나타내는 구성을 설명한다. 도 2에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)은 배치대(PD), 공급 라인(SL), 배출 라인(DLd), 기체 라인(AL1), 기체 라인(AL2)을 구비한다. 온도 조절 시스템(CS)은 열 교환부(HE), 칠러 장치(ChA), 가열 장치(AH), 온도 검출 장치(TDA), 제어 장치(Cnt)를 구비한다.
배치대(PD)는, 배치면(FA)을 구비하고, 웨이퍼(W)가 배치된다. 웨이퍼(W)는 배치면(FA)에 배치된다. 배치대(PD)는 열 교환부(HE), 가열 장치(AH), 온도 검출 장치(TDA)를 구비한다.
열 교환부(HE)는, 복수의 열 교환실(HR)을 구비한다. 복수의 열 교환실(HR)의 각각은, 배치대(PD)에 설정된 복수의 영역(ER)의 각각에 배치되어 있다. 열 교환실(HR)은 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 분실(VP­k) 및 분실(RT­k)을 포함하는 구성(k는 1 이상 n 이하의 정수)에 대응한다.
배치대(PD)는, 복수의 영역(ER)으로 구분되어 있다. 복수의 영역(ER)은, 배치대(PD)의 배치면(FA)을 따라 설정되어 있다. 복수의 열 교환실(HR)의 각각은, 복수의 영역(ER)의 각각에 배치되어 있다.
가열 장치(AH)는, 복수의 히터(HT)를 구비한다. 복수의 히터(HT)의 각각은, 복수의 영역(ER)의 각각에 배치되어 있다. 복수의 히터(HT)의 각각은, 복수의 열 교환실(HR)의 각각과 배치면(FA)과의 사이에 배치되어 있다. 히터(HT)는, 당해 히터(HT)가 배치된 영역(ER) 내에 있어서 배치면(FA)을 따라 연장되어 있다. 히터(HT)는 배치면(FA)의 위에서 봤을 때, 당해 히터(HT)가 배치된 영역(ER)을 덮는다.
온도 검출 장치(TDA)는, 복수의 온도 검출기(TC)를 구비한다. 복수의 온도 검출기(TC)의 각각은, 복수의 영역(ER)의 각각에 배치되어 있다. 복수의 온도 검출기(TC)의 각각은, 복수의 열 교환실(HR)의 각각과 배치면(FA)과의 사이에 배치되어 있다. 예를 들면, 복수의 온도 검출기(TC)의 각각은, 복수의 열 교환실(HR)의 각각과, 복수의 히터(HT)의 각각과의 사이에 배치될 수 있다.
칠러 장치(ChA)는 응축 장치(CD), 압축기(CM)를 구비한다. 칠러 장치(ChA)는, 복수의 열 교환실(HR)과의 사이에서 냉매를 순환시킨다. 응축 장치(CD)는 응축기(CDa), 팽창 밸브(EV1), 분류 밸브(EV2)를 구비한다.
칠러 장치(ChA)는, 도 6, 도 10의 각각에 나타내는 칠러 유닛(CH)을 구비할 수 있다. 칠러 장치(ChA)는, 도 12에 나타내는 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각을 구비할 수 있다. 칠러 장치(ChA)는, 또한 도 6, 도 10의 각각에 나타내는 유량 조정 밸브(FCV)와, 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n) 및 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)를 구비할 수 있다.
온도 조절 시스템(CS)은, 예를 들면 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)에 이용될 수 있다. 응축 장치(CD) 및 압축기(CM)는, 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)의 칠러 유닛에 포함될 수 있다.
도 2 및 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)은, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 온도 조절 시스템에 대응한다. 도 2 및 도 6에 나타내는 응축 장치(CD)는, 도 10에 나타내는 응축 장치(CD), 및 도 12에 나타내는 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각에 대응한다.
도 2에 나타내는 압축기(CM)는, 도 6에 나타내는 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각, 도 10에 나타내는 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n), 압축기(CMu)의 각각, 도 12에 나타내는 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각에 대응한다.
배출 라인(DLd)은, 열 교환부(HE)의 출력단(Out1)과 압축기(CM)의 입력단(In2)과의 사이에 마련되어 있다. 배출 라인(DLd)은 열 교환부(HE)로부터 배출된 냉매를 압축기(CM)로 보낸다.
공급 라인(SL)은, 열 교환부(HE)의 입력단(In1)과 응축기(CDa)의 출력단(Out3)과의 사이에 마련되어 있다. 팽창 밸브(EV1)는 공급 라인(SL)에 마련되어 있다. 공급 라인(SL)은 팽창 밸브(EV1)를 거쳐, 응축기(CDa)에 의해 응축된 냉매를 열 교환부(HE)로 보낸다. 팽창 밸브(EV1)로부터 출력되는 냉매는 액체 상태이며, 팽창 밸브(EV1)로부터 출력되는 냉매의 건조도는 대략 0[%]이다.
기체 라인(AL1)은, 압축기(CM)의 출력단(Out2)과 응축기(CDa)의 입력단(In3)과의 사이에 마련되어 있다. 기체 라인(AL2)은, 압축기(CM)의 출력단(Out2)과 팽창 밸브(EV1)의 출력단(Out4)과의 사이에 마련되어 있다. 환언하면, 기체 라인(AL2)은, 공급 라인(SL) 중 팽창 밸브(EV1)와 열 교환부(HE)와의 사이의 영역과, 기체 라인(AL1)과의 사이에 마련되어 있다. 분류 밸브(EV2)는 기체 라인(AL2)에 마련되어 있다.
기체 라인(AL2)은, 압축기(CM)로부터 기체 라인(AL1)으로 보내지는 압축 후의 냉매를 분류한다. 분류 밸브(EV2)는, 압축기(CM)로부터 기체 라인(AL2)을 거쳐 열 교환부(HE)로 직접 공급하는 냉매의 유량을 조절한다. 분류 밸브(EV2)로부터 출력되는 냉매는 기체 상태이며, 분류 밸브(EV2)로부터 출력되는 냉매의 건조도는 대략 100[%]이다.
팽창 밸브(EV1)의 입력단(In4)은, 공급 라인(SL)을 개재하여, 응축기(CDa)의 출력단(Out3)에 접속되어 있다. 팽창 밸브(EV1)의 출력단(Out4)은, 공급 라인(SL)을 개재하여, 열 교환부(HE)의 입력단(In1)에 접속되어 있다. 분류 밸브(EV2)의 입력단(In5)은, 기체 라인(AL2)을 개재하여, 기체 라인(AL1)에 접속되어 있다. 분류 밸브(EV2)의 출력단(Out5)은, 기체 라인(AL2)을 개재하여, 공급 라인(SL) 중 팽창 밸브(EV1)와 열 교환부(HE)와의 사이의 영역에 접속되어 있다.
온도 조절 시스템(CS)은, 배치대(PD)의 온도를 조절한다. 배치대(PD)의 온도는, 예를 들면 배치대(PD)의 표면(웨이퍼(W)가 배치되는 배치면)의 온도일 수 있다. 배치대(PD)는, 플라즈마 처리 장치(10)의 처리 용기(12) 내에 마련되어 있다. 배치대(PD)는, 웨이퍼(W)(피처리체)가 배치된다. 열 교환부(HE)는 배치대(PD) 내에 마련되어, 냉매에 의한 열 교환을 행한다.
압축기(CM)는, 열 교환부(HE)로부터 배출된 냉매를 압축한다. 응축기(CDa)는, 압축기(CM)에 의해 압축된 냉매를 응축한다.
온도 검출 장치(TDA)는, 배치대(PD)의 온도를 검출하여, 검출 결과를 제어 장치(Cnt)로 송신한다. 온도 검출 장치(TDA)가 구비하는 온도 검출기(TC)는, 서미스터(thermistor) 등이며, 배치대(PD) 내에 마련되어 있다.
제어 장치(Cnt)는 CPU, ROM, RAM 등을 구비한다. 제어 장치(Cnt)는, ROM, RAM 등의 기록 장치에 기록된 컴퓨터 프로그램을 CPU에 의해 실행시킨다. 이 컴퓨터 프로그램은, 플라즈마 처리 장치(10)의 동작을 통괄적으로 제어하는 기능을, 당해 CPU에 실행시키기 위한 프로그램을 포함한다. 이 컴퓨터 프로그램은, 특히 온도 조절 시스템(CS)을 이용하여 배치대(PD)의 온도를 조절하는 온도 조절 처리를 제어 장치(Cnt)의 CPU에 실행시키기 위한 프로그램을 포함한다.
제어 장치(Cnt)는, 온도 검출 장치(TDA)에 의해 검출된 배치대(PD)의 온도에 기초하여, 배치대(PD)에 대한 입열과, 팽창 밸브(EV1) 및 분류 밸브(EV2)의 각각의 개방도를 조절한다. 보다 구체적으로, 제어 장치(Cnt)가 팽창 밸브(EV1)를 개방으로 하고 분류 밸브(EV2)를 폐쇄로 하면서 배치대(PD)가 제 1 온도가 되도록 팽창 밸브(EV1)의 개방도를 조절하고 있는 상황에 있어서, 배치대(PD)의 온도를 승온시키는 경우가 상정될 수 있다. 이러한 경우에, 제어 장치(Cnt)는 배치대(PD)에 입열하고, 또한 분류 밸브(EV2)를 더 개방으로 하면서 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에 이르도록 분류 밸브(EV2)의 개방도를 조절한다. 배치대(PD)에 대한 입열은, 플라즈마에 의해 행해질 수 있다. 또한, 배치대(PD)에 대한 입열은, 또한 히터(HT)에 의해서도 행해질 수 있다.
