6093267 循環冷却加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6093267

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】循環冷却加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20170227BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H01L21/02 Z

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-166864(P2013-166864)

(22)【出願日】2013年8月9日

(65)【公開番号】特開2015-35556(P2015-35556A)

(43)【公開日】2015年2月19日

【審査請求日】2016年5月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】志賀 一哉

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１６８５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２２３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４１８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５３４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４８６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４１８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／００−２１／０２、２１／０４−２１／１６、

２１／３０２、２１／３０６５、２１／４６１、

Ｆ２５Ｄ １７／００−１７／０２、

Ｆ２８Ｄ １／００−１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマエッチング装置のチャンバーに対して供給される循環流体を冷却、加熱する循環冷却加熱装置において、
循環流体と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器と、
循環流体を加熱する加熱手段と、
循環流体を前記チャンバーとの間で循環させるポンプと
冷却水が流通する冷却水流通ブロックと、
冷却または加熱された循環流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
前記圧力検出手段は、前記冷却水流通ブロックに取り付けられ、
前記圧力検出手段と循環流体の圧力を取り出す圧力取出部との間は離間しているとともに、圧力取出管により接続される
ことを特徴とする循環冷却加熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の循環冷却加熱装置において、
前記圧力取出管は、重力作用方向の上側に位置する前記圧力取出部と、重力作用方向の下側に位置する前記圧力検出手段との間で傾斜して設けられ、
前記圧力取出管の傾斜角度が水平面に対して１０〜３０°である
ことを特徴とする循環冷却加熱装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の循環冷却加熱装置において、
冷却空気を所定の方向に沿って流通させる冷却ファンを備え、
前記圧力検出手段は、前記ポンプよりも前記冷却空気の流れ方向の上流側に配置されている
ことを特徴とする循環冷却加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、循環冷却加熱装置に係り、特にプラズマエッチング装置に用いられる循環冷却加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プラズマエッチング装置などの半導体処理装置には、チャンバーの温度を制御する温度制御装置が設けられている。具体的な温度制御装置では、温度調整された循環流体のポンプ吐出流量を流量計にて計測しておき、計測結果に基づいてフィードバック制御等を行うことで当該ポンプ吐出流量を目標流量に制御し、チャンバーを目標温度に維持する。従って、温度制御装置には、循環流体を冷却または加熱したり、温調された循環流体をポンプによりチャンバーとの間で循環させたり、循環流体の流量を計測したりする循環冷却加熱装置が設けられる。

【0003】

一方、循環流体の温度としては、これまで９０℃程度とされていたが、近年ではより高温に温度調整されることが望まれている。このため、羽根車等の回転部分を有する一般的な流量計では、高温の循環流体からの熱影響により、機械的信頼性が著しく低下することが懸念される。従って、高温度対応型の流量計を用いることになるが、そのような流量計は、熱影響を抑制するための複雑な構造や特殊な材料が採用されており、高価な仕様になっている。

【0004】

ところで、チャンバーへ供給される循環流体の流量と、循環流体が流れる流路での流体圧とは、互いに相関関係にあることが広く知られている（例えば、特許文献１）。このため、流量計に代えて、構造が簡素で熱影響を受けにくい圧力センサを用いることにより、検知された循環流体の圧力に基づいて、循環流体の圧力を目標圧力に維持するか、または当該圧力から換算される流量に基づいて、循環流体の流量を目標流量に制御することが考えられる。こうすることで、高価な流量計が不要となり、循環冷却加熱装置の部品コスト低減を実現できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２１０７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、圧力センサが熱影響を受けにくい構造であるとはいっても、さらに高温の循環流体が用いられる場合などには、十分に対応できない可能性がある。このような場合、圧力センサの信頼性を確保するために、特殊な構造が要求される可能性があり、高温対応型の流量計ほどではないが、循環冷却加熱装置の部品コストが嵩むという問題が生じる。

