JP7112915B2 - 温調システム - Google Patents

Description

本開示の例示的実施形態は、温調システムに関する。

プラズマ処理装置等によって、成膜およびエッチング等の加工を、半導体製造装置を用いて行う場合に、加工時に被処理体の温度を調節する。例えば、特許文献１および特許文献２には、熱制御方法およびそのシステムについての技術が開示されている。

特表２００８－５０１９２７号公報 特表２０１１－５０１０９２号公報

本開示は、被処理体を載置する載置台の温度のバラつきを低減する技術を提供する。

一つの例示的実施形態によれば、温調システムが提供される。温調システムは、熱交換部、チラー装置、加熱装置、温度検出装置、および制御装置を備える。熱交換部は、冷媒による熱交換を行い、被処理体が載置される載置台内に設けられ、複数の熱交換室を備える。複数の熱交換室のそれぞれは、載置台に設定された複数の領域のそれぞれに配置される。複数の領域は、載置台の載置面に沿って設定される。チラー装置は、複数の熱交換室との間で冷媒を循環させる。温度検出装置は、複数の温度検出器を備える。複数の温度検出器のそれぞれは、複数の領域のそれぞれに配置され、複数の熱交換室のそれぞれと載置面との間に配置される。制御装置は、チラー装置を制御することによって載置台の温度が第１温度範囲に至るように冷媒の圧力を調節する。制御装置は、この後に、チラー装置を制御することによって複数の温度検出器の全ての検出温度が第１温度範囲に至るように複数の熱交換室のそれぞれに供給される冷媒の流量を個別に調節する。

一つの例示的実施形態に係る温調システムによれば、被処理体を載置する載置台の温度のバラつきを低減し得る。

図１は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの他の構成を示す図である。 図２は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの構成の一例を示す図である。 図３は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムが用いられるプラズマ処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。 図４は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの冷凍サイクルの一例が表されているＰｈ線図（モリエル線図）を示す図である。 図５は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの冷凍サイクルを、図４と共に説明するための図である。 図６は、本開示の例示的実施形態に係る温調方法の一例を示す流れ図である。 図７は、図１に示すＸ１‐Ｘ１線に沿った下部電極の断面の一の態様を例示する図である。 図８は、図１に示すＸ１‐Ｘ１線に沿った下部電極の断面の他の態様を例示する図である。 図９は、図１に示す温調システムの動作を例示的に説明するための図である。 図１０は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの他の構成（他の例示的実施例１）を示す図である。 図１１は、図１０に示すＸ２‐Ｘ２線に沿った下部電極の断面の一の態様を例示する図である。 図１２は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムの他の構成（他の例示的実施例２）を示す図である。 図１３は、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す温調システムが備える蒸発室の主要な構成を示す図である。

（本開示の例示的実施形態の説明）
最初に本開示の種々の例示的実施形態を列記して説明する。一つの例示的実施形態によれば、温調システムが提供される。温調システムは、熱交換部、チラー装置、加熱装置、温度検出装置、および制御装置を備える。熱交換部は、冷媒による熱交換を行い、被処理体が載置される載置台内に設けられ、複数の熱交換室を備える。複数の熱交換室のそれぞれは、載置台に設定された複数の領域のそれぞれに配置される。複数の領域は、載置台の載置面に沿って設定される。チラー装置は、複数の熱交換室との間で冷媒を循環させる。温度検出装置は、複数の温度検出器を備える。複数の温度検出器のそれぞれは、複数の領域のそれぞれに配置され、複数の熱交換室のそれぞれと載置面との間に配置される。制御装置は、チラー装置を制御することによって載置台の温度が第１温度範囲に至るように冷媒の圧力を調節する。制御装置は、この後に、チラー装置を制御することによって複数の温度検出器の全ての検出温度が第１温度範囲に至るように複数の熱交換室のそれぞれに供給される冷媒の流量を個別に調節する。このように、まず載置台の温度が第１温度範囲となるように冷媒の圧力が載置台の全体に亘って調節され、この後に、載置台の全ての領域が第１温度範囲となるように冷媒の流量が領域毎に調節される。従って、載置台の温度のバラつきが効率よく低減され得る。

一つの例示的実施形態において、制御装置は、複数の温度検出器の全ての検出温度が第１温度範囲に至った後に、チラー装置を制御することによって、載置台の温度が第１温度範囲と異なる第２温度範囲に至るように冷媒の圧力を調節する。このように、載置台の全ての領域が第１温度範囲となるように領域ごとに調節された後に、冷媒の圧力が調節されることによって載置台の温度が第２温度範囲とされることは、比較的に容易となり得る。

一つの例示的実施形態において、加熱装置は、複数のヒータを更に備える。複数のヒータのそれぞれは、複数の領域のそれぞれに配置され、複数の熱交換室のそれぞれと載置面との間に配置される。制御装置は、冷媒の圧力を調節する場合、複数のヒータのそれぞれを制御することによる複数のヒータのそれぞれの発熱量の調節と、チラー装置を制御することによる冷媒の乾き度の調節との少なくとも一方を、温度検出器による検出温度に基づいて更に行う。このように、冷媒の圧力を調節する場合において例えば載置台の温度が昇温される場合には、冷媒の乾き度とヒータの発熱量との少なくとも一方が冷媒の圧力と共に調節されることによって、載置台の昇温がより速やかに行われ得る。

一つの例示的実施形態において、加熱装置は、複数のヒータを更に備える。複数のヒータのそれぞれは、複数の領域のそれぞれに配置され、複数の熱交換室のそれぞれと載置面との間に配置される。制御装置は、冷媒の流量を調節する場合、温度検出器による検出温度に基づいてヒータを制御することによってヒータの発熱量をヒータごとに更に調節する。このように、冷媒の流量を調節する場合において例えば載置台の温度が昇温される場合には、領域ごとのヒータの発熱量の調節が、領域ごとの冷媒の流量の調節と共に行われることによって、載置台の領域ごとの昇温がより正確で速やかに行われ得る。

一つの例示的実施形態において、チラー装置は、複数のチラーユニットを備え、複数のチラーユニットのそれぞれは、複数の熱交換室のそれぞれとの間で冷媒を循環させる。

一つの例示的実施形態において、載置台は、プラズマ処理装置の処理容器内に設けられている。

（本開示の例示的実施形態の詳細）
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図面を参照して、一つの例示的実施形態に係る温調システムおよび温調方法について説明する。本開示の一つの例示的実施形態に係る温調システムＣＳの構成が図１に示されている。この温調システムＣＳは、図２に示す温調システムＣＳおよび図３に示すプラズマ処理装置１０に用いられ得る。

まず、図２および図３のそれぞれに示す構成を説明する。図２に示す温調システムＣＳは、載置台ＰＤ、供給ラインＳＬ、排出ラインＤＬｄ、気体ラインＡＬ１、気体ラインＡＬ２を備える。温調システムＣＳは、熱交換部ＨＥ、チラー装置ＣｈＡ、加熱装置ＡＨ、温度検出装置ＴＤＡ、制御装置Ｃｎｔを備える。

載置台ＰＤは、載置面ＦＡを備え、ウエハＷが載置される。ウエハＷは、載置面ＦＡに載置される。載置台ＰＤは、熱交換部ＨＥ、加熱装置ＡＨ、温度検出装置ＴＤＡを備える。

熱交換部ＨＥは、複数の熱交換室ＨＲを備える。複数の熱交換室ＨＲのそれぞれは、載置台ＰＤに設定された複数の領域ＥＲのそれぞれに配置されている。熱交換室ＨＲは、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す分室ＶＰ‐ｋおよび分室ＲＴ‐ｋを含む構成（ｋは１以上ｎ以下の整数）に対応する。

載置台ＰＤは、複数の領域ＥＲに区分けされている。複数の領域ＥＲは、載置台ＰＤの載置面ＦＡに沿って設定されている。複数の熱交換室ＨＲのそれぞれは、複数の領域ＥＲのそれぞれに配置されている。

加熱装置ＡＨは、複数のヒータＨＴを備える。複数のヒータＨＴのそれぞれは、複数の領域ＥＲのそれぞれに配置されている。複数のヒータＨＴのそれぞれは、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれと載置面ＦＡとの間に配置されている。ヒータＨＴは、当該ヒータＨＴが配置された領域ＥＲ内において載置面ＦＡに沿って延びている。ヒータＨＴは、載置面ＦＡの上から見て、当該ヒータＨＴが配置された領域ＥＲを覆う。

温度検出装置ＴＤＡは、複数の温度検出器ＴＣを備える。複数の温度検出器ＴＣのそれぞれは、複数の領域ＥＲのそれぞれに配置されている。複数の温度検出器ＴＣのそれぞれは、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれと載置面ＦＡとの間に配置されている。例えば、複数の温度検出器ＴＣのそれぞれは、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれと、複数のヒータＨＴのそれぞれとの間に配置され得る。

チラー装置ＣｈＡは、凝縮装置ＣＤ、圧縮器ＣＭを備える。チラー装置ＣｈＡは、複数の熱交換室ＨＲとの間で冷媒を循環させる。凝縮装置ＣＤは、凝縮器ＣＤａ、膨張弁ＥＶ１、分流弁ＥＶ２を備える。