제어 장치(Cnt)는, 배치대(PD)의 온도가 제 2 온도에 이르면, 배치대(PD)에 대한 입열을 종료하고, 또한 분류 밸브(EV2)를 폐쇄로 한다. 제어 장치(Cnt)는 분류 밸브(EV2)의 개방도의 조절에 의해, 배치대(PD)의 온도가 제 2 온도에 이를 때까지의 시간을 조절한다.
도 2 및 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)은, 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)에 적용될 수 있다. 도 2 및 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)의 응축 장치(CD)는, 도 5, 도 10의 각각에 나타내는 응축 장치(CD), 및 도 12에 나타내는 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)에 적용될 수 있다.
이하에서는, 도 2에 나타내는 응축 장치(CD)가 적용 가능한 온도 조절 시스템(CS)이 설명된다. 온도 조절 시스템(CS)은, 도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 이용될 수 있다. 먼저, 도 3을 참조하여, 온도 조절 시스템(CS)이 이용될 수 있는 플라즈마 처리 장치(10)의 구성을 설명한다.
도 3에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는, 평행 평판의 전극을 구비하는 플라즈마 에칭 장치이며, 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는, 예를 들면 대략 원통 형상을 가지고 있다. 처리 용기(12)는, 예를 들면 알루미늄의 재료를 가지고 있으며, 처리 용기(12)의 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 처리 용기(12)는 보안 접지되어 있다.
처리 용기(12)의 저부 상에는, 대략 원통 형상의 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는 예를 들면 절연 재료를 가지고 있다. 지지부(14)를 구성하는 절연 재료는, 석영과 같이 산소를 포함할 수 있다. 지지부(14)는 처리 용기(12) 내에 있어서, 처리 용기(12)의 저부로부터 연직 방향으로(상부 전극(30)을 향해) 연장되어 있다.
처리 용기(12) 내에는 배치대(PD)가 마련되어 있다. 배치대(PD)는 지지부(14)에 의해 지지되어 있다. 배치대(PD)는, 배치대(PD)의 상면에 있어서 웨이퍼(W)를 유지한다. 배치대(PD)는 하부 전극(LE) 및 정전 척(ESC)을 가지고 있다.
하부 전극(LE)은, 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)를 포함하고 있다. 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)는 예를 들면 알루미늄과 같은 금속 재료를 가지고 있으며, 대략 원반 형상을 이루고 있다. 제 2 플레이트(18b)는 제 1 플레이트(18a) 상에 마련되어 있고, 제 1 플레이트(18a)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 플레이트(18b) 상에는 정전 척(ESC)이 마련되어 있다.
정전 척(ESC)은 도전막인 전극을, 한 쌍의 절연층의 사이 또는 한 쌍의 절연 시트의 사이에 배치한 구조를 가지고 있다. 정전 척(ESC)의 전극에는, 직류 전원(22)이 스위치(23)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척(ESC)은, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력 등의 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착한다. 이에 의해, 정전 척(ESC)은 웨이퍼(W)를 유지할 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 주연부 상에는, 웨이퍼(W)의 엣지 및 정전 척(ESC)을 둘러싸도록 포커스 링(FR)이 배치되어 있다. 포커스 링(FR)은, 에칭의 균일성을 향상시키기 위하여 마련되어 있다. 포커스 링(FR)은, 에칭 대상의 막의 재료에 의해 적절히 선택되는 재료를 가지고 있으며, 예를 들면 석영을 가질 수 있다.
제 2 플레이트(18b)의 내부에는, 도 6, 도 10, 도 12에 나타내는 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)이 마련되어 있다. 증발실(VP)은, 증발실(VP)의 전열벽(SF)에 있어서 냉매를 증발시킴으로써 증발실(VP)의 전열벽(SF) 상에 있는 정전 척(ESC)의 온도를 낮춰, 정전 척(ESC)에 배치되는 웨이퍼(W)를 냉각할 수 있다. 제 1 플레이트(18a)의 내부에는, 도 6, 도 10, 도 12에 나타내는 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)이 마련되어 있다. 저류실(RT)은, 증발실(VP)에 공급하는 냉매를 저류한다.
또한 본 명세서에 있어서, 고체로부터라도 액체로부터라도 기체로 상변화하는 현상을 '기화'라 하고, 고체 및 액체의 표면에서만 기화가 발생하는 것을 '증발'이라 한다. 또한 액체의 내부로부터 기화가 발생하는 것을 '비등'이라 한다. 냉매가 분출되어 전열벽에 접촉했을 시에, 냉매가 액체로부터 기체로 증발하고, 그 때, 전열벽으로부터 잠열 또는 기화열이라 불리는 열량이 냉매로 이동한다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 도 6, 도 10에 나타내는 칠러 유닛(CH)(또는, 도 12에 나타내는 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n))을 구비한다. 칠러 유닛(CH) 등은 공급 라인(SL) 등, 저류실(RT) 등, 증발실(VP) 등, 배출 라인(DLd) 등을 거쳐 냉매를 순환시켜, 정전 척(ESC)의 온도를 낮춰, 정전 척(ESC)에 배치되는 웨이퍼(W)를 냉각한다.
칠러 유닛(CH) 등은, 도 3, 도 6, 도 10의 각각에 나타내는 칠러 유닛(CH), 도 12에 나타내는 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)을 포함한다. 공급 라인(SL) 등은, 도 2, 도 3의 각각에 나타내는 공급 라인(SL), 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)을 포함한다. 저류실(RT) 등은, 도 3에 나타내는 저류실(RT), 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)을 포함한다. 증발실(VP) 등은, 도 3에 나타내는 증발실(VP), 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)을 포함한다. 배출 라인(DLd) 등은, 도 2, 도 3의 각각에 나타내는 배출 라인(DLd), 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n), 도 10에 나타내는 배출 라인(DLu)을 포함한다.
냉매는 공급 라인(SL) 등을 거쳐, 칠러 유닛(CH) 등으로부터 저류실(RT) 등으로 공급된다. 냉매는 배출 라인(DLd) 등을 거쳐, 증발실(VP) 등으로부터 칠러 유닛(CH) 등으로 배출된다.
플라즈마 처리 장치(10)는 상기한 증발실(VP) 등, 저류실(RT) 등, 칠러 유닛(CH) 등을 가지는 온도 조절 시스템(CS)을 구비한다. 온도 조절 시스템(CS)의 구체적인 구성에 대해서는 후술된다.
플라즈마 처리 장치(10)에는 가스 공급 라인(28)이 마련되어 있다. 가스 공급 라인(28)은 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(ESC)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급한다.
플라즈마 처리 장치(10)에는 가열 소자인 히터(HT)가 마련되어 있다. 히터(HT)는, 예를 들면 제 2 플레이트(18b) 내에 매립되어 있다. 히터(HT)에는 히터 전원(HP)이 접속되어 있다.
히터 전원(HP)으로부터 히터(HT)로 전력이 공급됨으로써, 배치대(PD)의 온도가 조정되고, 배치대(PD) 상에 배치되는 웨이퍼(W)의 온도가 조정되도록 되어 있다. 또한 히터(HT)는, 정전 척(ESC)에 내장되어 있어도 된다.
플라즈마 처리 장치(10)는 상부 전극(30)을 구비하고 있다. 상부 전극(30)은 배치대(PD)의 상방에 있어서, 배치대(PD)와 대향 배치되어 있다. 하부 전극(LE)과 상부 전극(30)은 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 상부 전극(30)과 하부 전극(LE)과의 사이에는, 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리를 행하기 위한 처리 공간(S)이 제공되어 있다.
상부 전극(30)은, 절연성 차폐 부재(32)를 개재하여, 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 절연성 차폐 부재(32)는 절연 재료를 가지고 있으며, 예를 들면 석영과 같이 산소를 포함할 수 있다. 상부 전극(30)은 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 포함할 수 있다.
전극판(34)은 처리 공간(S)에 면하고 있고, 당해 전극판(34)에는 복수의 가스 토출홀(34a)이 마련되어 있다. 전극판(34)은, 하나의 예시적 실시 형태에서는, 실리콘을 함유한다. 다른 예시적 실시 형태에서는, 전극판(34)은 산화 실리콘을 함유할 수 있다.
전극 지지체(36)는, 전극판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 것이며, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료를 가질 수 있다. 전극 지지체(36)는 수냉 구조를 가질 수 있다. 전극 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다.
가스 확산실(36a)로부터는, 가스 토출홀(34a)에 연통하는 복수의 가스 통류홀(36b)이 하방으로(배치대(PD)를 향해) 연장되어 있다. 전극 지지체(36)에는, 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 도입하는 가스 도입구(36c)가 형성되어 있고, 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 가지고 있다.
밸브군(42)은 복수의 밸브를 포함하고 있고, 유량 제어기군(44)은 매스 플로우 컨트롤러와 같은 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스의 각각은, 밸브군(42)의 대응의 밸브 및 유량 제어기군(44)의 대응의 유량 제어기를 개재하여, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
따라서, 플라즈마 처리 장치(10)는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중 선택된 하나 또는 복수의 가스 소스로부터의 가스를, 개별로 조정된 유량으로, 처리 용기(12) 내에 공급하는 것이 가능하다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 용기(12)의 내벽을 따라 퇴적물 실드(46)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는 지지부(14)의 외주에도 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)는, 처리 용기(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착하는 것을 방지하는 것이며, 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스가 피복된 구성을 가질 수 있다. 퇴적물 실드는 Y2O3 외에, 예를 들면 석영과 같이 산소를 포함하는 재료를 가질 수 있다.