【0007】

本発明の目的は、安価な圧力センサを用いた場合でも、信頼性を確保できる循環冷却加熱装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の循環冷却加熱装置は、プラズマエッチング装置のチャンバーに対して供給される循環流体を冷却、加熱する循環冷却加熱装置において、循環流体と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器と、循環流体を加熱する加熱手段と、循環流体を前記チャンバーとの間で循環させるポンプと、冷却水が流通する冷却水流通ブロックと、冷却または加熱された循環流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、前記圧力検出手段は、前記冷却水流通ブロックに取り付けられることを特徴とする。

【0009】

本発明の循環冷却加熱装置では、前記圧力検出手段と循環流体の圧力を取り出す圧力取出部との間は離間しているとともに、所定長さの圧力取出管により接続され、前記圧力取出管は、重力作用方向の上側に位置する前記圧力取出部と、重力作用方向の下側に位置する前記圧力検出手段との間で傾斜して設けられ、前記圧力取出管の傾斜角度が水平面に対して１０〜３０°であることが望ましい。

【0010】

本発明の循環冷却加熱装置では、冷却空気を所定の方向に沿って流通させる冷却ファンを備え、前記圧力検出手段は、前記冷却空気の流れ方向の上流側に配置されていることが望ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の循環冷却加熱装置では、圧力検出手段で検出された検出結果に基づき、温度調整された循環流体のポンプからの吐出流量が一定に制御され、チャンバー温度が一定に維持される。そして、この循環冷却加熱装置においては、冷却水流通ブロックを冷却水が流通しており、冷却水流通ブロックの温度は冷却水によって低温に維持される。従って、このような冷却水流通ブロックに取り付けられた圧力検出手段も低温に維持され、高温で用いられる循環流体の熱影響を受け難くなるから、安価な圧力検出手段を用いた場合でも、その信頼性を確保できる。

【0012】

本発明の循環冷却加熱装置において、循環流体の圧力を取り出す圧力取出管を傾斜させるので、圧力取出管内に空気が存在した場合でも、そのような空気は圧力取出管の傾斜に沿って上方側に移動し、圧力取出管内から排出されるため、循環流体の圧力を応答性よく検知できる。また、このような圧力取出管の内部には、圧力取出管の長さに応じた量の循環流体が存在するが、内部の循環流体は滞留状態にあり、常時高温の循環流体が流通している訳ではないから、圧力取出管を長く設けても、循環流体からの熱影響は受け難い。
なお、圧力取出管の傾斜角度が１０°よりも小さいと、傾斜角度による圧力取出管の勾配が小さくなるので、内部の空気等を上方側から十分に逃がすことができない。反対に、傾斜角度が３０°よりも大きいと、圧力検出手段と圧力取出部とが近接し過ぎてしまうことが考えられ、レイアウト状の構造が複雑になり、メンテナンス等に手間がかかる。

【0013】

本発明の循環冷却加熱装置において、圧力検出手段を冷却空気の上流側に配置するので、低温状態にある冷却空気が圧力検出手段回りを通るようになり、圧力検出手段が冷却空気によってより効果的に冷却され、熱影響を一層抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る循環冷却加熱装置が採用されたプラズマエッチング装置を示す斜視図。

【図2】プラズマエッチング装置に設けられたチャンバーおよび温度制御装置を示す模式図。

【図3】温度制御装置を示す全体斜視図。

【図4】温度制御装置に設けられた循環冷却加熱装置の概略構成および流体回路を示す図。

【図5】温度制御装置の内部を示す平面図。

【図6】循環冷却加熱装置の正面図であり、正面側の部材を一部除いた状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を示す斜視図である。図２は、プラズマエッチング装置１に設けられたチャンバー２および温度制御装置３を示す模式図である。