チラー装置ＣｈＡは、図１、図１０のそれぞれに示すチラーユニットＣＨを備え得る。チラー装置ＣｈＡは、図１２に示すチラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれを備え得る。チラー装置ＣｈＡは、更に、図１、図１０のそれぞれに示す流量調整バルブＦＣＶと、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎおよび圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎとを備え得る。

温調システムＣＳは、例えば図３に示すプラズマ処理装置１０に用いられ得る。凝縮装置ＣＤおよび圧縮器ＣＭは、図３に示すプラズマ処理装置１０のチラーユニットに含まれ得る。

図１および図２に示す温調システムＣＳは、図１０、図１２のそれぞれに示す温調システムに対応する。図１および図２に示す凝縮装置ＣＤは、図１０に示す凝縮装置ＣＤ、および、図１２に示す凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれに対応する。

図２に示す圧縮器ＣＭは、図１に示す圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれ、図１０に示す圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎ、圧縮器ＣＭｕのそれぞれ、図１２に示す圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれに、対応する。

排出ラインＤＬｄは、熱交換部ＨＥの出力端Ｏｕｔ１と圧縮器ＣＭの入力端Ｉｎ２との間に設けられている。排出ラインＤＬｄは、熱交換部ＨＥから排出された冷媒を圧縮器ＣＭに送る。

供給ラインＳＬは、熱交換部ＨＥの入力端Ｉｎ１と凝縮器ＣＤａの出力端Ｏｕｔ３との間に設けられている。膨張弁ＥＶ１は、供給ラインＳＬに設けられている。供給ラインＳＬは、膨張弁ＥＶ１を介して、凝縮器ＣＤａによって凝縮された冷媒を熱交換部ＨＥに送る。膨張弁ＥＶ１から出力される冷媒は液体状態であり、膨張弁ＥＶ１から出力される冷媒の乾き度は概ね０［％］である。

気体ラインＡＬ１は、圧縮器ＣＭの出力端Ｏｕｔ２と凝縮器ＣＤａの入力端Ｉｎ３との間に設けられている。気体ラインＡＬ２は、圧縮器ＣＭの出力端Ｏｕｔ２と、膨張弁ＥＶ１の出力端Ｏｕｔ４との間に設けられている。換言すれば、気体ラインＡＬ２は、供給ラインＳＬのうち膨張弁ＥＶ１と熱交換部ＨＥとの間の領域と、気体ラインＡＬ１との間に、設けられている。分流弁ＥＶ２は、気体ラインＡＬ２に設けられている。

気体ラインＡＬ２は、圧縮器ＣＭから気体ラインＡＬ１に送られる圧縮後の冷媒を分流する。分流弁ＥＶ２は、圧縮器ＣＭから気体ラインＡＬ２を介して熱交換部ＨＥに直接供給する冷媒の流量を調節する。分流弁ＥＶ２から出力される冷媒は気体状態であり、分流弁ＥＶ２から出力される冷媒の乾き度は概ね１００［％］である。

膨張弁ＥＶ１の入力端Ｉｎ４は、供給ラインＳＬを介して、凝縮器ＣＤａの出力端Ｏｕｔ３に接続されている。膨張弁ＥＶ１の出力端Ｏｕｔ４は、供給ラインＳＬを介して、熱交換部ＨＥの入力端Ｉｎ１に接続されている。分流弁ＥＶ２の入力端Ｉｎ５は、気体ラインＡＬ２を介して、気体ラインＡＬ１に接続されている。分流弁ＥＶ２の出力端Ｏｕｔ５は、気体ラインＡＬ２を介して、供給ラインＳＬのうち膨張弁ＥＶ１と熱交換部ＨＥとの間の領域に接続されている。

温調システムＣＳは、載置台ＰＤの温度を調節する。載置台ＰＤの温度は、例えば、載置台ＰＤの表面（ウエハＷが載置される載置面ＦＡ）の温度であり得る。載置台ＰＤは、プラズマ処理装置１０の処理容器１２内に設けられている。載置台ＰＤは、ウエハＷ（被処理体）が載置される。熱交換部ＨＥは、載置台ＰＤ内に設けられ、冷媒による熱交換を行う。

圧縮器ＣＭは、熱交換部ＨＥから排出された冷媒を圧縮する。凝縮器ＣＤａは、圧縮器ＣＭによって圧縮された冷媒を凝縮する。

温度検出装置ＴＤＡは、載置台ＰＤの温度を検出し、検出結果を制御装置Ｃｎｔに送信する。温度検出装置ＴＤＡが備える温度検出器ＴＣは、サーミスタ（thermistor）等であり、載置台ＰＤ内に設けられている。

制御装置Ｃｎｔは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。制御装置Ｃｎｔは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録装置に記録されたコンピュータプログラムをＣＰＵによって実行させる。このコンピュータプログラムは、プラズマ処理装置１０の動作を統括的に制御する機能を、当該ＣＰＵに実行させるためのプログラムを含む。このコンピュータプログラムは、特に、温調システムＣＳを用いて載置台ＰＤの温度を調節する温調処理を制御装置ＣｎｔのＣＰＵに実行させるためのプログラムを、含む。

制御装置Ｃｎｔは、温度検出装置ＴＤＡによって検出された載置台ＰＤの温度に基づいて、載置台ＰＤへの入熱と、膨張弁ＥＶ１および分流弁ＥＶ２のそれぞれの開度とを調節する。より具体的に、制御装置Ｃｎｔが膨張弁ＥＶ１を開とし分流弁ＥＶ２を閉としつつ載置台ＰＤが第１温度となるように膨張弁ＥＶ１の開度を調節している状況において、載置台ＰＤの温度を昇温させる場合が考えられ得る。このような場合に、制御装置Ｃｎｔは、載置台ＰＤに入熱すると共に、分流弁ＥＶ２を更に開としつつ載置台ＰＤの温度が第１温度より高い第２温度に至るように分流弁ＥＶ２の開度を調節する。載置台ＰＤへの入熱は、プラズマによって行われ得る。また、載置台ＰＤへの入熱は、更に、ヒータＨＴによっても行われ得る。

制御装置Ｃｎｔは、載置台ＰＤの温度が第２温度に至ると、載置台ＰＤへの入熱を終了すると共に、分流弁ＥＶ２を閉とする。制御装置Ｃｎｔは、分流弁ＥＶ２の開度の調節によって、載置台ＰＤの温度が第２温度に至るまでの時間を調節する。

図１および図２に示す温調システムＣＳは、図３に示すプラズマ処理装置１０に適用され得る。図１および図２に示す温調システムＣＳの凝縮装置ＣＤは、図５、図１０のそれぞれに示す凝縮装置ＣＤ、および、図１２に示す凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎに適用され得る。

以下では、図２に示す凝縮装置ＣＤが適用可能な温調システムＣＳが説明される。温調システムＣＳは、図３に示すプラズマ処理装置１０において用いられ得る。まず、図３を参照して、温調システムＣＳが用いられ得るプラズマ処理装置１０の構成を説明する。

図３に示すプラズマ処理装置１０は、平行平板の電極を備えるプラズマエッチング装置であり、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば略円筒形状を有している。処理容器１２は、例えば、アルミニウムの材料を有しており、処理容器１２の内壁面には陽極酸化処理が施されている。処理容器１２は、保安接地されている。

処理容器１２の底部上には、略円筒状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば絶縁材料を有している。支持部１４を構成する絶縁材料は、石英のように酸素を含み得る。支持部１４は、処理容器１２内において、処理容器１２の底部から鉛直方向に（上部電極３０に向けて）延在している。

処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持されている。載置台ＰＤは、載置台ＰＤの上面においてウエハＷを保持する。載置台ＰＤは、下部電極ＬＥおよび静電チャックＥＳＣを有している。

下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属材料を有しており、略円盤形状をなしている。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが設けられている。

静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を、一対の絶縁層の間または一対の絶縁シートの間に配置した構造を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じるクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを保持することができる。

第２プレート１８ｂの周縁部上には、ウエハＷのエッジおよび静電チャックＥＳＣを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料を有しており、例えば石英を有し得る。

第２プレート１８ｂの内部には、図１、図１０、図１２に示す分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎが設けられている。蒸発室ＶＰは、蒸発室ＶＰの伝熱壁ＳＦにおいて冷媒を蒸発させることによって蒸発室ＶＰの伝熱壁ＳＦ上にある静電チャックＥＳＣの温度を下げ、静電チャックＥＳＣに載置されるウエハＷを冷却し得る。第１プレート１８ａの内部には、図１、図１０、図１２に示す分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎが設けられている。貯留室ＲＴは、蒸発室ＶＰに供給する冷媒を貯留する。

なお、本明細書において、固体からでも液体からでも気体に相変化する現象を「気化」といい、固体や液体の表面だけで気化が生じることを「蒸発」という。更に液体の内部から気化が生じることを「沸騰」という。冷媒が噴出して伝熱壁に接触した際に、冷媒が液体から気体に蒸発し、その際、伝熱壁から潜熱または気化熱と呼ばれる熱量が冷媒に移動する。