처리 용기(12)의 저부측(지지부(14)가 설치되어 있는 측), 또한 지지부(14)와 처리 용기(12)의 측벽과의 사이에는 배기 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배기 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄재에 Y2O3 등의 세라믹스가 피복된 구성을 가질 수 있다. 배기 플레이트(48)의 하방, 또한 처리 용기(12)에는 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 개재하여 배기 장치(50)가 접속되어 있다.
배기 장치(50)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있어, 처리 용기(12) 내의 공간을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 처리 용기(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입반출구(12g)가 마련되어 있고, 반입반출구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 제 1 고주파 전원(62) 및 제 2 고주파 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제 1 고주파 전원(62)은, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전력을 발생시키는 전원이며, 27 ~ 100[MHz]의 주파수, 일례에 있어서는 60[MHz]의 고주파 전력을 발생시킨다. 제 1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 개재하여 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 정합기(66)는, 제 1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(LE)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다. 또한 제 1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있어도 된다.
제 2 고주파 전원(64)은, 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 제 2 고주파 전력, 즉 고주파 바이어스 전력을 발생시키는 전원이다. 제 2 고주파 전원(64)은, 예를 들면 400[kHz] ~ 40.68[MHz]의 범위 내의 주파수, 일례에 있어서는 13.56[MHz]의 주파수의 고주파 바이어스 전력을 발생시킨다. 제 2 고주파 전원(64)은, 정합기(68)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있다. 정합기(68)는, 제 2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(LE)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 전원(70)을 더 구비하고 있다. 전원(70)은 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 전원(70)은, 처리 공간(S) 내에 존재하는 양이온을 전극판(34)에 인입하기 위한 전압을, 상부 전극(30)에 인가한다. 일례에 있어서는, 전원(70)은 음의 직류 전압을 발생시키는 직류 전원이다. 이러한 전압이 전원(70)으로부터 상부 전극(30)에 인가되면, 처리 공간(S)에 존재하는 양이온이 전극판(34)에 충돌한다. 이에 의해, 전극판(34)으로부터 이차 전자 및/또는 실리콘이 방출된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는, 도 2에 나타내는 제어 장치(Cnt)를 구비할 수 있다. 제어 장치(Cnt)는 밸브군(42), 유량 제어기군(44), 배기 장치(50), 제 1 고주파 전원(62), 정합기(66), 제 2 고주파 전원(64), 정합기(68), 전원(70), 히터 전원(HP) 등에 접속되어 있다. 제어 장치(Cnt)는 또한, 칠러 유닛(CH)(또는 도 12에 나타내는 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)) 등에 접속되어 있다.
제어 장치(Cnt)는 제어 신호를 이용하여, 가스 소스군(40)으로부터 공급되는 가스의 선택 및 유량, 배기 장치(50)의 배기, 제 1 고주파 전원(62) 및 제 2 고주파 전원(64)으로부터의 전력 공급 등을 제어할 수 있다. 제어 장치(Cnt)는 또한, 제어 신호를 이용하여, 전원(70)으로부터의 전압 인가, 히터 전원(HP)의 전력 공급, 칠러 유닛(CH) 등으로부터 증발실(VP) 등에 공급되는 냉매의 유량 등을 제어할 수 있다.
제어 장치(Cnt)는, ROM, RAM 등의 기록 장치에 기록된 컴퓨터 프로그램을 CPU에 의해 실행시킨다. 이 컴퓨터 프로그램은 특히, 플라즈마 처리 장치(10)에서 행해지는 플라즈마 처리에 따른 레시피를, 제어 장치(Cnt)의 CPU에 실행시키기 위한 프로그램을 포함한다.
특히, 제어 장치(Cnt)는, 도 1에 나타내는 온도 조절 방법(MT)을 실행한다. 제어 장치(Cnt)는, 칠러 장치(ChA)를 제어함으로써 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 냉매의 압력을 조절한다. 제어 장치(Cnt)는 이 후, 칠러 장치(ChA)를 제어함으로써 복수의 온도 검출기(TC)의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 열 교환실(HR)의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 개별로 조절한다. 이와 같이, 먼저 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 압력이 배치대(PD)의 전체에 걸쳐(배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 대하여 일괄하여) 조절된다. 이 후에, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)이 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 유량이 영역(ER)마다 개별로 조절된다. 따라서, 배치대(PD)의 온도의 불균일이 효율적으로 저감될 수 있다.
또한 제어 장치(Cnt)는, 복수의 온도 검출기(TC)의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이른 후에 칠러 장치(ChA)를 제어함으로써, 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위와 상이한 제 2 온도 범위에 이르도록 냉매의 압력을 조절한다. 이와 같이, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)이 제 1 온도 범위가 되도록 영역(ER)마다 조절된 후에 있어서, 냉매의 압력이 조절됨으로써 배치대(PD)의 온도가 제 2 온도 범위가 되는 것은, 비교적 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 프로세스 처리 중에 배치대(PD)의 온도를 바꾸는 경우에, 영역(ER)마다 냉매의 유량을 조절함으로써 배치대(PD)의 온도의 불균일을 일단 해소한 후에 배치대(PD)의 온도를 일괄하여(배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 있어서 일괄하여) 변경시킬 수 있다. 이에 의해, 배치대(PD)의 면내의 온도를 균일한 상태로 유지하면서 배치대(PD)의 온도의 조절이 용이하게 행해질 수 있다.
또한 제어 장치(Cnt)는, 냉매의 압력을 조절하는 경우가 있다. 제어 장치(Cnt)는, 복수의 히터(HT)의 각각을 제어하는 것에 의한 복수의 히터(HT)의 각각의 발열량의 조절과, 칠러 장치(ChA)를 제어하는 것에 의한 냉매의 건조도의 조절 중 적어도 일방을 온도 검출기(TC)에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행할 수 있다. 이와 같이, 냉매의 압력을 조절하는 경우에 있어서 예를 들면 배치대(PD)의 온도가 승온될 경우에는, 냉매의 건조도와 히터(HT)의 발열량 중 적어도 일방이 냉매의 압력과 함께 일괄하여(배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 있어서 일괄하여) 조절될 수 있다. 이에 의해, 배치대(PD)의 승온이 보다 신속하게 행해질 수 있다.
또한, 제어 장치(Cnt)는 냉매의 유량을 조절할 경우, 온도 검출기(TC)에 의한 검출 온도에 기초하여 히터(HT)를 제어함으로써, 히터(HT)의 발열량을 히터(HT)마다 더 조절한다. 이와 같이, 냉매의 유량을 조절하는 경우에 있어서 예를 들면 배치대(PD)의 온도가 승온될 경우에는, 영역(ER)마다의 히터(HT)의 발열량의 조절이, 영역(ER)마다의 냉매의 유량의 조절과 함께 히터(HT)마다 행해진다. 이에 의해, 영역(ER)마다의 승온이 보다 정확하고 신속하게 행해질 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 방법(MT)에 대하여 설명한다. 온도 조절 방법(MT)은 공정(PF1)(제 1 공정)을 구비한다. 공정(PF1)은 프로세스 처리의 실행 전, 및 프로세스 처리의 실행 중에 있어서, 배치대(PD)의 온도를 조절할 수 있다. 공정(PF1)은 공정(PF2(제 2 공정), PF3(제3 공정), PF4(제4 공정))을 포함한다.
공정(PF2)에서는, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)의 온도가 일괄하여 제 1 온도 범위로 조절된다. 온도 조절 시스템(CS)에 있어서의 설정 온도는, 냉매의 압력(증발 압력에 있어서의 증발 온도)에 직접 관계할 수 있다. 따라서 공정(PF2)은, 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록, 냉매의 압력을, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 대하여 일괄하여 조절한다.
공정(PF2)은, 제어 장치(Cnt)가 팽창 밸브(EV1)의 개방도를 제어함으로써, 공급 라인(SL)의 전체에 있어서 냉매의 압력을 조절한다. 공정(PF2)에 있어서 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우, 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 증대된다. 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 증대됨으로써, 냉매의 증발 압력도 높아지며, 따라서 냉매의 증발 온도를 높일 수 있다. 공정(PF2)에 있어서 배치대(PD)의 온도를 강온시킬 경우, 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 축소된다. 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 축소됨으로써, 냉매의 증발 압력도 낮아지며, 따라서 냉매의 증발 온도를 낮출 수 있다.
또한 공정(PF2)은, 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우에는, 냉매의 압력을 조절하고(압력을 높이고), 또한 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터(HT)의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 온도 검출기(TC)에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행할 수 있다. 냉매의 건조도의 조절은, 제어 장치(Cnt)가 분류 밸브(EV2)의 개방도를 조절함으로써, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 대하여 일괄하여 행해질 수 있다. 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우, 분류 밸브(EV2)의 개방도가 증대되어, 기체 상태의 냉매가 보다 많이 포함됨으로써, 냉매의 건조도가 증대된다. 냉매의 건조도를 이용하여 배치대(PD)의 온도를 승온할 경우, 배치대(PD)의 온도의 불균일이 일단 해소되어 배치대(PD)의 온도가 대략 균일하게 된 상태에 있어서, 온도의 균일성을 유지하면서 배치대(PD)의 전체의 온도를 일괄하여 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 배치대(PD)의 온도를 하강시킬 경우, 분류 밸브(EV2)가 폐쇄가 되고, 기체 상태의 냉매가 가능한 한 포함되지 않게 됨으로써, 냉매의 건조도가 대략 0%가 된다.