【0016】

［プラズマエッチング装置全体の概略説明］
図１、図２において、プラズマエッチング装置１は、プラズマを用いたドライプロセスにより半導体ウェハＷにエッチング処理を施す装置であり、内部に複数のチャンバー２を備える（図２に１つのみを図示）。これらのチャンバー２は、温度制御装置３から供給される温調された循環流体により所定の目標温度に制御される。本実施形態の温度制御装置３は、複数のチャンバー２毎に設けられ、プラズマエッチング装置１の側方に設けられたオペレータ用のステップ４内に収容される。

【0017】

エッチング処理時には、チャンバー２内は真空引きされており、所定の低圧に維持される。この状態で、チャンバー２内にエッチングガス（プロセスガス）を導入する。導入したエッチングガスをプラズマ化し、半導体ウェハＷをエッチング処理する。このような処理を行う際に、温度制御装置３からの循環流体によってチャンバー２の温度が目標温度に制御される。

【0018】

ここで、本実施形態でのチャンバー２としては、半導体ウェハＷが載置される下部電極２Ａとその上方に配置される上部電極２Ｂとを有するとともに、これらの電極２Ａ，２Ｂの内部流路に循環流体を流通させることで温度制御される構成である。このようなチャンバー２では、電極２Ａ，２Ｂ間に印加されるＲＦ(Radio Frequency)電界を用いて容量結
合型プラズマが生成される。ただし、チャンバーの構造としては、容量結合型プラズマを生成するものの他、電子サイクロトロン共鳴プラズマ、ヘリコン波励起プラズマ、誘導結合型プラズマ、あるいはマイクロ波励起表面波プラズマ等を生成するものであってもよい。

【0019】

［温度制御装置の説明］
図３には、温度制御装置３全体の内部を後方側から見た斜視図が示されている。図４には、温度制御装置３に設けられた循環冷却加熱部５の概略構成および流体回路が示されている。図５には、温度制御装置３の内部を示す平面図が示されている。なお、図３において、図中の上側が重力作用方向の上方であり、下側が重力作用方向の下方である。その他、前後左右の方向については、図３、図５中に矢印で示した通りである。

【0020】

図３〜図５において、温度制御装置３は、循環流体を冷却、加熱するとともに、チャンバー２との間で循環流体を循環させる循環冷却加熱装置としての循環冷却加熱部５と、循環冷却加熱部５に設けられた圧力検出手段としての圧力センサ２２（後述）から出力される検出信号等に基づいて循環流体の温度を調整し、よってチャンバー２の温度を目標温度に制御する制御部６と、循環冷却加熱部５および制御部６が収容される筐体７とを備える。

【0021】

温度制御装置３において、循環冷却加熱部５および制御部６の詳細については後述するが、これらは同一平面上に前後の位置関係で配置されている。このため、循環冷却加熱部５や制御部６のメンテナンスを行う場合には、温度制御装置３の筐体７の一部を上方側に外すことで、それらを広い範囲で露出させることができ、循環冷却加熱部５および制御部６に対するメンテナンスを上方から容易に行える。さらに、メンテナンスにあたっては、温度制御装置３をステップ４の収容箇所からより広いエリアに引き出して作業を行う必要
がないから、そのようなエリアをも考慮した大きな配置スペースを確保する必要がない。

【0022】

なお、本実施形態の温度制御装置３では、循環冷却加熱部５にチラー８が接続されている。チラー８は、循環冷却加熱部５に対して一定温度の冷却水を供給、循環させる。冷却水は、循環冷却加熱部５にて循環流体を冷却するために用いられる。循環流体としては、ガルデン（アウジモンド社の登録商標）やフロリナート（３Ｍ社の登録商標）等のフッ素系冷媒が用いられる。

【0023】

［循環冷却加熱部の説明］
循環冷却加熱部５は、温度制御装置３の後方側を占める領域に設けられている。循環冷却加熱部５が後方側に位置することで、循環流体用の配管や冷却水用の配管が循環冷却加熱部５から後方側に向けて延出され、プラズマエッチング装置１本体の下方を通ってチャンバー２やチラー８に接続される。従って、それらの配管は、プラズマエッチング装置１の外部に露出することがなく、プラズマエッチング装置１の配置スペースの他に配管専用のスペースを別途設ける必要がない。