プラズマ処理装置１０は、図１、図１０に示すチラーユニットＣＨ（または、図１２に示すチラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎ）を備える。チラーユニットＣＨ等は、供給ラインＳＬ等、貯留室ＲＴ等、蒸発室ＶＰ等、排出ラインＤＬｄ等を介して、冷媒を循環させて、静電チャックＥＳＣの温度を下げ、静電チャックＥＳＣに載置されるウエハＷを冷却する。

チラーユニットＣＨ等は、図１、図３、図１０のそれぞれに示すチラーユニットＣＨ、図１２に示すチラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎを含む。供給ラインＳＬ等は、図２、図３のそれぞれに示す供給ラインＳＬ、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎを含む。貯留室ＲＴ等は、図３に示す貯留室ＲＴ、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎを含む。蒸発室ＶＰ等は、図３に示す蒸発室ＶＰ、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎを含む。排出ラインＤＬｄ等は、図２、図３のそれぞれに示す排出ラインＤＬｄ、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎ、図１０に示す排出ラインＤＬｕを含む。

冷媒は、供給ラインＳＬ等を介して、チラーユニットＣＨ等から貯留室ＲＴ等に供給される。冷媒は、排出ラインＤＬｄ等を介して、蒸発室ＶＰ等からチラーユニットＣＨ等に排出される。

プラズマ処理装置１０は、上記した蒸発室ＶＰ等、貯留室ＲＴ等、チラーユニットＣＨ等を有する温調システムＣＳを備える。温調システムＣＳの具体的な構成については、後述される。

プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。

プラズマ処理装置１０には、加熱素子であるヒータＨＴが設けられている。ヒータＨＴは、例えば、第２プレート１８ｂ内に埋め込まれている。ヒータＨＴには、ヒータ電源ＨＰが接続されている。

ヒータ電源ＨＰからヒータＨＴに電力が供給されることによって、載置台ＰＤの温度が調整され、載置台ＰＤ上に載置されるウエハＷの温度が調整されるようになっている。なお、ヒータＨＴは、静電チャックＥＳＣに内蔵されていてもよい。

プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、載置台ＰＤの上方において、載置台ＰＤと対向配置されている。下部電極ＬＥと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。上部電極３０と下部電極ＬＥとの間には、ウエハＷにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓが提供されている。

上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。絶縁性遮蔽部材３２は、絶縁材料を有しており、例えば、石英のように酸素を含み得る。上部電極３０は、電極板３４および電極支持体３６を含み得る。

電極板３４は処理空間Ｓに面しており、当該電極板３４には複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。電極板３４は、一つの例示的実施形態では、シリコンを含有する。別の例示的実施形態では、電極板３４は、酸化シリコンを含有し得る。

電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料を有し得る。電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。

ガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に（載置台ＰＤに向けて）延びている。電極支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

ガス供給管３８には、バルブ群４２および流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを有している。

バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースのそれぞれは、バルブ群４２の対応のバルブおよび流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。

したがって、プラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一または複数のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、処理容器１２内に供給することが可能である。

プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスが被覆された構成を有し得る。デポシールドは、Ｙ_２Ｏ_３の他に、例えば、石英のように酸素を含む材料を有し得る。

処理容器１２の底部側（支持部１４が設置されている側）、且つ、支持部１４と処理容器１２の側壁との間には排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスが被覆された構成を有し得る。排気プレート４８の下方、且つ、処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。

排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。

プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２および第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波電力を発生する電源であり、２７～１００［ＭＨｚ］の周波数、一例においては６０［ＭＨｚ］の高周波電力を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されていてもよい。

第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための第２の高周波電力、すなわち高周波バイアス電力を発生する電源である。第２の高周波電源６４は、例えば、４００［ｋＨｚ］～４０．６８［ＭＨｚ］の範囲内の周波数、一例においては１３．５６［ＭＨｚ］の周波数の高周波バイアス電力を発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。

プラズマ処理装置１０は、電源７０を更に備えている。電源７０は、上部電極３０に接続されている。電源７０は、処理空間Ｓ内に存在する正イオンを電極板３４に引き込むための電圧を、上部電極３０に印加する。一例においては、電源７０は、負の直流電圧を発生する直流電源である。このような電圧が電源７０から上部電極３０に印加されると、処理空間Ｓに存在する正イオンが電極板３４に衝突する。これにより、電極板３４から二次電子および／またはシリコンが放出される。

一つの例示的実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、図２に示す制御装置Ｃｎｔを備え得る。制御装置Ｃｎｔは、バルブ群４２、流量制御器群４４、排気装置５０、第１の高周波電源６２、整合器６６、第２の高周波電源６４、整合器６８、電源７０、ヒータ電源ＨＰ等に接続されている。制御装置Ｃｎｔは更に、チラーユニットＣＨ（または、図１２に示すチラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎ）、等に接続されている。

制御装置Ｃｎｔは、制御信号を用いて、ガスソース群４０から供給されるガスの選択および流量、排気装置５０の排気、第１の高周波電源６２および第２の高周波電源６４からの電力供給、等を制御することができる。制御装置Ｃｎｔは更に、制御信号を用いて、電源７０からの電圧印加、ヒータ電源ＨＰの電力供給、チラーユニットＣＨ等から蒸発室ＶＰ等に供給される冷媒の流量等を制御し得る。

制御装置Ｃｎｔは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録装置に記録されたコンピュータプログラムをＣＰＵによって実行させる。このコンピュータプログラムは、特に、プラズマ処理装置１０で行われるプラズマ処理に係るレシピを、制御装置ＣｎｔのＣＰＵに実行させるためのプログラムを含む。

特に、制御装置Ｃｎｔは、図６に示す温調方法ＭＴを実行する。制御装置Ｃｎｔは、チラー装置ＣｈＡを制御することによって載置台ＰＤの温度が第１温度範囲に至るように冷媒の圧力を調節する。制御装置Ｃｎｔは、この後、チラー装置ＣｈＡを制御することによって複数の温度検出器ＴＣの全ての検出温度が第１温度範囲に至るように複数の熱交換室ＨＲのそれぞれに供給される冷媒の流量を個別に調節する。このように、まず載置台ＰＤの温度が第１温度範囲となるように冷媒の圧力が載置台ＰＤの全体に亘って（載置台ＰＤの全ての領域ＥＲに対して一括して）調節される。この後に、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲが第１温度範囲となるように冷媒の流量が領域ＥＲ毎に個別に調節される。従って、載置台ＰＤの温度のバラつきが効率よく低減され得る。

また、制御装置Ｃｎｔは、複数の温度検出器ＴＣの全ての検出温度が第１温度範囲に至った後にチラー装置ＣｈＡを制御することによって、載置台ＰＤの温度が第１温度範囲と異なる第２温度範囲に至るように冷媒の圧力を調節する。このように、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲが第１温度範囲となるように領域ＥＲごとに調節された後において、冷媒の圧力が調節されることによって載置台ＰＤの温度が第２温度範囲とされることは、比較的に容易になされ得る。従って、プロセス処理中に載置台ＰＤの温度を変える場合に、領域ＥＲごとに冷媒の流量を調節することによって載置台ＰＤの温度のバラつきをいったん解消した後に載置台ＰＤの温度を一括して（載置台ＰＤの全ての領域ＥＲにおいて一括して）変更させ得る。これにより、載置台ＰＤの面内の温度を均一な状態に維持しつつ載置台ＰＤの温度の調節が容易に行われ得る。

また、制御装置Ｃｎｔは、冷媒の圧力を調節する場合がある。制御装置Ｃｎｔは、複数のヒータＨＴのそれぞれを制御することによる複数のヒータＨＴのそれぞれの発熱量の調節と、チラー装置ＣｈＡを制御することによる冷媒の乾き度の調節との少なくとも一方を温度検出器ＴＣによる検出温度に基づいて更に行い得る。このように、冷媒の圧力を調節する場合において例えば載置台ＰＤの温度が昇温される場合には、冷媒の乾き度とヒータＨＴの発熱量との少なくとも一方が冷媒の圧力と共に一括して（載置台ＰＤの全ての領域ＥＲにおいて一括して）調節され得る。これにより、載置台ＰＤの昇温がより速やかに行われ得る。

また、制御装置Ｃｎｔは、冷媒の流量を調節する場合、温度検出器ＴＣによる検出温度に基づいてヒータＨＴを制御することによって、ヒータＨＴの発熱量をヒータＨＴごとに更に調節する。このように、冷媒の流量を調節する場合において例えば載置台ＰＤの温度が昇温される場合には、領域ＥＲごとのヒータＨＴの発熱量の調節が、領域ＥＲごとの冷媒の流量の調節と共にヒータＨＴごとに行われる。これによって、領域ＥＲごとの昇温がより正確で速やかに行われ得る。

図６を参照して、本開示の例示的実施形態に係る温調方法ＭＴについて説明する。温調方法ＭＴは、工程ＰＦ１（第１工程）を備える。工程ＰＦ１は、プロセス処理の実行前、および、プロセス処理の実行中において、載置台ＰＤの温度を調節し得る。工程ＰＦ１は、工程ＰＦ２（第２工程），ＰＦ３（第３工程）、ＰＦ４（第４工程）を含む。

工程ＰＦ２では、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲの温度が一括して第１温度範囲に調節される。温調システムＣＳにおける設定温度は、冷媒の圧力（蒸発圧力における蒸発温度）に直接関係し得る。従って、工程ＰＦ２は、載置台ＰＤの温度が第１温度範囲に至るように、冷媒の圧力を、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲに対し一括して、調節する。