공정(PF2)에 의해 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위가 되도록 일단 맞춰진 후에, 공정(PF3)이 실행된다. 공정(PF3)에서는, 온도 검출기(TC)에 의한 검출 온도에 기초하여 배치대(PD)의 모든 영역(ER)의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 영역(ER)마다 냉매의 유량이 조정됨으로써, 영역(ER)마다의 온도의 조절이 행해진다. 이 경우, 공정(PF3)은 공정(PF2) 후에, 복수의 온도 검출기(TC)의 모든 검출 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 열 교환실(HR)의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 조절한다.
냉매의 유량의 조절은, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각에 연결되어 있는 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각을 제어 장치(Cnt)가 제어함으로써, 영역(ER)마다 행해질 수 있다. 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각에 대한 제어는, 도 9에 나타내는 것과 같은 개방도 및 시간의 제어일 수 있다. 공정(PF3)에서는, 영역(ER)마다 분배되는 냉매의 유량이 조정됨으로써, 복수의 영역(ER)의 온도가 균일하게 될 수 있다.
또한 공정(PF3)은, 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우에는, 영역(ER)마다 냉매의 유량을 조절하고, 또한 복수의 히터(HT)의 발열량을 더 조절할 수 있다. 공정(PF3)에 있어서 행해지는 복수의 히터(HT)의 발열량의 조절은, 영역(ER)마다, 즉 히터(HT)마다 행해진다.
공정(PF4)은, 공정(PF2) 및 공정(PF3)의 일련의 공정에 의해 배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 있어서 온도의 불균일이 해소된 상태에서, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)의 온도를 일괄하여 제 2 온도 범위로 조절한다. 제 2 온도 범위는 제 1 온도 범위와는 상이하다. 공정(PF4)은 공정(PF2)의 경우와 마찬가지로, 배치대(PD)의 온도가 제 2 온도 범위에 이르도록, 냉매의 압력을, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 대하여 일괄하여 조절한다.
공정(PF4)은, 제어 장치(Cnt)가 팽창 밸브(EV1)의 개방도를 제어함으로써, 공급 라인(SL)의 전체에 있어서 냉매의 압력을 조절한다. 공정(PF4)에 있어서 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우, 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 증대된다. 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 증대됨으로써, 냉매의 증발 압력도 높아지며, 따라서 냉매의 증발 온도를 높일 수 있다. 공정(PF4)에 있어서 배치대(PD)의 온도를 강온시킬 경우, 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 축소된다. 팽창 밸브(EV1)의 개방도가 축소됨으로써, 냉매의 증발 압력도 낮아지며, 따라서 냉매의 증발 온도를 낮출 수 있다.
또한 공정(PF4)은, 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우에는, 공정(PF2)의 경우와 마찬가지로 행할 수 있다. 즉 이 경우, 공정(PF4)은, 냉매의 압력을 조절하고(압력을 높이고), 또한 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터(HT)의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 온도 검출기(TC)에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행할 수 있다. 냉매의 건조도의 조절은, 제어 장치(Cnt)가 분류 밸브(EV2)의 개방도를 조절함으로써, 배치대(PD)의 모든 영역(ER)에 있어서 일괄하여 행해질 수 있다. 배치대(PD)의 온도를 승온시킬 경우, 분류 밸브(EV2)의 개방도가 증대되어, 기체 상태의 냉매가 보다 많이 포함됨으로써, 냉매의 건조도가 증대된다. 냉매의 건조도를 이용하여 배치대(PD)의 온도를 승온할 경우, 배치대(PD)의 온도의 불균일이 일단 해소되어 배치대(PD)의 온도가 대략 균일하게 된 상태에 있어서, 온도의 균일성을 유지하면서 배치대(PD)의 전체의 온도를 일괄하여 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 배치대(PD)의 온도를 하강시킬 경우, 분류 밸브(EV2)가 폐쇄가 되고, 기체 상태의 냉매가 가능한 한 포함되지 않게 됨으로써, 냉매의 건조도가 대략 0%가 된다.
공정(PF2) 및 공정(PF3)의 일련의 공정에 의하면, 먼저 배치대(PD)의 온도가 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 압력이 배치대(PD)의 전체에 걸쳐 조절되고, 이 후에, 배치대(PD)의 모든 영역이 제 1 온도 범위가 되도록 냉매의 유량이 영역(ER)마다 조절된다. 따라서, 배치대(PD)의 온도의 불균일이 효율적으로 저감될 수 있다.
또한 공정(PF2)에서는, 예를 들면 배치대(PD)의 온도가 승온될 경우에는, 냉매의 건조도와 히터(HT)의 발열량 중 적어도 일방이 냉매의 압력과 함께 조절됨으로써, 배치대(PD)의 승온이 보다 신속하게 행해질 수 있다.
또한 공정(PF3)에서는, 예를 들면 배치대의 온도가 승온될 경우에는, 영역마다의 히터(HT)의 발열량의 조절이, 영역(ER)마다의 냉매의 유량의 조절과 함께 행해짐으로써, 배치대(PD)의 영역마다의 승온이 보다 정확하고 신속하게 행해질 수 있다.
공정(PF4)에 의하면, 공정(PF3)에 의해 배치대(PD)의 모든 영역(ER)이 제 1 온도 범위가 되도록 영역(ER)마다 조절된 후에, 냉매의 압력이 조절됨으로써 배치대(PD)의 온도가 제 2 온도 범위로 되는 것은, 비교적 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 공정(PF4)에서는, 예를 들면 배치대(PD)의 온도가 승온될 경우에는, 냉매의 건조도와 히터(HT)의 발열량 중 적어도 일방이 냉매의 압력과 함께 조절됨으로써, 배치대(PD)의 승온이 보다 신속하게 행해질 수 있다.
또한 히터(HT)에 의한 가열 분해능(ΔX)은 5[℃] 정도이며, 칠러 장치(ChA)에 의한 냉각 분해능(ΔY)은 -70[℃] 정도이다. ΔX / ΔY의 절대값은 10 ~ 20 정도일 수 있다.
이상 설명한 온도 조절 시스템(CS)에 의하면, 웨이퍼(W)가 배치면(FA)에 배치되어 있는 경우에 웨이퍼(W)의 온도가 플라즈마 입열의 불규칙에 의해 불균일하게 되어 있어도, 웨이퍼(W)의 온도를 균일하게 조절할 수 있다. 또한, 처리 중에 웨이퍼(W)의 온도를 변경하는 경우에 있어서도, 웨이퍼(W)의 온도를 면내에서 균일한 상태로 유지하면서 용이하게 행할 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템(CS)의 구성을 상세하게 나타내는 도이다. 온도 조절 시스템(CS)은 칠러 유닛(CH), 공급 라인(SL), 배출 라인(DLd), 열 교환부(HE)를 구비한다.
열 교환부(HE)는 증발실(VP), 저류실(RT), 복수의 관(PP)을 구비한다. 관(PP)은 분사구(JO)를 구비한다. 열 교환부(HE)는, 배치대(PD) 내에 마련되어, 배치대(PD)의 배치면(FA)을 개재하여 냉매에 의한 열 교환을 행한다.
저류실(RT)은, 공급 라인(SL)을 거쳐 칠러 유닛(CH)으로부터 공급되는 냉매를 저류한다. 저류실(RT)은, 공급 라인(SL)을 개재하여 칠러 유닛(CH)에 접속되고, 복수의 관(PP)을 개재하여 증발실(VP)에 연통한다.
증발실(VP)은, 저류실(RT)에 저류된 냉매를 증발시킨다. 증발실(VP)은, 배출 라인(DLd)을 개재하여 칠러 유닛(CH)에 접속되고, 배치대(PD)의 배치면(FA)에 걸쳐 연장되어, 복수의 분사구(JO)를 포함한다. 분사구(JO)는, 관(PP)의 일단에 마련되고, 증발실(VP)의 내벽 중 배치면(FA)의 측에 있는 전열벽(SF)을 향해 관(PP)으로부터 냉매가 분사되도록 배치되어 있다.
칠러 유닛(CH)은, 냉매의 공급 라인(SL) 및 냉매의 배출 라인(DLd)을 개재하여 열 교환부(HE)에 접속된다. 칠러 유닛(CH)은, 공급 라인(SL)을 거쳐 냉매를 열 교환부(HE)에 공급하고, 배출 라인(DLd)을 거쳐 냉매를 열 교환부(HE)로부터 배출한다.
칠러 유닛(CH)은 압력계(PRLd), 역지 밸브(CVLd), 팽창 밸브(EVLd), 조정 밸브(AV), 압축기(CM), 응축 장치(CD), 팽창 밸브(EVC), 압력계(PRC)를 구비한다. 증발실(VP)은 제 2 플레이트(18b)에 마련되고, 저류실(RT)은 제 1 플레이트(18a)에 마련된다.
공급 라인(SL)은 보다 구체적으로, 응축 장치(CD)와 저류실(RT)을 접속한다. 배출 라인(DLd)은 보다 구체적으로, 응축 장치(CD)와 증발실(VP)을 접속한다.
칠러 유닛(CH)에 있어서, 팽창 밸브(EVC), 압력계(PRC)는, 응축 장치(CD)의 측으로부터 차례로 직렬적으로, 공급 라인(SL)에 마련되어 있다. 칠러 유닛(CH)에 있어서, 압축기(CM), 조정 밸브(AV), 팽창 밸브(EVLd), 역지 밸브(CVLd), 압력계(PRLd)는, 응축 장치(CD)의 측으로부터 차례로 직렬적으로, 배출 라인(DLd)에 마련되어 있다.