【0024】

また、循環冷却加熱部５とチャンバー２等が近い位置関係にあるので、配管の長さも短くてよく、循環流体の使用量が少なくて済む。このため、循環流体を貯留する後述のタンク１０や熱交換器１４の容量すなわち大きさを小さくでき、循環冷却加熱部５、ひいては温度制御装置３を格段に小型化できて、温度制御装置３がステップ４のような狭い配置スペースに確実に収容可能である。

【0025】

具体的に、循環冷却加熱部５は、循環流体が貯留されるタンク１０を備える。タンク１０には、循環流体の流入部１１Ａを有する流入路１１と、流出部１２Ａを有する流出路１２とが接続されている。タンク１０内には循環流体が貯留されるが、循環流体の上方には循環流体で満たされていない隙間空間が生じており、図３にタンク１０を一部断面して示すように、その隙間空間によって空気室１０Ａが形成されている。

【0026】

循環流体が冷却、加熱されて収縮、膨張した場合には、この空気室１０Ａの容積変化により対応することが可能である。また、空気室１０Ａの容積変化に基づく過度の圧力変動を防止するため、タンク１０の側面にはブリーザ１３が設けられている。ブリーザ１３は、空気室１０Ａの圧力に応じて空気室１０Ａと外部との間で空気の出し入れを行い、空気室１０Ａの圧力を所定の範囲内に維持する。

【0027】

タンク１０内には、循環流体に常に浸漬された状態で熱交換器１４が収容されている。循環流体の流入路１１の先端は、タンク１０内で熱交換器１４に接続される。熱交換器１４には、循環流体をタンク１０内に流出させる出口部１４Ａが設けられている。熱交換器１４は、循環流体と冷却水との間で熱交換を行い、循環流体を冷却する。このため、熱交換器１４には、冷却水の流入部１５Ａを有する流入路１５と、流出部１６Ａを有する流出路１６とが接続されている。このような流入路１５および流出路１６により冷却水用の一連の流路が形成され、その途中が必要な長さ分だけ熱交換器１４内に収容されている。

【0028】

熱交換器１４が循環流体に浸漬されていることで、熱交換器１４に流入した循環流体は、冷却後の循環流体によっても熱交換器１４の外部からも冷却されることになる。また、タンク１０内に熱交換器１４が収容されることにより、タンク１０のサイズが多少大きくなるが、タンク１０の外に熱交換器１４の配置スペースを確保する必要がないから、タンク１０自身の大きさが多少大きくなる分を考慮しても、循環冷却加熱部５全体としては確実に小型化できる。

【0029】

さらに、タンク１０内には、３つのシーズヒーターで構成された加熱手段１７が収容されている。各ヒータの端子１７Ａがタンク１０上部に露出しており、これらの端子１７Ａ
を介して電力が供給され、ヒータが発熱する。発熱したヒータにより、循環流体が加熱される。

【0030】

ここで、タンク１０内において、循環流体の流入路１１には、リリーフ弁１８が設けられている。何らかの理由で熱交換器１４内への循環流体の流入が制限される事態が生じた場合には、熱交換器１４内の循環流体の圧力が所定圧を越えた時点でリリーフ弁１８が開放し、循環流体をタンク１０内に逃がす。

【0031】

タンク１０外において、循環流体の流出路１２には、前方の制御部６と後方のタンク１０との間に配置され、モーター１９によって駆動されるポンプ２０が設けられている。流出路１２上でポンプ２０の下流には、温度センサ２１が設けられ、さらにその下流には、圧力検出手段としての圧力センサ２２で検出される圧力を取り出すための圧力取出部２２Ａが設けられている。ポンプ２０を駆動することで、循環流体が循環冷却加熱部５とチャンバー２との間で循環する。なお、流出路１２の基端側は、熱交換器１４や加熱手段１７の実際の配置等を勘案し、タンク１０内の適宜な位置に開口している。