工程ＰＦ２は、制御装置Ｃｎｔが膨張弁ＥＶ１の開度を制御することによって、供給ラインＳＬの全体において冷媒の圧力を調節する。工程ＰＦ２において載置台ＰＤの温度を昇温させる場合、膨張弁ＥＶ１の開度が増大される。膨張弁ＥＶ１の開度が増大されることによって、冷媒の蒸発圧力も上がり、よって、冷媒の蒸発温度を上げることができる。工程ＰＦ２において載置台ＰＤの温度を降温させる場合、膨張弁ＥＶ１の開度が縮小される。膨張弁ＥＶ１の開度が縮小されることによって、冷媒の蒸発圧力も下がり、よって、冷媒の蒸発温度を下げることができる。

なお、工程ＰＦ２は、載置台ＰＤの温度を昇温させる場合には、冷媒の圧力を調節する（圧力を上げる）と共に、冷媒の乾き度の調節と複数のヒータＨＴの発熱量の調節との少なくとも一方を、温度検出器ＴＣによる検出温度に基づいて更に行い得る。冷媒の乾き度の調節は、制御装置Ｃｎｔが分流弁ＥＶ２の開度を調節することによって、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲに対し一括して行われ得る。載置台ＰＤの温度を昇温させる場合、分流弁ＥＶ２の開度が増大され、気体状態の冷媒がより多く含まれることによって、冷媒の乾き度が増大される。冷媒の乾き度を用いて載置台ＰＤの温度を昇温する場合、載置台ＰＤの温度のバラつきがいったん解消され、載置台ＰＤの温度が概ね均一となった状態において、温度の均一性を保持しつつ載置台ＰＤの全体の温度を一括して容易に変更し得る。また、載置台ＰＤの温度を下降させる場合、分流弁ＥＶ２が閉とされ、気体状態の冷媒ができるだけ含まれないようにされることによって、冷媒の乾き度がほぼ０％とされる。

工程ＰＦ２によって載置台ＰＤの温度が第１温度範囲となるように一旦整えられた後に、工程ＰＦ３が実行される。工程ＰＦ３では、温度検出器ＴＣによる検出温度に基づいて載置台ＰＤの全ての領域ＥＲの温度が第１温度範囲に至るように領域ＥＲごとに冷媒の流量が調整されることによって、領域ＥＲごとの温度の調節が行われる。この場合、工程ＰＦ３は、工程ＰＦ２の後に、複数の温度検出器ＴＣの全ての検出温度が第１温度範囲に至るように複数の熱交換室ＨＲのそれぞれに供給される冷媒の流量を調節する。

冷媒の流量の調節は、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれに繋がっている流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれを制御装置Ｃｎｔが制御することによって、領域ＥＲごとに行われ得る。流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれに対する制御は、図９に示すような開度および時間の制御であり得る。工程ＰＦ３では、領域ＥＲごとに分配される冷媒の流量が調整されることによって、複数の領域ＥＲの温度が均一にされ得る。

なお、工程ＰＦ３は、載置台ＰＤの温度を昇温させる場合には、領域ＥＲごとに冷媒の流量を調節すると共に、複数のヒータＨＴの発熱量を更に調節することができる。工程ＰＦ３において行われる複数のヒータＨＴの発熱量の調節は、領域ＥＲごとに、すなわち、ヒータＨＴごとに、行われる。

工程ＰＦ４は、工程ＰＦ２および工程ＰＦ３の一連の工程によって載置台ＰＤの全ての領域ＥＲにおいて温度のバラつきが解消された状態で、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲの温度を一括して第２温度範囲に調節する。第２温度範囲は、第１温度範囲とは異なる。工程ＰＦ４は、工程ＰＦ２の場合と同様に、載置台ＰＤの温度が第２温度範囲に至るように、冷媒の圧力を、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲに対し一括して、調節する。

工程ＰＦ４は、制御装置Ｃｎｔが膨張弁ＥＶ１の開度を制御することによって、供給ラインＳＬの全体において冷媒の圧力を調節する。工程ＰＦ４において載置台ＰＤの温度を昇温させる場合、膨張弁ＥＶ１の開度が増大される。膨張弁ＥＶ１の開度が増大されることによって、冷媒の蒸発圧力も上がり、よって、冷媒の蒸発温度を上げることができる。工程ＰＦ４において載置台ＰＤの温度を降温させる場合、膨張弁ＥＶ１の開度が縮小される。膨張弁ＥＶ１の開度が縮小されることによって、冷媒の蒸発圧力も下がり、よって、冷媒の蒸発温度を下げることができる。

なお、工程ＰＦ４は、載置台ＰＤの温度を昇温させる場合には、工程ＰＦ２の場合と同様に行うことができる。すなわちこの場合、工程ＰＦ４は、冷媒の圧力を調節する（圧力を上げる）と共に、冷媒の乾き度の調節と複数のヒータＨＴの発熱量の調節との少なくとも一方を、温度検出器ＴＣによる検出温度に基づいて更に行い得る。冷媒の乾き度の調節は、制御装置Ｃｎｔが分流弁ＥＶ２の開度を調節することによって、載置台ＰＤの全ての領域ＥＲにおいて一括して行われ得る。載置台ＰＤの温度を昇温させる場合、分流弁ＥＶ２の開度が増大され、気体状態の冷媒がより多く含まれることによって、冷媒の乾き度が増大される。冷媒の乾き度を用いて載置台ＰＤの温度を昇温する場合、載置台ＰＤの温度のバラつきがいったん解消され、載置台ＰＤの温度が概ね均一となった状態において、温度の均一性を保持しつつ載置台ＰＤの全体の温度を一括して容易に変更し得る。また、載置台ＰＤの温度を下降させる場合、分流弁ＥＶ２が閉とされ、気体状態の冷媒ができるだけ含まれないようにされることによって、冷媒の乾き度がほぼ０％とされる。

工程ＰＦ２および工程ＰＦ３の一連の工程によれば、まず載置台ＰＤの温度が第１温度範囲となるように冷媒の圧力が載置台ＰＤの全体に亘って調節され、この後に、載置台ＰＤの全ての領域が第１温度範囲となるように冷媒の流量が領域ＥＲ毎に調節される。従って、載置台ＰＤの温度のバラつきが効率よく低減され得る。

また、工程ＰＦ２では、例えば載置台ＰＤの温度が昇温される場合には、冷媒の乾き度とヒータＨＴの発熱量との少なくとも一方が冷媒の圧力と共に調節されることによって、載置台ＰＤの昇温がより速やかに行われ得る。

また、工程ＰＦ３では、例えば載置台の温度が昇温される場合には、領域ごとのヒータＨＴの発熱量の調節が、領域ＥＲごとの冷媒の流量の調節と共に行われることによって、載置台ＰＤの領域ごとの昇温がより正確で速やかに行われ得る。

工程ＰＦ４によれば、工程ＰＦ３によって載置台ＰＤの全ての領域ＥＲが第１温度範囲となるように領域ＥＲごとに調節された後に、冷媒の圧力が調節されることによって載置台ＰＤの温度が第２温度範囲とされることは、比較的に容易になされ得る。

また、工程ＰＦ４では、例えば載置台ＰＤの温度が昇温される場合には、冷媒の乾き度とヒータＨＴの発熱量との少なくとも一方が冷媒の圧力と共に調節されることによって、載置台ＰＤの昇温がより速やかに行われ得る。

なお、ヒータＨＴによる加熱分解能ΔＸは、５［℃］程度であり、チラー装置ＣｈＡによる冷却分解能ΔＹは、－７０［℃］程度である。ΔＸ／ΔＹの絶対値は、１０～２０程度であり得る。

以上説明した温調システムＣＳによれば、ウエハＷが載置面ＦＡに載置されている場合にウエハＷの温度がプラズマ入熱のバラつきによって不均一になっていても、ウエハＷの温度を均一に調節し得る。また、処理中にウエハＷの温度を変更する場合においても、ウエハＷの温度を面内で均一な状態に維持しつつ容易に行い得る。

図１は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムＣＳの構成を詳細に示す図である。温調システムＣＳは、チラーユニットＣＨ、供給ラインＳＬ、排出ラインＤＬｄ、熱交換部ＨＥを備える。

熱交換部ＨＥは、蒸発室ＶＰ、貯留室ＲＴ、複数の管ＰＰを備える。管ＰＰは、噴射口ＪＯを備える。熱交換部ＨＥは、載置台ＰＤ内に設けられ、載置台ＰＤの載置面ＦＡを介して冷媒による熱交換を行う。

貯留室ＲＴは、供給ラインＳＬを介してチラーユニットＣＨから供給される冷媒を貯留する。貯留室ＲＴは、供給ラインＳＬを介してチラーユニットＣＨに接続され、複数の管ＰＰを介して蒸発室ＶＰに連通する。

蒸発室ＶＰは、貯留室ＲＴに貯留された冷媒を蒸発させる。蒸発室ＶＰは、排出ラインＤＬｄを介してチラーユニットＣＨに接続され、載置台ＰＤの載置面ＦＡに亘って延在し、複数の噴射口ＪＯを含む。噴射口ＪＯは、管ＰＰの一端に設けられ、蒸発室ＶＰの内壁のうち載置面ＦＡの側にある伝熱壁ＳＦに向けて管ＰＰから冷媒が噴射されるように配置されている。