응축 장치(CD)의 출구는 팽창 밸브(EVC)의 입구에 접속되고, 팽창 밸브(EVC)의 출구는 압력계(PRC)의 입구에 접속된다. 압력계(PRC)의 출구는 저류실(RT)에 접속된다.
응축 장치(CD)의 입구는 압축기(CM)의 출구에 접속되고, 압축기(CM)의 입구는 조정 밸브(AV)의 출구에 접속된다. 조정 밸브(AV)의 입구는 팽창 밸브(EVLd)의 출구에 접속되고, 팽창 밸브(EVLd)의 입구는 역지 밸브(CVLd)의 출구에 접속된다.
역지 밸브(CVLd)의 입구는 압력계(PRLd)의 출구에 접속되고, 압력계(PRLd)의 입구는 배출 라인(DLd)에 접속된다. 배출 라인(DLd)은, 증발실(VP)에 있어서 분사구(JO)의 하방으로 연장되는 액 저류 영역(VPL)에 접속된다. 액 저류 영역(VPL)은, 증발실(VP) 내에 있어서 노출되어 있는 저벽(SFa)의 표면으로부터 분사구(JO)에 이르는 증발실(VP) 내의 영역이다.
액 저류 영역(VPL)은, 분사구(JO)로부터 분사된 냉매 중 액상 상태의 냉매(액체로서의 냉매)가 모일 수 있는 공간 영역이다(이하, 본 개시에 있어서 동일). 또한 증발실(VP) 내 중에서, 액 저류 영역(VPL)을 제외한 영역은 기체 확산 영역(VPA)을 포함한다. 기체 확산 영역(VPA)은, 증발실(VP)에 있어서 분사구(JO)의 상방으로 연장되어 있고, 분사구(JO)로부터 분사된 냉매 중 기상 상태의 냉매(기체로서의 냉매)가 확산할 수 있는 공간 영역이다(이하, 본 명세서의 기재에 있어서 동일).
팽창 밸브(EVC), 조정 밸브(AV), 팽창 밸브(EVLd), 역지 밸브(CVLd)는 제어 장치(Cnt)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다.
도 4, 도 5를 참조하여, 온도 조절 시스템(CS)의 냉동 사이클에 대하여 설명한다. 도 4는 온도 조절 시스템(CS)의 냉동 사이클이 나타나 있는 Ph선도(몰리에르 선도)를 나타내는 도이다. 도 5는 온도 조절 시스템(CS)의 냉동 사이클을, 도 4와 함께 설명하기 위한 도이다.
먼저, 열 교환부(HE)의 증발실(VP)(또는 도 6, 도 10, 도 12에 나타내는 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))로부터 배출된 냉매는, 도 6, 도 10, 도 12에 나타내는 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n), 도 10에 나타내는 압축기(CMu)의 입구에 이르러, 상태(ST1)가 된다. 상태(ST1)는 과열 증기 영역(ZN1)에 있다. 냉매는, 압축기(CM)에 의해 일정한 비엔트로피(specific　entropy)선을 따라 압축되면서 압축기(CM)의 출구에 이르러, 상태(ST2)가 된다. 상태(ST2)는 과열 증기 영역(ZN1)에 있다.
압축기(CM)로부터 배출된 냉매는, 응축 장치(CD)(또는 도 12에 나타내는 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n))에 의해, 등압선을 따라 응축되면서 포화 증기선(LSV) 및 포화액선(LSL)을 횡단하고, 응축 장치(CD)의 출구에 이르러, 상태(ST3)가 된다. 상태(ST3)는 과냉각 영역(ZN3)에 있다. 응축 장치(CD)로부터 배출된 냉매는, 팽창 밸브(EVC)에 의해, 일정한 비엔탈피(specific　enthalpy)선을 따라 팽창되면서 포화액선(LSL)을 횡단하고 팽창 밸브(EVC)의 출구에 이르러, 상태(ST4)가 된다. 상태(ST4)는 습증기 영역(ZN2)에 있다.
도 4에 나타내는 Ph선도에서는, 과냉각 영역(ZN3), 습증기 영역(ZN2), 과열 증기 영역(ZN1)에 걸쳐 통상 10℃ 간격으로 등온선이 그려져 있다. 도 4에 기재된 등온선(LST)은, 비엔탈피의 증가에 수반하여, 과냉각 영역(ZN3)에 있어서는 수직에 가까운 우하향의 곡선으로서 연장되어 있다. 또한 등온선(LST)은, 비엔탈피의 증가에 수반하여, 포화액선(LSL)의 교점에서 꺽이고, 습증기 영역(ZN2)에 있어서 수평에 직선으로서(압력 일정한 선으로서) 연장되어 있다.
또한 등온선(LST)은, 비엔탈피의 증가에 수반하여, 포화 증기선(LSV)의 교점에서 다시 꺽이고, 과열 증기 영역(ZN1)에 있어서 우하향의 곡선으로서 연장되어 있다. 도 4에 기재된 등온선(LST)은, 이러한 등온선의 일례이다. 습증기 영역(ZN2)에 있어서의 냉매에서는, 증발 또는 응축 과정의 중간 상태로 되어 있으며, 포화액과 포화 증기가 공존하고 있다. 이론 냉동 사이클에 있어서, 증발 또는 응축 과정에서는 압력과 온도는 일정하게 된다.
팽창 밸브(EVC)로부터 배출된 저압·저온의 습증기 상태의 냉매(상태(ST4))는, 증발실(VP)에 의해, 전열벽(SF)으로부터 열을 빼앗아 등압선을 따라 증발되면서, 포화 증기선(LSV)을 횡단하고 증발실(VP)의 출구에 이른다. 이론 냉동 사이클에 있어서, 포화 상태에서는, 냉매의 압력을 지정하면 포화 온도가 정해지고, 온도를 지정하면 포화 압력이 정해진다. 따라서, 냉매의 증발 온도는 압력에 의해 제어 가능하다.
증발실(VP)에서는 등온 변화(상태(ST4)로부터 상태(ST1)) 동안에, 냉매의 비엔탈피는 h4에서 h1까지 증가한다. 냉매[kg]가 주위의 비냉각체(전열벽)로부터 빼앗는 열량을 냉동 효과(Wr)[kJ/kg]라 부르고, 냉매[1kg]가 비냉각체로부터 수취하는 열량과 동일하며, 증발실(VP) 입구에서 출구까지의 냉매의 비엔탈피 증가량 : h1 - h4[kJ/kg]과 동일해진다. 따라서, Wr = h1 - h4의 관계가 성립된다.
냉동 능력(Φ0)[kJ/s](또는 [kW])은 다음 식과 같이, 냉동 효과(Wr)[kJ/kg]와 냉매 순환량(Qmr)[kg/s]의 곱으로서 구해진다.
Φ0 = Qmr × Wr = Qmr × (h1 - h4)
단, Wr, h1, h4의 각각은 이하와 같이 정의된다.
Wr : 냉동 효과[kJ/kg]
h1 : 증발실(VP) 출구의 냉매(과열 증기)의 비엔탈피[kJ/kg]
h4 : 증발실(VP) 입구의 냉매(습증기)의 비엔탈피[kJ/kg]
온도 조절 시스템(CS)에 의해 피냉각체를 냉각할 수 있는 능력을 냉동 능력이라 한다. 따라서, 냉동 능력은 냉매의 냉동 효과, 냉매의 순환량과 비례 관계에 있다. 또한, 증발실(VP)이 분실(VP­1) ~ 분실(VP-n)로 분할되는 경우에도, 냉매 순환량이 조정됨으로써, 분실(VP­1) ~ 분실(VP-n)의 각각의 냉동 능력이 제어될 수 있다.
온도 조절 시스템(CS)은, 도 4, 도 5에 나타내는 상기와 같은 냉동 사이클에 있어서의 냉매의 순환에 의해, 증발실(VP)에 있어서 열 교환을 행한다. 도 4, 도 5에 나타내는 냉동 사이클은, 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)뿐 아니라, 이하에서 설명하는 다른 예시적 실시예 1 및 다른 예시적 실시예 2의 각각의 온도 조절 시스템(CS)에 있어서도 마찬가지로 실현된다.
또한, 온도 조절 시스템(CS)의 냉동 능력(Φ0)은 냉매 순환량(Qmr)에 비례한다. 따라서, 공정(PF3)에 있어서, 복수의 열 교환실(HR)의 각각에 공급하는 냉매의 유량을 조절함으로써, 복수의 영역(ER)마다의 온도 조절을 행할 수 있다.
또한, 냉매의 건조도가 높을 수록, 증발실(VP) 입구의 냉매(습증기)의 비엔탈피(h4)는 커지고, 냉동 효과(Wr)는 작아지며, 따라서, 온도 조절 시스템(CS) 전체의 냉동 능력(Φ0)은 작아진다. 이 때문에, 공정(PF2) 및 공정(PF4)에 있어서 배치대(PD)의 온도를 상승시킬 경우에는, 냉매의 건조도를 높게 하는 것이 유효해진다.
온도 조절 시스템(CS)의 증발실(VP) 및 저류실(RT)에 대하여, 도 6을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 온도 조절 시스템(CS)의 증발실(VP)은, 복수의 제 1 분실(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))을 구비한다. 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)은, 배치대(PD)의 제 2 플레이트(18b) 내에 있어서 서로 격리되어 있다. 제 1 분실(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))은, 분사구(JO)를 포함하고, 배치면(FA) 상에서 봤을 때 배치면(FA) 내에 걸쳐 분산되어 배치된다.