【0032】

同様にタンク１０外において、冷却水の流入路１５には、流入部１５Ａ近傍に圧力センサ２３が設けられ、その下流に比例弁２４が設けられている。流出路１６には定流量弁２６が設けられている。また、流入路１５の比例弁２４の上流側と流出路１６の定流量弁２６の上流側とがバイパス路２７で連通している。バイパス路２７には、比例弁２８が設けられている。各比例弁２４，２８の絞り機構の開度を変更し、熱交換器１４を流通する冷却水の流量を調整することで、熱交換器１４での冷却性能を調整可能である。冷却水の循環は、チラー８（図２）側の図示しないポンプによって行われる。

【0033】

ここで、流入路１５の上流端近傍の一部、流出路１６の下流端近傍の一部、およびバイパス路２７の一部は、真鍮等の金属製の冷却水流通ブロック２９の内部に設けられている。すなわち、冷却水流通ブロック２９は、流入路１５から流出路１６側へのバイパス路２７を形成するために用いられている。冷却水流通ブロック２９内を冷却水が流通することで、冷却水流通ブロック２９の温度は、循環流体が流出入する流入路１１や流出路１２の温度に比較して格段に低温に維持される。この冷却水流通ブロック２９の上部には、図６にも示すように、比例弁２４，２８が取り付けられ、冷却水流通ブロック２９の下部には、循環流体の圧力を検出する前記圧力センサ２２が冷却水の圧力を検出する圧力センサ２３と共に並設されている。

【0034】

［制御部の説明］
制御部６は、ポンプ２０の駆動、比例弁２４，２８の開度変更、および加熱手段１７のオンオフの切り換え等を温度センサ２１での検出温度、圧力センサ２２での検出圧力、その他の各種パラメータに基づいて制御する。このような制御部６は、図３に示すように、温度制御装置３の前方側を占める領域に設けられている。

【0035】

制御部６は、加熱手段１７のオンオフを切り換える切換手段としてのＳＳＲ(Solid State Relay)３０（図５）や、ポンプ２０用の駆動回路が設けられたインバータ３１を備える。制御部６にはその他、電源コネクタ３２、種々のインターフェースケーブル接続用のコネクタ、電源スイッチボックス３３、電源基板３４、インバータ３１を冷却する冷却ファン３５、ＣＰＵ(Central Processing Unit)基板３６、および操作パネル３７等が設けられている。

【0036】

ところで、従来においては、チャンバーの各電極にヒータが内蔵され、これらのヒータのオンオフを温度制御装置にて制御していた。これは従来、循環冷却加熱装置からの長い配管途中で循環流体の温度が奪われる等の理由から、電極にヒータを内蔵して循環流体をさらに加熱する必要があったからである。しかし、このような構成でも、循環流体の高温側への温度調整としては９０℃程度が限界であった。また、従来の温度制御装置では、電極に内蔵されたヒータがノイズ源となり、ノイズ対策用の高価なフィルタを必要としていた。

【0037】

これに対して本実施形態では、前述したように、循環用の配管が短く、循環流体の使用
量も少ないため、小型の加熱手段１７でも循環流体を１５０℃程度まで温度調整可能である。このことから、チャンバー２の各電極２Ａ，２Ｂにヒータを内蔵させる必要がなく、温度制御装置３のコストを確実に削減可能である。

【0038】

［筐体の説明］
図３において、筐体７は、循環冷却加熱部５および制御部６が搭載される底部パネル４１と、それらの上方および側方を覆う上部カバー４２（図３中に２点鎖線で図示）と、底部パネル４１および上部カバー４２に固定されて前方側を覆う前部カバー４３と、同様に後方側を覆う後部カバー４４（図３中に２点鎖線で図示）と、温度制御装置３内を前後に仕切る仕切パネル４５とを備える。仕切パネル４５の後方側は、循環冷却加熱部５が設けられる循環室４６とされ、前方側は、制御部６が設けられる制御室４７となっている。つまり、各室４６，４７が同一平面上に存在している。