チラーユニットＣＨは、冷媒の供給ラインＳＬおよび冷媒の排出ラインＤＬｄを介して、熱交換部ＨＥに接続される。チラーユニットＣＨは、供給ラインＳＬを介して冷媒を熱交換部ＨＥに供給し、排出ラインＤＬｄを介して冷媒を熱交換部ＨＥから排出する。

チラーユニットＣＨは、圧力計ＰＲＬｄ、逆止弁ＣＶＬｄ、膨張弁ＥＶＬｄ、調整弁ＡＶ、圧縮器ＣＭ、凝縮装置ＣＤ、膨張弁ＥＶＣ、圧力計ＰＲＣを備える。蒸発室ＶＰは第２プレート１８ｂに設けられ、貯留室ＲＴは第１プレート１８ａに設けられる。

供給ラインＳＬは、より具体的に、凝縮装置ＣＤと貯留室ＲＴとを接続する。排出ラインＤＬｄは、より具体的に、凝縮装置ＣＤと蒸発室ＶＰとを接続する。

チラーユニットＣＨにおいて、膨張弁ＥＶＣ、圧力計ＰＲＣは、凝縮装置ＣＤの側から順に直列的に、供給ラインＳＬに設けられている。チラーユニットＣＨにおいて、圧縮器ＣＭ、調整弁ＡＶ、膨張弁ＥＶＬｄ、逆止弁ＣＶＬｄ、圧力計ＰＲＬｄは、凝縮装置ＣＤの側から順に直列的に、排出ラインＤＬｄに設けられている。

凝縮装置ＣＤの出口は膨張弁ＥＶＣの入口に接続され、膨張弁ＥＶＣの出口は圧力計ＰＲＣの入口に接続される。圧力計ＰＲＣの出口は、貯留室ＲＴに接続される。

凝縮装置ＣＤの入口は圧縮器ＣＭの出口に接続され、圧縮器ＣＭの入口は調整弁ＡＶの出口に接続される。調整弁ＡＶの入口は膨張弁ＥＶＬｄの出口に接続され、膨張弁ＥＶＬｄの入口は逆止弁ＣＶＬｄの出口に接続される。

逆止弁ＣＶＬｄの入口は圧力計ＰＲＬｄの出口に接続され、圧力計ＰＲＬｄの入口は排出ラインＤＬｄに接続される。排出ラインＤＬｄは、蒸発室ＶＰにおいて噴射口ＪＯの下方に延在する液溜まり領域ＶＰＬに接続される。液溜まり領域ＶＰＬは、蒸発室ＶＰ内において露出されている底壁ＳＦａの表面から噴射口ＪＯに至る蒸発室ＶＰ内の領域である。

液溜まり領域ＶＰＬは、噴射口ＪＯから噴射された冷媒のうち液相状態の冷媒（液体としての冷媒）が溜まり得る空間領域である（以下、本開示において同様）。なお、蒸発室ＶＰ内のうち、液溜まり領域ＶＰＬを除く領域は気体拡散領域ＶＰＡを含む。気体拡散領域ＶＰＡは、蒸発室ＶＰにおいて噴射口ＪＯの上方に延在しており、噴射口ＪＯから噴射された冷媒のうち気相状態の冷媒（気体としての冷媒）が拡散し得る空間領域である（以下、本明細書の記載において同様）。

膨張弁ＥＶＣ、調整弁ＡＶ、膨張弁ＥＶＬｄ、逆止弁ＣＶＬｄは、制御装置Ｃｎｔによって、それぞれの開度［％］が制御される。

図４、図５を参照して、温調システムＣＳの冷凍サイクルについて説明する。図４は、温調システムＣＳの冷凍サイクルが表されているＰｈ線図（モリエル線図）を示す図である。図５は、温調システムＣＳの冷凍サイクルを、図４と共に説明するための図である。

まず、熱交換部ＨＥの蒸発室ＶＰ（または、図１、図１０、図１２に示す分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）から排出された冷媒は、図１、図１０、図１２に示す圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎ、図１０に示す圧縮器ＣＭｕの入口に至り、状態ＳＴ１となる。状態ＳＴ１は、過熱蒸気領域ＺＮ１にある。冷媒は、圧縮器ＣＭによって一定の比エントロピー（specific entropy）線に沿って圧縮されつつ圧縮器ＣＭの出口に至り、状態ＳＴ２となる。状態ＳＴ２は、過熱蒸気領域ＺＮ１にある。

圧縮器ＣＭから排出された冷媒は、凝縮装置ＣＤ（または、図１２に示す凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎ）によって、等圧線に沿って凝縮されつつ飽和蒸気線ＬＳＶおよび飽和液線ＬＳＬを横切り、凝縮装置ＣＤの出口に至り、状態ＳＴ３となる。状態ＳＴ３は、過冷却領域ＺＮ３にある。凝縮装置ＣＤから排出された冷媒は、膨張弁ＥＶＣによって、一定の比エンタルピー（specific enthalpy）線に沿って膨張されつつ飽和液線ＬＳＬを横切り膨張弁ＥＶＣの出口に至り、状態ＳＴ４となる。状態ＳＴ４は、湿り蒸気領域ＺＮ２にある。

図４に示すＰｈ線図では、過冷却領域ＺＮ３、湿り蒸気領域ＺＮ２、過熱蒸気領域ＺＮ１に亘って通常１０℃間隔で等温線が引かれている。図４に記載の等温線ＬＳＴは、比エンタルピーの増加に伴って、過冷却領域ＺＮ３においては垂直に近い右下がりの曲線として伸びている。更に、等温線ＬＳＴは、比エンタルピーの増加に伴って、飽和液線ＬＳＬの交点で折れ曲がり、湿り蒸気領域ＺＮ２において水平に直線として（圧力一定の線として）伸びている。

更に、等温線ＬＳＴは、比エンタルピーの増加に伴って、飽和蒸気線ＬＳＶの交点で再び折れ曲がり、過熱蒸気領域ＺＮ１において右下がりの曲線として伸びている。図４に記載の等温線ＬＳＴは、このような等温線の一例である。湿り蒸気領域ＺＮ２における冷媒では、蒸発または凝縮過程の中間状態になっており、飽和液と飽和蒸気が共存している。理論冷凍サイクルにおいて、蒸発または凝縮過程では圧力と温度とは一定となる。

膨張弁ＥＶＣから排出された低圧・低温の湿り蒸気状態の冷媒（状態ＳＴ４）は、蒸発室ＶＰによって、伝熱壁ＳＦから熱を奪い等圧線に沿って蒸発されつつ、飽和蒸気線ＬＳＶを横切り蒸発室ＶＰの出口に至る。理論冷凍サイクルにおいて、飽和状態では、冷媒の圧力を指定すれば飽和温度が定まり、温度を指定すれば飽和圧力が定まる。したがって、冷媒の蒸発温度は圧力によって制御可能である。

蒸発室ＶＰでは等温変化（状態ＳＴ４から状態ＳＴ１）の間に、冷媒の比エンタルピーはｈ４からｈ１まで増加する。冷媒［ｋｇ］が周囲の比冷却体（伝熱壁）から奪う熱量を冷凍効果Ｗｒ［ｋＪ／ｋｇ］と呼び、冷媒［１ｋｇ］が比冷却体から受け取る熱量に等しく、蒸発室ＶＰ入口から出口までの冷媒の比エンタルピー増加量：ｈ１－ｈ４［ｋＪ／ｋｇ］に等しくなる。よって、Ｗｒ＝ｈ１－ｈ４の関係が成り立つ。

冷凍能力Φ０［ｋＪ／ｓ］（または［ｋＷ］）は、次式のように、冷凍効果Ｗｒ［ｋＪ／ｋｇ］と冷媒循環量Ｑｍｒ［ｋｇ／ｓ］との積として求められる。
Φ０＝Ｑｍｒ×Ｗｒ＝Ｑｍｒ×（ｈ１－ｈ４）。
ただし、Ｗｒ，ｈ１，ｈ４のそれぞれは以下のように定義される。
Ｗｒ：冷凍効果［ｋＪ／ｋｇ］。
ｈ１：蒸発室ＶＰ出口の冷媒（過熱蒸気）の比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］。
ｈ４：蒸発室ＶＰ入口の冷媒（湿り蒸気）の比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］。

温調システムＣＳによって被冷却体を冷却できる能力のことを冷凍能力と呼ぶ。したがって、冷凍能力は冷媒の冷凍効果、冷媒の循環量と比例関係にある。また、蒸発室ＶＰが分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ－ｎに分割される場合にも、冷媒循環量が調整されることによって、分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ－ｎのそれぞれの冷凍能力が制御され得る。

温調システムＣＳは、図４、図５に示す上記のような冷凍サイクルにおける冷媒の循環によって、蒸発室ＶＰにおいて熱交換を行う。図４、図５に示す冷凍サイクルは、図１に示す温調システムＣＳだけではなく、以下で説明する他の例示的実施例１および他の例示的実施例２のそれぞれの温調システムＣＳにおいても、同様に実現される。