온도 조절 시스템(CS)의 저류실(RT)은, 복수의 제 2 분실(분실(RT­1) ~ 분실(RT­n))을 구비한다. 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)은, 배치대(PD)의 제 1 플레이트(18a) 내에 있어서 서로 격리되어 있다. 제 2 분실(분실(RT­1) ~ 분실(RT­n))은, 관(PP)을 개재하여 제 1 분실에 연통한다.
배출 라인(DLd)은 복수의 제 1 갈래 라인(갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n))을 구비한다. 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각은, 증발실(VP)의 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각에 접속된다.
공급 라인(SL)은 복수의 제 2 갈래 라인(갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n))을 구비한다. 공급 라인(SL)의 일단은, 칠러 유닛(CH)의 응축 장치(CD)에 접속되어 있다. 공급 라인(SL)의 다른 일단은, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)이 마련되어 있다. 즉, 칠러 유닛(CH)으로부터 연장되는 공급 라인(SL)은, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)으로 분기되어 있다. 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각은, 저류실(RT)의 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각에 접속된다.
칠러 유닛(CH)은 압력계(PRC), 팽창 밸브(EVC)를 구비한다. 압력계(PRC), 팽창 밸브(EVC)는 공급 라인(SL) 상에 마련되어 있다. 팽창 밸브(EVC)는 공급 라인(SL) 상에 있어서, 응축 장치(CD)와 압력계(PRC)와의 사이에 배치되어 있다.
칠러 유닛(CH)은 복수의 압력계(PRLd)(압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)), 복수의 역지 밸브(CVLd)(역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n))를 구비한다. 칠러 유닛(CH)은, 복수의 팽창 밸브(EVLd)(팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)), 복수의 조정 밸브(AV)(조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)), 복수의 압축기(CM)(압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n))를 구비한다.
압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각은, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각에 마련되어 있다. 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각은, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각에 마련되어 있다.
팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)의 각각은, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각에 마련되어 있다. 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각은, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각에 마련되어 있다. 압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)의 각각은, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각에 마련되어 있다.
응축 장치(CD)는 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각에 접속된다. 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각은, 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각에 접속된다. 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각은, 팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)의 각각에 접속된다.
팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)의 각각은, 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각에 접속된다. 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각은, 압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)의 각각에 접속된다. 압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)의 각각은, 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각에 접속된다.
공급 라인(SL) 상에 있어서, 칠러 유닛(CH)의 압력계(PRC)는 유량 조정 밸브(FCV)에 접속되어 있다. 유량 조정 밸브(FCV)는 칠러 유닛(CH)과, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)에 접속된다. 유량 조정 밸브(FCV)는, 공급 라인(SL) 상에 있어서, 칠러 유닛(CH)과 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)과의 사이에 배치되어 있다.
갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각에는, 유량 조정 밸브(유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각)와, 압력계(압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각)가 마련되어 있다. 예를 들면, 갈래 라인(SL­1) 상에는 유량 조정 밸브(FCV­1), 압력계(PRC­1)가 마련되어 있고, 갈래 라인(SL­n) 상에는 유량 조정 밸브(FCV­n), 압력계(PRC­n)가 마련되어 있다.
유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각은, 유량 조정 밸브(FCV)에 접속되어 있다. 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각은, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각에 접속되어 있다. 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각은, 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각에 접속되어 있다.
유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각은, 유량 조정 밸브(FCV)와, 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각과의 사이에 배치되어 있다. 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각은, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각과, 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각과의 사이에 배치되어 있다.
칠러 유닛(CH)으로부터 증발실(VP)(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각)에 공급 라인(SL)을 거쳐 출력되는 냉매는, 먼저 유량 조정 밸브(FCV)의 개방도[%]를 조정함으로써 유량이 일괄하여 조정된다. 이 후, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각의 개방도[%]를 조정함으로써 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각에 있어서의 유량(분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각에 공급하는 냉매의 유량)이 개별로 조정될 수 있다.
유량 조정 밸브(FCV), 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n), 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각은, 제어 장치(Cnt)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다. 팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n), 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각은, 제어 장치(Cnt)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다.
도 7은 도 6에 나타내는 X1­X1선을 따른 하부 전극(LE)의 단면의 하나의 태양을 예시하는 도이다. 도 8은 도 6에 나타내는 X1­X1선을 따른 하부 전극(LE)의 단면의 다른 태양을 예시하는 도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)은 서로 격리되어 있다. 도 7에 나타내는 단면에 있어서, 배치면(FA) 상에서 봤을 때, 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)은, 제 1 플레이트(18a)의 원형 형상의 단면의 중심으로부터 외주를 향해 직경 방향으로 차례로 배치되어 있다. 도 7에 나타내는 단면에 있어서, 배치면(FA) 상에서 봤을 때, 분실(RT­1)은 원형 형상의 단면을 가지고, 분실(RT­1)의 외측에 있는 분실(예를 들면 분실(RT­n))은 띠 형상의 단면을 가진다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 배치면(FA) 상에서 봤을 때, 복수의 관(PP)(즉, 복수의 분사구(JO))은, 배치면(FA) 내에 걸쳐 분산되어 배치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 관(PP)의 각각의 근방에는, 관(PP)에 연통하는 분실(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))에 접속된 배출 라인(DLd)(갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n))이 배치되어 있다.
또한, 분실(RT­1)의 외측에 있는 분실(예를 들면, 분실(RT­i), 분실(RT­n)이며, i는 1 < i < N의 범위에 있는 정수임)은, 도 7에 나타내는 띠 형상의 단면을 가지는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 당해 띠 형상의 단면이 원주 방향으로 더 복수로 분할되어 이격된 단면을 가질 수 있다.
도 9는 도 6에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도이다. 도 9에 나타내는 동작(동작(PT1) ~ 동작(PT2))은, 후술하는 도 10 및 도 12의 각각에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)(다른 예시적 실시예 1 및 다른 예시적 실시예 2)에 있어서도 적용될 수 있다.
도 9에 나타내는 동작은, 제어 장치(Cnt)에 의해 제어될 수 있다. 도 9에 나타내는 동작은 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각의 동작이며, 기간(T1), 기간(T2) 등의 기간의 경과에 따라, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각의 개방도[%]를 변경시키는 동작이다. 예를 들면 기간(T2)은, 기간(T1)에 이어지는 기간이다. 기간(T1) 등의 각 기간에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n) 각각의 개방도[%]의 합계는 100[%]가 된다.
동작(PT1)은 기간(T1), 기간(T2) 등의 기간의 경과에 따라, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 개방도[%]를 적합하게 변경시키는 동작이다. 동작(PT1)에서는, 예를 들면 기간(T1)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1)의 개방도[%]가 30[%]로 설정되고, 유량 조정 밸브(FCV­n)의 개방도[%]가 10[%]로 설정된 상태가 상정될 수 있다. 이 상태로부터, 기간(T1)에 이어지는 기간(T2)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1)의 개방도[%]가 20[%]로 변경되고, 유량 조정 밸브(FCV­n)의 개방도[%]가 5[%]로 변경된다.
동작(PT2)은 모든 기간(기간(T1) 등)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각의 개방도[%]를 고정하는 동작이다. 동작(PT2)에서는, 예를 들면 모든 기간(기간(T1) 등)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1)의 개방도[%]가 50[%]로 고정되고, 유량 조정 밸브(FCV­n)의 개방도[%]가 20[%]로 고정된다. 이와 같이, 각 유량 조정 밸브의 개방도를 고정하고, 냉매의 순환량을 조정함으로써, 플라즈마 처리 중의 입열이 불균일했던 경우라도, 각 분실의 냉동 능력을 임의로 제어할 수 있다. 동작(PT2)은 동작(PT1)의 구체예이다.
동작(PT3)은 기간(T1), 기간(T2) 등의 기간마다, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n) 중 어느 하나의 유량 조정 밸브만 100[%]의 개방도로 하는 동작이다. 동작(PT3)에서는, 예를 들면 기간(T1)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­1)의 개방도[%]가 100[%]로 설정되고, 기간(T1)에 이어지는 기간(T2)에 있어서, 유량 조정 밸브(FCV­n)의 개방도[%]가 100[%]로 설정된다. 이와 같이, 온도 조절하고자 하는 분실에 대하여, 냉매의 공급 시간을 조정함으로써, 플라즈마 처리 중의 입열이 불균일했던 경우라도, 각 분실의 냉동 능력을 임의로 제어할 수 있다. 동작(PT3)은 동작(PT1)의 구체예이다.
(다른 예시적 실시예 1)
도 10은 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템(CS)의 다른 구성을 나타내는 도이다. 본 예시적 실시예 1에 따른 온도 조절 시스템(CS)은, 도 6에 나타내는 구성에 대하여, 배출 라인(DLu)이 더해진 구성을 가진다. 본 예시적 실시예 1에 따른 배출 라인(DLu)은, 갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)을 구비한다.
갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)의 각각은, 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각에 접속된다. 갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)의 각각에는, 역지 밸브(CVLu­1) ~ 역지 밸브(CVLu­n)가 마련되어 있다.
역지 밸브(CVLu­1) ~ 역지 밸브(CVLu­n)는, 제 1 플레이트(18a)의 내부에 마련되어 있어도 되고, 하부 전극(LE)의 외부에 마련되어도 된다. 역지 밸브(CVLu­1) ~ 역지 밸브(CVLu­n)의 각각은, 제어 장치(Cnt)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다.