【0039】

底部パネル４１には、循環室４６に対応した部分の周囲に沿って立上部４１Ａが設けられている。立上部４１Ａの高さＨ１は、制御室４７の外周に沿って設けられた立上部４１Ｂの高さＨ２よりも高い。つまり、底部パネル４１は、循環室４６の底側の周囲が立上部４１Ａで囲まれたパン４８を有する。パン４８の底面には、循環流体を検出する液漏れセンサ４９が設けられている。

【0040】

循環室４６では、循環流体および冷却水が流出入することから、万一循環室４６内で循環流体や冷却水が漏れ出しても、それらがパン４８で受けられる。従って、循環流体および冷却水が制御室４７に流れ出て電子部品等に影響を及ぼしたり、外部に漏れ出したりするのを防止できる。また、パン４８に漏れ出た循環流体や冷却水は、液漏れセンサ４９で検出され、この状況が操作パネル３７あるいはプラズマエッチング装置１に設けられた表示装置などに表示される。

【0041】

上部カバー４２は、上面部５１および左右の側面部５２，５２を有した形状であり、底部パネル４１、前部カバー４３、および後部カバー４４との固定を解除したうえで、左右の把手を利用して上方に外すことが可能である。上部カバー４２の上面部５１には、制御室４７にあって、前述の操作パネル３７が取り付けられる。

【0042】

前部カバー４３には、電源コネクタ３２、信号送受信用のコネクタ、電源スイッチボックス３３などがプレート３８を介して取り付けられる。前部カバー４３には、制御部６を構成する電気、電子部品からの熱を逃がすための多数のスリット３９…が設けられている。このようなスリット３９は、上部カバー４２の側面部５２および後部カバー４４にも設けられる。
後部カバー４４には、循環流体の流入部１１Ａ、流出部１２Ａ、冷却水の流入部１５Ａ、流出部１６Ａとの干渉を避けるための複数の開口が設けられる。

【0043】

仕切パネル４５は、第１面状部４５Ａおよび第２面状部４５Ｂを有することで、平面視にてクランク状に形成されている。制御室４７内のＳＳＲ３０、インバータ３１、電源スイッチボックス３３、電源基板３４、冷却ファン３５、および操作パネル３７等は、制御室４７のうち、第１面状部４５Ａで区画された広い方の配置スペースに配置されている。一方で、第２面状部４５Ｂで区画された制御室４７の狭い配置スペース側には、ＣＰＵ基板３６等が配置される。

【0044】

また、制御室４７の広い配置スペースの後方側は、循環室４６の中でも、第１面状部４５Ａで区画された狭い方の配置スペースとされ、この配置スペースには、比例弁２４，２８、定流量弁２６、および冷却水用の圧力センサ２３、冷却水流通ブロック２９等が配置されている。反対に、制御室４７の狭い配置スペースの後方側は、循環室４６にあって、第２面状部４５Ｂで区画された広い方の配置スペースとされ、この配置スペースには、タンク１０、ポンプ２０、温度センサ２１等が配置されている。

【0045】

仕切パネル４５の左右両端側には、第１、第２面状部４５Ａ，４５Ｂに対して折曲した四角形状の取付片５３，５４が一体に設けられている。循環室４６の狭い方の配置スペースには、取付片５３に取り付けられた冷却ファンとしての吸込ファン５５が配置されている。循環室４６の広い方の配置スペースには、取付片５４に取り付けられた冷却ファンとしての吐出ファン５６が配置されている。上部カバー４２の各側面部５２において、これらのファン５５，５６に対応した位置には、冷却空気が流出入する開口が設けられる。

【0046】

［循環室内での冷却風の流れの説明］
図５には、温度制御装置３の内部の平面図が示されている。この図５には、循環室４６内を流れる冷却空気の様子が網掛けされた矢印で描かれている。