なお、温調システムＣＳの冷凍能力Φ０は、冷媒循環量Ｑｍｒに比例する。従って、工程ＰＦ３において、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれに供給する冷媒の流量を調節することによって、複数の領域ＥＲごとの温度調節が行える。

また、冷媒の乾き度が高い程、蒸発室ＶＰ入口の冷媒（湿り蒸気）の比エンタルピーｈ４は大きくなり、冷凍効果Ｗｒは小さくなり、よって、温調システムＣＳ全体の冷凍能力Φ０は小さくなる。このため、工程ＰＦ２および工程ＰＦ４において載置台ＰＤの温度を上昇させる場合には、冷媒の乾き度を高くすることが有効となる。

温調システムＣＳの蒸発室ＶＰおよび貯留室ＲＴについて、図１を参照して更に詳細に説明する。温調システムＣＳの蒸発室ＶＰは、複数の第１分室（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）を備える。分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎは、載置台ＰＤの第２プレート１８ｂ内において互いに離隔されている。第１分室（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）は、噴射口ＪＯを含み、載置面ＦＡ上から見て載置面ＦＡ内に亘って分散して配置される。

温調システムＣＳの貯留室ＲＴは、複数の第２分室（分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎ）を備える。分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎは、載置台ＰＤの第１プレート１８ａ内において互いに離隔されている。第２分室（分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎ）は、管ＰＰを介して第１分室に連通する。

排出ラインＤＬｄは、複数の第１枝ライン（枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎ）を備える。枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれは、蒸発室ＶＰの分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれに接続される。

供給ラインＳＬは、複数の第２枝ライン（枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎ）を備える。供給ラインＳＬの一端は、チラーユニットＣＨの凝縮装置ＣＤに接続されている。供給ラインＳＬの別の一端は、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎが設けられている。すなわち、チラーユニットＣＨから延びる供給ラインＳＬは、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎに分岐されている。枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれは、貯留室ＲＴの分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれに接続される。

チラーユニットＣＨは、圧力計ＰＲＣ、膨張弁ＥＶＣを備える。圧力計ＰＲＣ、膨張弁ＥＶＣは、供給ラインＳＬ上に設けられている。膨張弁ＥＶＣは、供給ラインＳＬ上において、凝縮装置ＣＤと圧力計ＰＲＣとの間に配置されている。

チラーユニットＣＨは、複数の圧力計ＰＲＬｄ（圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎ）、複数の逆止弁ＣＶＬｄ（逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎ）を備える。チラーユニットＣＨは、複数の膨張弁ＥＶＬｄ（膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎ）、複数の調整弁ＡＶ（調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎ）、複数の圧縮器ＣＭ（圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎ）を備える。

圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれに設けられている。調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれに設けられている。

膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれに設けられている。逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれに設けられている。圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれに設けられている。

凝縮装置ＣＤは、圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれに接続される。圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれは、調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれに接続される。調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれは、膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎのそれぞれに接続される。

膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎのそれぞれは、逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれに接続される。逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれは、圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎのそれぞれに接続される。圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎのそれぞれは、分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれに接続される。

供給ラインＳＬ上において、チラーユニットＣＨの圧力計ＰＲＣは、流量調整バルブＦＣＶに接続されている。流量調整バルブＦＣＶは、チラーユニットＣＨと、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎとに接続される。流量調整バルブＦＣＶは、供給ラインＳＬ上において、チラーユニットＣＨと枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎとの間に配置されている。

枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれには、流量調整バルブ（流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれ）と、圧力計（圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれ）とが設けられている。例えば、枝ラインＳＬ‐１上には、流量調整バルブＦＣＶ‐１、圧力計ＰＲＣ‐１が設けられており、枝ラインＳＬ‐ｎ上には、流量調整バルブＦＣＶ‐ｎ、圧力計ＰＲＣ‐ｎが設けられている。

流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれは、流量調整バルブＦＣＶに接続されている。圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれは、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれに接続されている。分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれは、圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれに接続されている。

流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれは、流量調整バルブＦＣＶと、圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれとの間に配置されている。圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれは、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれと、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれとの間に配置されている。

チラーユニットＣＨから蒸発室ＶＰ（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれ）に供給ラインＳＬを介して出力される冷媒は、まず流量調整バルブＦＣＶの開度［％］を調整することによって流量が一括して調整される。この後、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれの開度［％］を調整することによって枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれにおける流量（分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれに供給する冷媒の流量）が個別に調整され得る。

流量調整バルブＦＣＶ、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎ、調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれは、制御装置Ｃｎｔによって、それぞれの開度［％］が制御される。膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎ、逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれは、制御装置Ｃｎｔによって、それぞれの開度［％］が制御される。

図７は、図１に示すＸ１‐Ｘ１線に沿った下部電極ＬＥの断面の一の態様を例示する図である。図８は、図１に示すＸ１‐Ｘ１線に沿った下部電極ＬＥの断面の他の態様を例示する図である。

図７に示すように、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎは、互いに離隔している。図７に示す断面において、載置面ＦＡ上から見て、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎは、第１プレート１８ａの円形状の断面の中心から外周に向けて径方向に順に配置されている。図７に示す断面において、載置面ＦＡ上から見て、分室ＲＴ‐１は円形状の断面を有し、分室ＲＴ‐１の外側にある分室（例えば分室ＲＴ‐ｎ）は帯状の断面を有する。

図７に示すように、載置面ＦＡ上から見て、複数の管ＰＰ（すなわち、複数の噴射口ＪＯ）は、載置面ＦＡ内に亘って分散して配置されている。図７に示すように、複数の管ＰＰのそれぞれの近傍には、管ＰＰに連通する分室（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）に接続された排出ラインＤＬｄ（枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎ）が配置されている。

なお、分室ＲＴ‐１の外側にある分室（例えば、分室ＲＴ‐ｉ、分室ＲＴ‐ｎであり、ｉは１＜ｉ＜Ｎの範囲にある整数である）は、図７に示す帯状の断面を有する場合に限らない。例えば、図８に示すように、当該帯状の断面が円周方向に更に複数に分割され離隔された断面を有し得る。

図９は、図１に示す温調システムＣＳの動作を例示的に説明するための図である。図９に示す動作（動作ＰＴ１～動作ＰＴ２）は、後述の図１０および図１２のそれぞれに示す温調システムＣＳ（他の例示的実施例１および他の例示的実施例２）においても適用され得る。

図９に示す動作は、制御装置Ｃｎｔによって制御され得る。図９に示す動作は、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれの動作であり、期間Ｔ１、期間Ｔ２等の期間の経過に応じて、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれの開度［％］を変更させる動作である。例えば期間Ｔ２は、期間Ｔ１に引き続く期間である。期間Ｔ１等の各期間において、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎそれぞれの開度［％］の合計は１００［％］となる。

動作ＰＴ１は、期間Ｔ１、期間Ｔ２等の期間の経過に応じて、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎの開度［％］を、好適に変更させる動作である。動作ＰＴ１では、例えば、期間Ｔ１において、流量調整バルブＦＣＶ‐１の開度［％］が３０［％］に設定され、流量調整バルブＦＣＶ‐ｎの開度［％］が１０［％］に設定された状態が考えられ得る。この状態から、期間Ｔ１に引き続く期間Ｔ２において、流量調整バルブＦＣＶ‐１の開度［％］が２０［％］に変更され、流量調整バルブＦＣＶ‐ｎの開度［％］が５［％］に変更される。

動作ＰＴ２は、全ての期間（期間Ｔ１等）において、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれの開度［％］を固定する動作である。動作ＰＴ２では、例えば、全ての期間（期間Ｔ１等）において、流量調整バルブＦＣＶ‐１の開度［％］が５０［％］に固定され、流量調整バルブＦＣＶ‐ｎの開度［％］が２０［％］に固定される。このように、各流量調整バルブの開度を固定し、冷媒の循環量を調整することで、プラズマ処理中の入熱が不均一であった場合でも、各分室の冷凍能力を任意に制御することができる。動作ＰＴ２は、動作ＰＴ１の具体例である。

動作ＰＴ３は、期間Ｔ１、期間Ｔ２等の期間ごとに、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのうち何れか一の流量調整バルブのみ１００［％］の開度とする動作である。動作ＰＴ３では、例えば、期間Ｔ１において、流量調整バルブＦＣＶ‐１の開度［％］が１００［％］に設定され、期間Ｔ１に引き続く期間Ｔ２において、流量調整バルブＦＣＶ‐ｎの開度［％］が１００［％］に設定される。このように、温調したい分室に対して、冷媒の供給時間を調整することで、プラズマ処理中の入熱が不均一であった場合でも、各分室の冷凍能力を任意に制御することができる。動作ＰＴ３は、動作ＰＴ１の具体例である。

（他の例示的実施例１）
図１０は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムＣＳの他の構成を示す図である。本例示的実施例１に係る温調システムＣＳは、図１に示す構成に対して、排出ラインＤＬｕが加えられた構成を有する。本例示的実施例１に係る排出ラインＤＬｕは、枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎを備える。

枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎのそれぞれは、分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれに接続される。枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎのそれぞれには、逆止弁ＣＶＬｕ‐１～逆止弁ＣＶＬｕ‐ｎが設けられている。