분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각은, 갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)의 각각을 개재하여, 제 1 플레이트(18a)에 마련된 저류실(RK)에 접속되고, 저류실(RK)은 배출 라인(DLu)을 개재하여 칠러 유닛(CH)에 접속된다. 배출 라인(DLu)(갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)을 포함함)은 저류실(RK)을 개재하여, 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각과, 본 예시적 실시예 1에 따른 칠러 유닛(CH)을 접속한다.
분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각으로부터 배출된 냉매는, 갈래 라인(DLu­1) ~ 갈래 라인(DLu­n)의 각각을 거쳐 저류실(RK)에 저류된다. 저류실(RK)에 저류된 냉매는, 저류실(RK)로부터, 저류실(RK)에 접속된 배출 라인(DLu)을 거쳐 칠러 유닛(CH)으로 보내진다.
본 예시적 실시예 1에 따른 칠러 유닛(CH)은, 배출 라인(DLu)에 접속된 압력계(PRLu), 역지 밸브(CVLu), 팽창 밸브(EVLu), 조정 밸브(AVu), 압축기(CMu)를 더 구비한다.
본 예시적 실시예 1에 따른 응축 장치(CD)는, 압축기(CMu)에 접속된다. 압축기(CMu)는 조정 밸브(AVu)에 접속된다. 조정 밸브(AVu)는 팽창 밸브(EVLu)에 접속된다. 팽창 밸브(EVLu)는 역지 밸브(CVLu)에 접속된다. 역지 밸브(CVLu)는 압력계(PRLu)에 접속된다. 압력계(PRLu)는 저류실(RK)에 접속된다.
압력계(PRLu)의 기능은, 압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)의 각각의 기능과 동일하다. 역지 밸브(CVLu)의 기능은, 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각의 기능과 동일하다. 팽창 밸브(EVLu)의 기능은, 팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)의 각각의 기능과 동일하다. 조정 밸브(AVu)의 기능은, 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각의 기능과 동일하다. 압축기(CMu)의 기능은, 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각의 기능과 동일하다.
조정 밸브(AVu), 팽창 밸브(EVLu), 역지 밸브(CVLu)의 각각은, 제어 장치(Cnt)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다.
도 11은 도 10에 나타내는 X2­X2선을 따른 하부 전극(LE)의 단면의 하나의 태양을 예시하는 도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 예시적 실시예 1에 있어서, 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 형상 및 배치, 관(PP)의 배치, 갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 배치는, 도 7에 나타내는 경우와 동일하다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 본 예시적 실시예 1에 있어서, 복수의 관(PP)의 각각의 근방에는, 또한 관(PP)에 연통하는 분실(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))에 접속된 배출 라인(DLu)(갈래 라인(DLu­1­1) ~ 갈래 라인(DLu­n))이 배치되어 있다.
(예시적 실시예 2)
도 12는 본 개시의 예시적 실시 형태에 따른 온도 조절 시스템(CS)의 다른 구성을 나타내는 도이다. 예시적 실시예 2에 따른 온도 조절 시스템(CS)은, 복수의 칠러 유닛(칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n))을 가진다. 복수의 칠러 유닛의 각각은, 복수의 열 교환실(HR)의 각각과의 사이에서 냉매를, 서로 독립적으로, 순환시킨다. 공정(PF4) 및 공정(PF5)에 있어서 행해지는 복수의 영역(ER)의 각각에 대한 냉각은, 복수의 열 교환실(HR)의 각각에 대하여 냉매를 서로 독립으로 순환시킴으로써 행한다.
칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 도 6에 나타내는 구성의 칠러 유닛(CH)과 동일한 기능을 가진다. 특히, 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 서로 연통하는 1 조의 제 2 분실과 제 1 분실에 대하여, 냉매의 공급 및 배출을 행한다. 예를 들면, 칠러 유닛(CH­1)은, 칠러 유닛(CH­1)에 접속하는 분실(RT­1)과 분실(VP­1)에 대하여, 냉매의 공급 및 배출을 행한다.
칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각을 구비한다. 본 예시적 실시예 2에 따른 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각은, 도 6 및 도 10의 각각에 나타내는 응축 장치(CD)와 동일한 기능을 가진다.
갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각은, 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각과 접속되고, 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각을 접속한다. 예를 들면, 갈래 라인(SL­1)은, 분실(RT­1)과 칠러 유닛(CH­1)의 응축 장치(CD­1)를 접속한다.
갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)의 각각은, 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각과 접속되고, 응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각과 접속된다. 예를 들면, 갈래 라인(DLd­1)은, 분실(VP­1)과 칠러 유닛(CH­1)의 응축 장치(CD­1)를 접속한다.
칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 팽창 밸브(EVC), 압력계(PRC)를 구비한다.
칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각을 구비하고, 조정 밸브(AVd­1) ~ 조정 밸브(AVd­n)의 각각을 구비한다.
칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각은, 팽창 밸브(EVLd­1) ~ 팽창 밸브(EVLd­n)의 각각을 구비하고, 역지 밸브(CVLd­1) ~ 역지 밸브(CVLd­n)의 각각을 구비하고, 압력계(PRLd­1) ~ 압력계(PRLd­n)의 각각을 구비한다.
응축 장치(CD­1) ~ 응축 장치(CD­n)의 각각은, 팽창 밸브(EVC)에 접속되고, 압축기(CMd­1) ~ 압축기(CMd­n)의 각각에 접속된다.
본 예시적 실시예 2에 따른 온도 조절 시스템(CS)은, 도 6에 나타내는 구성과 마찬가지로, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n), 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)를 구비한다. 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각은, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각에 마련되어 있다. 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각은, 갈래 라인(SL­1) ~ 갈래 라인(SL­n)의 각각에 마련되어 있다.
유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각은, 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각과 압력계(PRC­1)의 각각과의 사이에 마련된다. 압력계(PRC­1) ~ 압력계(PRC­n)의 각각은, 유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각과 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각과의 사이에 마련된다.
유량 조정 밸브(FCV­1) ~ 유량 조정 밸브(FCV­n)의 각각의 개방도[%]를 조정함으로써, 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각으로부터 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각에 공급되는 냉매의 유량을 조정할 수 있다.
도 13은 도 6, 도 10, 도 12의 각각에 나타내는 온도 조절 시스템(CS)이 구비하는 증발실(VP)(또한 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n))의 주요한 구성을 나타내는 도이다. 증발실(VP)의 전열벽(SF)에는 복수의 돌기부(BM)가 마련되어 있다. 분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)의 각각의 전열벽(SF)에는, 돌기부(BM)가 마련되어 있다. 돌기부(BM)는, 전열벽(SF)과 일체로 마련되고, 전열벽(SF)과 마찬가지로 비교적 높은 열전도성을 가진다.
돌기부(BM)에는, 관(PP)의 분사구(JO)가 돌기부(BM)에 대향하도록 배치되어 있다. 분사구(JO)로부터는, 냉매가 분사 방향(DR)으로 분사되어, 냉매가 돌기부(BM)에 뿜어진다. 돌기부(BM)에 뿜어진 냉매는, 돌기부(BM) 및 전열벽(SF)으로부터 열을 받을 수 있다. 돌기부(BM)에 뿜어진 냉매에 의해, 돌기부(BM) 및 전열벽(SF)의 열이 당해 냉매로 이동하므로, 배치면(FA)이 당해 냉매에 의해 열이 제거될 수 있다.
또한, 전열벽(SF)에 돌기부(BM)가 마련되는 경우만은 아니다. 예를 들면, 돌기부(BM)를 이용한 경우와 동일한 효과를 가지는 것으로서, 전열벽(SF)에 기둥 형상 핀(1.0 ~ 5.0[mm]의 직경 및 1.0 ~ 5.0[mm]의 높이를 가지는 기둥 형상 핀)이 마련되는 경우가 이용될 수 있다.
또한, 전열벽(SF)에 딤플(1.0 ~ 5.0[mm]의 직경 및 1.0 ~ 5.0[mm]의 깊이를 가지는 딤플)이 마련되는 경우가 이용될 수 있다. 또한, 전열벽(SF)의 표면 거칠기를 증가시키는 경우(6.3[μm]의 Ra 및 25[μm]의 Rz를 가지는 표면 거칠기), 전열벽(SF)의 표면에 대하여 용사 등에 의해 포러스 형상의 표면 가공이 가해지는 경우 등이 이용될 수 있다.
전열벽(SF)에 기둥 형상 핀이 마련되는 경우, 및, 전열벽(SF)에 딤플이 마련되는 경우에는, 특히 냉매가 뿜어지는 부분이 돌기부(BM)인 경우와 비교하여 더 좁혀지(더 상세해지)므로 공간 분해능이 향상된다. 전열벽(SF)의 표면 거칠기를 증가시키는 경우, 전열벽(SF)의 표면에 대하여 용사 등에 의해 포러스 형상의 표면 가공이 가해지는 경우에는, 특히 냉매가 뿜어지는 부분의 표면적이 돌기부(BM)의 경우와 비교하여 증가하므로 열 전도율이 향상된다.
온도 조절 시스템(CS)의 구성에 의하면, 열 교환부(HE)의 전열벽(SF)에 냉매를 분사하는 복수의 분사구(JO)가 배치면(FA) 상에서 봤을 때 배치면(FA) 내에 걸쳐 분산되어 배치되어 있다. 따라서, 배치면(FA) 상에서 봤을 때 냉매가 전열벽(SF)에 대하여 장소에 관계없이 균등하게 분사될 수 있다. 이 때문에, 배치면(FA)에 배치된 웨이퍼(W)에 대한 열 제거에 있어서 장소마다의 불균일이 저감될 수 있다.