逆止弁ＣＶＬｕ‐１～逆止弁ＣＶＬｕ‐ｎは、第１プレート１８ａの内部に設けられていてもよいし、下部電極ＬＥの外部に設けられてもよい。逆止弁ＣＶＬｕ‐１～逆止弁ＣＶＬｕ‐ｎのそれぞれは、制御装置Ｃｎｔによって、それぞれの開度［％］が制御される。

分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎのそれぞれを介して、第１プレート１８ａに設けられた貯留室ＲＫに接続され、貯留室ＲＫは、排出ラインＤＬｕを介してチラーユニットＣＨに接続される。排出ラインＤＬｕ（枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎを含む）は、貯留室ＲＫを介して、分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれと、本例示的実施例１に係るチラーユニットＣＨとを接続する。

分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれから排出された冷媒は、枝ラインＤＬｕ‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎのそれぞれを介して貯留室ＲＫに貯留される。貯留室ＲＫに貯留された冷媒は、貯留室ＲＫから、貯留室ＲＫに接続された排出ラインＤＬｕを介してチラーユニットＣＨに送られる。

本例示的実施例１に係るチラーユニットＣＨは、排出ラインＤＬｕに接続された圧力計ＰＲＬｕ、逆止弁ＣＶＬｕ、膨張弁ＥＶＬｕ、調整弁ＡＶｕ、圧縮器ＣＭｕを更に備える。

本例示的実施例１に係る凝縮装置ＣＤは、圧縮器ＣＭｕに接続される。圧縮器ＣＭｕは、調整弁ＡＶｕに接続される。調整弁ＡＶｕは、膨張弁ＥＶＬｕに接続される。膨張弁ＥＶＬｕは、逆止弁ＣＶＬｕに接続される。逆止弁ＣＶＬｕは、圧力計ＰＲＬｕに接続される。圧力計ＰＲＬｕは、貯留室ＲＫに接続される。

圧力計ＰＲＬｕの機能は、圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎのそれぞれの機能と同様である。逆止弁ＣＶＬｕの機能は、逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれの機能と同様である。膨張弁ＥＶＬｕの機能は、膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎのそれぞれの機能と同様である。調整弁ＡＶｕの機能は、調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれの機能と同様である。圧縮器ＣＭｕの機能は、圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれの機能と同様である。

調整弁ＡＶｕ、膨張弁ＥＶＬｕ、逆止弁ＣＶＬｕのそれぞれは、制御装置Ｃｎｔによって、それぞれの開度［％］が制御される。

図１１は、図１０に示すＸ２‐Ｘ２線に沿った下部電極ＬＥの断面の一の態様を例示する図である。図１１に示すように、本例示的実施例１において、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎの形状および配置、管ＰＰの配置、枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎの配置は、図７に示す場合と同様である。

図１１に示すように、本例示的実施例１において、複数の管ＰＰのそれぞれの近傍には、更に、管ＰＰに連通する分室（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）に接続された排出ラインＤＬｕ（枝ラインＤＬｕ‐１‐１～枝ラインＤＬｕ‐ｎ）が配置されている。

（例示的実施例２）
図１２は、本開示の例示的実施形態に係る温調システムＣＳの他の構成を示す図である。例示的実施例２に係る温調システムＣＳは、複数のチラーユニット（チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎ）を有する。複数のチラーユニットのそれぞれは、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれとの間で、冷媒を、互いに独立に、循環させる。工程ＰＦ４および工程ＰＦ５において行われる複数の領域ＥＲのそれぞれに対する冷却は、複数の熱交換室ＨＲのそれぞれに対し冷媒を互いに独立に循環させることによって行う。

チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、図１に示す構成のチラーユニットＣＨと同様の機能を有する。特に、チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、互いに連通する一組の第２分室と第１分室とに対して、冷媒の供給および排出を行う。例えば、チラーユニットＣＨ‐１は、チラーユニットＣＨ‐１に接続する分室ＲＴ‐１と分室ＶＰ‐１とに対して、冷媒の供給および排出を行う。

チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれを備える。本例示的実施例２に係る凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれは、図１および図１０のそれぞれに示す凝縮装置ＣＤと同様の機能を有する。

枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれは、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれと接続され、凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれとを接続する。例えば、枝ラインＳＬ‐１は、分室ＲＴ‐１とチラーユニットＣＨ‐１の凝縮装置ＣＤ‐１とを接続する。

枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎのそれぞれは、分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれと接続され、凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれと接続される。例えば、枝ラインＤＬｄ‐１は、分室ＶＰ‐１とチラーユニットＣＨ‐１の凝縮装置ＣＤ‐１とを接続する。

チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、膨張弁ＥＶＣ、圧力計ＰＲＣを備える。

チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれを備え、調整弁ＡＶｄ‐１～調整弁ＡＶｄ‐ｎのそれぞれを備える。

チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれは、膨張弁ＥＶＬｄ‐１～膨張弁ＥＶＬｄ‐ｎのそれぞれを備え、逆止弁ＣＶＬｄ‐１～逆止弁ＣＶＬｄ‐ｎのそれぞれを備え、圧力計ＰＲＬｄ‐１～圧力計ＰＲＬｄ‐ｎのそれぞれを備える。

凝縮装置ＣＤ‐１～凝縮装置ＣＤ‐ｎのそれぞれは、膨張弁ＥＶＣに接続され、圧縮器ＣＭｄ‐１～圧縮器ＣＭｄ‐ｎのそれぞれに接続される。

本例示的実施例２に係る温調システムＣＳは、図１に示す構成と同様に、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎ、圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎを備える。流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれに設けられている。圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれは、枝ラインＳＬ‐１～枝ラインＳＬ‐ｎのそれぞれに設けられている。

流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれは、チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれと圧力計ＰＲＣ‐１のそれぞれとの間に設けられる。圧力計ＰＲＣ‐１～圧力計ＰＲＣ‐ｎのそれぞれは、流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれと分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれとの間に設けられる。

流量調整バルブＦＣＶ‐１～流量調整バルブＦＣＶ‐ｎのそれぞれの開度［％］を調整することによって、チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれから分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれに供給される冷媒の流量を調整し得る。

図１３は、図１、図１０、図１２のそれぞれに示す温調システムＣＳが備える蒸発室ＶＰ（更に分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ）の主要な構成を示す図である。蒸発室ＶＰの伝熱壁ＳＦには複数の突部ＢＭが設けられている。分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎのそれぞれの伝熱壁ＳＦには、突部ＢＭが設けられている。突部ＢＭは、伝熱壁ＳＦと一体に設けられ、伝熱壁ＳＦと同様に比較的に高い熱伝導性を有する。

突部ＢＭには、管ＰＰの噴射口ＪＯが突部ＢＭに対向するように配置されている。噴射口ＪＯからは、冷媒が噴射方向ＤＲに噴射され、冷媒が突部ＢＭに吹きかけられる。突部ＢＭに吹きかけられた冷媒は、突部ＢＭおよび伝熱壁ＳＦから熱を受け得る。突部ＢＭに吹きかけられた冷媒によって、突部ＢＭおよび伝熱壁ＳＦの熱が当該冷媒に移動するので、載置面ＦＡが当該冷媒によって抜熱され得る。

なお、伝熱壁ＳＦに突部ＢＭが設けられる場合だけではない。例えば、突部ＢＭを用いた場合と同様の効果を有するものとして、伝熱壁ＳＦに柱状フィン（１．０～５．０［ｍｍ］の径および１．０～５．０［ｍｍ］の高さを有する柱状フィン）が設けられる場合が利用され得る。

また、伝熱壁ＳＦにディンプル（１．０～５．０［ｍｍ］の径および１．０～５．０［ｍｍ］の深さを有するディンプル）が設けられる場合が利用され得る。また、伝熱壁ＳＦの表面粗さを増加させる場合（６．３［μｍ］のＲａおよび２５［μｍ］のＲｚを有する表面粗さ）、伝熱壁ＳＦの表面に対し溶射等によってポーラス状の表面加工が加えられる場合、等が利用され得る。

伝熱壁ＳＦに柱状フィンが設けられる場合、および、伝熱壁ＳＦにディンプルが設けられる場合には、特に、冷媒が吹きかけられる部分が突部ＢＭの場合に比較して更に絞られる（更に詳細となる）ので空間分解能が向上される。伝熱壁ＳＦの表面粗さを増加させる場合、伝熱壁ＳＦの表面に対し溶射等によってポーラス状の表面加工が加えられる場合には、特に、冷媒が吹きかけられる部分の表面積が突部ＢＭの場合に比較して増加するので熱伝導率が向上される。

温調システムＣＳの構成によれば、熱交換部ＨＥの伝熱壁ＳＦに冷媒を噴射する複数の噴射口ＪＯが載置面ＦＡ上から見て載置面ＦＡ内に亘って分散して配置されている。従って、載置面ＦＡ上からみて冷媒が伝熱壁ＳＦに対し場所によらず均等に噴射され得る。このため、載置面ＦＡに載置されたウエハＷに対する抜熱において場所ごとのバラつきが低減され得る。

排出ラインＤＬｄ（枝ラインＤＬｄ‐１～枝ラインＤＬｄ‐ｎを含む）が、蒸発室ＶＰ（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎを含む）において噴射口ＪＯの下方に延在する液溜まり領域ＶＰＬに接続されている。従って、底壁ＳＦａ上に溜まった冷媒が効率よく回収され得る。

また、気化した冷媒は熱伝達率が低下しており熱交換に殆ど寄与しないので、滞留したままの状態では逆に熱交換の阻害要因となる。従って、気化した冷媒は速やかに排出するのが望ましい。従って、排出ラインＤＬｕが蒸発室ＶＰ（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎを含む）において噴射口ＪＯの上方に延在する気体拡散領域ＶＰＡに設けられる。従って、伝熱壁ＳＦの周囲に存在する冷媒の蒸気が速やかに回収され得る。

また、蒸発室ＶＰおよび貯留室ＲＴがそれぞれ互いに離隔された複数の分室（分室ＶＰ‐１～分室ＶＰ‐ｎ、分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎ）に分割されている場合には、複数の分室が載置面ＦＡ上から見て載置面ＦＡ内に亘って分散して配置される。従って、載置面ＦＡに載置されたウエハＷに対する抜熱において場所ごとのバラつきがより低減され得る。

また、貯留室ＲＴが互いに離隔された複数の分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎに分割されている場合には、各分室に供給する冷媒の流量が調整可能となる。従って、ウエハＷに対する抜熱が場所ごとにきめ細かく制御され、よって、ウエハＷに対する抜熱において場所ごとのバラつきがより一層低減され得る。

また、貯留室ＲＴの分室ＲＴ‐１～分室ＲＴ‐ｎのそれぞれに対して、チラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれが個別に設けられる。冷媒の循環が個別のチラーユニットＣＨ‐１～チラーユニットＣＨ‐ｎのそれぞれによって相互に独立して行い得る。従って、ウエハＷに対する抜熱が場所ごとに更にきめ細かく制御され得る。

以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ｅ…排気口、１２ｇ…搬入出口、１４…支持部、１８ａ…第１プレート、１８ｂ…第２プレート、２２…直流電源、２３…スイッチ、２８…ガス供給ライン、３０…上部電極、３２…絶縁性遮蔽部材、３４…電極板、３４ａ…ガス吐出孔、３６…電極支持体、３６ａ…ガス拡散室、３６ｂ…ガス通流孔、３６ｃ…ガス導入口、３８…ガス供給管、４０…ガスソース群、４２…バルブ群、４４…流量制御器群、４６…デポシールド、４８…排気プレート、５０…排気装置、５２…排気管、５４…ゲートバルブ、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、６６…整合器、６８…整合器、７０…電源、ＡＨ…加熱装置、ＡＬ１…気体ライン、ＡＬ２…気体ライン、ＡＶ…調整弁、ＡＶｄ…調整弁、ＡＶｄ‐１…調整弁、ＡＶｄ‐ｎ…調整弁、ＡＶｕ…調整弁、ＢＭ…突部、ＣＤ…凝縮装置、ＣＤ‐１…凝縮装置、ＣＤａ…凝縮器、ＣＤ‐ｎ…凝縮装置、ＣＨ…チラーユニット、ＣｈＡ…チラー装置、ＣＨ‐１…チラーユニット、ＣＨ‐ｎ…チラーユニット、ＣＭ…圧縮器、ＣＭｄ…圧縮器、ＣＭｄ‐１…圧縮器、ＣＭｄ‐ｎ…圧縮器、ＣＭｕ…圧縮器、Ｃｎｔ…制御装置、ＣＳ…温調システム、ＣＶＬｄ…逆止弁、ＣＶＬｄ‐１…逆止弁、ＣＶＬｄ‐ｎ…逆止弁、ＣＶＬｕ…逆止弁、ＣＶＬｕ‐１…逆止弁、ＣＶＬｕ‐ｎ…逆止弁、ＤＬｄ…排出ライン、ＤＬｄ‐１…枝ライン、ＤＬｄ‐ｎ…枝ライン、ＤＬｕ…排出ライン、ＤＬｕ‐１…枝ライン、ＤＬｕ‐ｎ…枝ライン、ＤＲ…噴射方向、ＥＲ…領域、ＥＳＣ…静電チャック、ＥＶ１…膨張弁、ＥＶ２…分流弁、ＥＶＣ…膨張弁、ＥＶＬｄ…膨張弁、ＥＶＬｄ‐１…膨張弁、ＥＶＬｄ‐ｎ…膨張弁、ＥＶＬｕ…膨張弁、ＦＡ…載置面、ＦＣＶ…流量調整バルブ、ＦＣＶ‐１…流量調整バルブ、ＦＣＶ‐ｎ…流量調整バルブ、ＦＲ…フォーカスリング、ＨＥ…熱交換部、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＲ…熱交換室、ＨＴ…ヒータ、Ｉｎ１…入力端、Ｉｎ２…入力端、Ｉｎ３…入力端、Ｉｎ４…入力端、Ｉｎ５…入力端、ＪＯ…噴射口、ＬＥ…下部電極、ＬＳＬ…飽和液線、ＬＳＴ…等温線、ＬＳＶ…飽和蒸気線、Ｏｕｔ１…出力端、Ｏｕｔ２…出力端、Ｏｕｔ３…出力端、Ｏｕｔ４…出力端、Ｏｕｔ５…出力端、ＰＤ…載置台、ＰＰ…管、ＰＲＣ…圧力計、ＰＲＣ‐１…圧力計、ＰＲＣ‐ｎ…圧力計、ＰＲＬｄ…圧力計、ＰＲＬｄ‐１…圧力計、ＰＲＬｄ‐ｎ…圧力計、ＰＲＬｕ…圧力計、ＰＴ１…動作、ＰＴ２…動作、ＰＴ３…動作、ＲＫ…貯留室、ＲＴ…貯留室、ＲＴ‐１…分室、ＲＴ‐ｎ…分室、Ｓ…処理空間、ＳＦ…伝熱壁、ＳＦａ…底壁、ＳＬ…供給ライン、ＳＬ‐１…枝ライン、ＳＬ‐ｎ…枝ライン、ＴＣ…温度検出器、ＴＤＡ…温度検出装置、ＶＰ…蒸発室、ＶＰ‐１…分室、ＶＰ‐ｎ…分室、ＶＰＡ…気体拡散領域、ＶＰＬ…液溜まり領域、Ｗ…ウエハ、ＺＮ１…過熱蒸気領域、ＺＮ２…湿り蒸気領域、ＺＮ３…過冷却領域。

Claims (6)

1. 温調システムであって、
   熱交換部、チラー装置、加熱装置、温度検出装置、および制御装置を備え、
   前記熱交換部は、冷媒による熱交換を行い、被処理体が載置される載置台内に設けられ、複数の熱交換室を備え、
   複数の前記熱交換室のそれぞれは、前記載置台に設定された複数の領域のそれぞれに配置され、
   複数の前記領域は、前記載置台の載置面に沿って設定され、
   前記チラー装置は、複数の前記熱交換室との間で前記冷媒を循環させ、
   前記温度検出装置は、複数の温度検出器を備え、
   複数の前記温度検出器のそれぞれは、複数の前記領域のそれぞれに配置され、複数の前記熱交換室のそれぞれと前記載置面との間に配置され、
   前記制御装置は、前記チラー装置を制御することによって前記載置台の温度が第１温度範囲に至るように前記冷媒の圧力を調節した後に、該チラー装置を制御することによって複数の前記温度検出器の全ての検出温度が該第１温度範囲に至るように複数の前記熱交換室のそれぞれに供給される前記冷媒の流量を個別に調節する、
   温調システム。
2. 前記制御装置は、複数の前記温度検出器の全ての検出温度が前記第１温度範囲に至った後に、前記チラー装置を制御することによって、前記載置台の温度が該第１温度範囲と異なる第２温度範囲に至るように前記冷媒の圧力を調節する、
   請求項１に記載の温調システム。
3. 前記加熱装置は、複数のヒータを更に備え、
   複数の前記ヒータのそれぞれは、複数の前記領域のそれぞれに配置され、複数の前記熱交換室のそれぞれと前記載置面との間に配置され、
   前記制御装置は、前記冷媒の圧力を調節する場合、複数の前記ヒータのそれぞれを制御することによる複数の該ヒータのそれぞれの発熱量の調節と、前記チラー装置を制御することによる該冷媒の乾き度の調節との少なくとも一方を、前記温度検出器による検出温度に基づいて更に行う、
   請求項１または請求項２に記載の温調システム。
4. 前記加熱装置は、複数のヒータを更に備え、
   複数の前記ヒータのそれぞれは、複数の前記領域のそれぞれに配置され、複数の前記熱交換室のそれぞれと前記載置面との間に配置され、
   前記制御装置は、前記冷媒の流量を調節する場合、前記温度検出器による検出温度に基づいて前記ヒータを制御することによって該ヒータの発熱量を該ヒータごとに更に調節する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の温調システム。
5. 前記チラー装置は、複数のチラーユニットを備え、
   複数の前記チラーユニットのそれぞれは、複数の前記熱交換室のそれぞれとの間で前記冷媒を循環させる、
   請求項１～４の何れか一項に記載の温調システム。
6. 前記載置台は、プラズマ処理装置の処理容器内に設けられている、
   請求項１～５の何れか一項に記載の温調システム。

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