배출 라인(DLd)(갈래 라인(DLd­1) ~ 갈래 라인(DLd­n)을 포함함)이, 증발실(VP)(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)을 포함함)에 있어서 분사구(JO)의 하방으로 연장되는 액 저류 영역(VPL)에 접속되어 있다. 따라서, 저벽(SFa) 상에 모인 냉매가 효율적으로 회수될 수 있다.
또한, 기화한 냉매는 열 전달율이 저하되어 있어, 열 교환에 대부분 기여하지 않으므로, 체류된 채의 상태로는 반대로 열 교환의 저해 요인이 된다. 따라서, 기화한 냉매는 신속하게 배출하는 것이 바람직하다. 따라서, 배출 라인(DLu)이 증발실(VP)(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n)을 포함함)에 있어서 분사구(JO)의 상방으로 연장되는 기체 확산 영역(VPA)에 마련된다. 따라서, 전열벽(SF)의 주위에 존재하는 냉매의 증기가 신속하게 회수될 수 있다.
또한, 증발실(VP) 및 저류실(RT)이 각각 서로 이격된 복수의 분실(분실(VP­1) ~ 분실(VP­n), 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n))로 분할되어 있는 경우에는, 복수의 분실이 배치면(FA) 상에서 봤을 때 배치면(FA) 내에 걸쳐 분산되어 배치된다. 따라서, 배치면(FA)에 배치된 웨이퍼(W)에 대한 열 제거에 있어서 장소마다의 불균일이 보다 저감될 수 있다.
또한, 저류실(RT)이 서로 이격된 복수의 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)로 분할되어 있는 경우에는, 각 분실에 공급하는 냉매의 유량이 조정 가능해진다. 따라서, 웨이퍼(W)에 대한 열 제거가 장소마다 세밀하게 제어되고, 따라서 웨이퍼(W)에 대한 열 제거에 있어서 장소마다의 불균일이 보다 한층 저감될 수 있다.
또한, 저류실(RT)의 분실(RT­1) ~ 분실(RT­n)의 각각에 대하여, 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각이 개별로 마련되어 있다. 냉매의 순환이 개별의 칠러 유닛(CH­1) ~ 칠러 유닛(CH­n)의 각각에 의해 서로 독립적으로 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)에 대한 열 제거가 장소마다 더 세밀하게 제어될 수 있다.
이상, 적합한 실시의 형태에 있어서 본 발명의 원리를 도시하여 설명했지만, 본 발명은 그러한 원리로부터 일탈하지 않고 배치 및 상세에 있어서 변경될 수 있는 것은, 당업자에 의해 인식된다. 본 발명은, 본 실시의 형태에 개시된 특정의 구성에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 특허 청구의 범위 및 그 정신의 범위로부터 오는 모든 수정 및 변경에 권리를 청구한다.
10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
12e : 배기구
12g : 반입반출구
14 : 지지부
18a : 제 1 플레이트
18b : 제 2 플레이트
22 : 직류 전원
23 : 스위치
28 : 가스 공급 라인
30 : 상부 전극
32 : 절연성 차폐 부재
34 : 전극판
34a : 가스 토출홀
36 : 전극 지지체
36a : 가스 확산실
36b : 가스 통류홀
36c : 가스 도입구
38 : 가스 공급관
40 : 가스 소스군
42 : 밸브군
44 : 유량 제어기군
46 : 퇴적물 실드
48 : 배기 플레이트
50 : 배기 장치
52 : 배기관
54 : 게이트 밸브
62 : 제 1 고주파 전원
64 : 제 2 고주파 전원
66 : 정합기
68 : 정합기
70 : 전원
AH : 가열 장치
AL1 : 기체 라인
AL2 : 기체 라인
AV : 조정 밸브
AVd : 조정 밸브
AVd­1 : 조정 밸브
AVd­n : 조정 밸브
AVu : 조정 밸브
BM : 돌기부
CD : 응축 장치
CD­1 : 응축 장치
CDa : 응축기
CD­n : 응축 장치
CH : 칠러 유닛
ChA : 칠러 장치
CH­1 : 칠러 유닛
CH­n : 칠러 유닛
CM : 압축기
CMd : 압축기
CMd­1 : 압축기
CMd­n : 압축기
CMu : 압축기
Cnt : 제어 장치
CS : 온도 조절 시스템
CVLd : 역지 밸브
CVLd­1 : 역지 밸브
CVLd­n : 역지 밸브
CVLu : 역지 밸브
CVLu­1 : 역지 밸브
CVLu­n : 역지 밸브
DLd : 배출 라인
DLd­1 : 갈래 라인
DLd­n : 갈래 라인
DLu : 배출 라인
DLu­1 : 갈래 라인
DLu­n : 갈래 라인
DR : 분사 방향
ER : 영역
ESC : 정전 척
EV1 : 팽창 밸브
EV2 : 분류 밸브
EVC : 팽창 밸브
EVLd : 팽창 밸브
EVLd­1 : 팽창 밸브
EVLd­n : 팽창 밸브
EVLu : 팽창 밸브
FA : 배치면
FCV : 유량 조정 밸브
FCV­1 : 유량 조정 밸브
FCV­n : 유량 조정 밸브
FR : 포커스 링
HE : 열 교환부
HP : 히터 전원
HR : 열 교환실
HT : 히터
In1 : 입력단
In2 : 입력단
In3 : 입력단
In4 : 입력단
In5 : 입력단
JO : 분사구
LE : 하부 전극
LSL : 포화액선
LST : 등온선
LSV : 포화 증기선
Out1 : 출력단
Out2 : 출력단
Out3 : 출력단
Out4 : 출력단
Out5 : 출력단
PD : 배치대
PP : 관
PRC : 압력계
PRC­1 : 압력계
PRC­n : 압력계
PRLd : 압력계
PRLd­1 : 압력계
PRLd­n : 압력계
PRLu : 압력계
PT1 : 동작
PT2 : 동작
PT3 : 동작
RK : 저류실
RT : 저류실
RT­1 : 분실
RT­n : 분실
S : 처리 공간
SF : 전열벽
SFa : 저벽
SL : 공급 라인
SL­1 : 갈래 라인
SL­n : 갈래 라인
TC : 온도 검출기
TDA : 온도 검출 장치
VP : 증발실
VP­1 : 분실
VP­n : 분실
VPA : 기체 확산 영역
VPL : 액 저류 영역
W : 웨이퍼
ZN1 : 과열 증기 영역
ZN2 : 습증기 영역
ZN3 : 과냉각 영역

Claims (7)

  1. 온도 조절 방법으로서,
    피처리체를 배치하는 배치대의 온도를 조절하는 제 1 공정을 구비하고,
    상기 배치대는, 복수의 영역으로 구분되어, 복수의 온도 검출기를 구비하고,
    복수의 상기 영역은, 상기 배치대의 배치면을 따라 설정되고,
    복수의 상기 온도 검출기의 각각은, 복수의 상기 영역의 각각에 배치되고,
    상기 배치대는, 칠러 장치를 거쳐 순환하는 냉매에 의한 열 교환을 행하는 복수의 열 교환실을 구비하고,
    복수의 상기 열 교환실의 각각은, 복수의 상기 영역의 각각에 배치되고,
    상기 제 1 공정은,
    상기 배치대의 온도가 제 1 온도 범위에 이르도록 상기 냉매의 압력을 조절하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정 후에, 복수의 상기 온도 검출기의 모든 검출 온도가 상기 제 1 온도 범위에 이르도록 복수의 상기 열 교환실의 각각에 공급되는 상기 냉매의 유량을 개별로 조절하는 제 3 공정
    을 구비하는,
    온도 조절 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정은, 상기 제 3 공정 후에, 상기 배치대의 온도가 상기 제 1 온도 범위와 상이한 제 2 온도 범위에 이르도록 상기 냉매의 압력을 조절하는 제 4 공정을 더 구비하는,
    온도 조절 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 4 공정은, 상기 냉매의 압력을 조절하고, 또한 상기 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 상기 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행하고,
    복수의 상기 히터의 각각은, 복수의 상기 영역의 각각에 배치되고, 복수의 상기 열 교환실의 각각과 상기 배치면과의 사이에 배치되는,
    온도 조절 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 공정은, 상기 냉매의 압력을 조절하고, 또한 상기 냉매의 건조도의 조절과 복수의 히터의 발열량의 조절 중 적어도 일방을, 상기 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 더 행하고,
    복수의 상기 히터의 각각은, 복수의 상기 영역의 각각에 배치되고, 복수의 상기 열 교환실의 각각과 상기 배치면과의 사이에 배치되는,
    온도 조절 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 공정은, 상기 냉매의 유량을 조절하고, 또한 상기 온도 검출기에 의한 검출 온도에 기초하여 복수의 히터의 발열량을 상기 히터마다 더 조절하고,
    복수의 상기 히터의 각각은, 복수의 상기 영역의 각각에 배치되고, 복수의 상기 열 교환실의 각각과 상기 배치면과의 사이에 배치되는,
    온도 조절 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 영역의 각각에 대한 냉각은, 복수의 상기 열 교환실의 각각에 대하여 상기 냉매를 서로 독립적으로 순환시킴으로써 행하는,
    온도 조절 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배치대는, 플라즈마 처리 장치의 처리 용기 내에 마련되어 있는,
    온도 조절 방법.
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