【0047】

図５において、温度制御装置３の外部から右側の吸込ファン５５によって吸引された冷却空気は先ず、仕切パネル４５を構成する第１面状部４５Ａの背面に沿って左側へ流れる。第１面状部４５Ａの前面には、ＳＳＲ３０やインバータ３１等の発熱部品が取り付けられており、第１面状部４５Ａの背面は、それら発熱された熱の放熱面になっている。従って、このような背面に沿って冷却空気が流れることにより、第１面状部４５Ａを通して放熱された熱を即座に筐体７外に逃がすことができ、循環室４６内にこもるのを抑制できる。

【0048】

その後に冷却空気は、循環室４６の広い方の配置スペースに移り、第２面状部４５Ｂとタンク１０との間に流れ込む。この結果、冷却空気は、モーター１９およびこれによって駆動されるポンプ２０を冷却する。冷却空気はこの後、左側の吐出ファン５６を通して温度制御装置３の外部に吐き出される。

【0049】

また、冷却空気の流れ方向の上流側には、圧力センサ２２（図６）等が取り付けられた冷却水流通ブロック２９が配置されており、冷却水流通ブロック２９の周辺の空気が冷却空気之流れに乗って吐出ファン５６から吐き出され、圧力センサ２２等が低い温度の空間内に露出している。圧力センサ２３やその他の比例弁２４，２８、定流量弁２６なども同様である。

【0050】

［圧力センサおよび圧力取出管の配置構造］
図６は、循環冷却加熱部５の正面図であり、正面側の制御部６を構成する各部材および仕切パネル４５を除いた状態を示す図である。図６でも、上下左右の各方向を矢印で示してある。

【0051】

図３〜図６において、前述したように、循環流体の圧力を検知する圧力センサ２２は、冷却流通ブロック２９の下部に取り付けられている。冷却水流通ブロック２９内には、冷却水が流通しているため、冷却水流通ブロック２９は循環流体よりも格段に低くい冷却水によって低温となっている。そして、冷却水流通ブロック２９に取り付けられた圧力センサ２２も低温に維持されている。従って、圧力センサ２２は、高温で用いられる循環流体の熱影響を受け難くなるため、安価な圧力センサ２２を用いた場合でも、その信頼性を十分に確保でき、コストをも低減できる。

【0052】

また、圧力センサ２２が冷却水流通ブロック２９の下部に取り付けられていることで、タンク１０の上方に設けられた圧力取出部２２Ａよりも下方に位置している。また、圧力取出部２２Ａがタンク１０の上方に位置し、圧力センサ２２が冷却水流通ブロック２９の下部に位置することで、それらは左右方向においても大きく離間している。

【0053】

これらの圧力取出部２２Ａおよび圧力センサ２２は、圧力取出管２５によって接続されている。基端側が圧力取出部２２Ａに接続された圧力取出管２５は、一旦前側に水平に折曲した後、そこから右側に折曲して下方に向かって傾斜し、さらに後方の冷却水流通ブロック２９に向けて水平に折曲している。圧力取出管２５の先端は冷却水流通ブロック２９に取り付けられ、冷却水流通ブロック２９の内部を通して循環流体の圧力が圧力センサ２２に作用する。圧力取出管２５は、循環流体の圧力を取り出すための管であるため、常時循環流体が流れることはなく、その管径は流入路１１や流出路１２を構成する管体の管径よりも小さい。

【0054】

図６において、圧力取出管２５は、水平面ＨＳに対して１０〜３０°、本実施形態では約１５°の傾斜角度αで傾斜している。圧力取出管２５内に混入した空気等は、その傾斜に沿って上昇し、圧力取出部２２Ａから流出路１２へと排出される。圧力取出管２５の傾斜角度αが１０°よりも小さいと、傾斜角度αによる圧力取出管の勾配が小さくなるので、内部の空気等を上方側から十分に逃がすことができない。反対に、傾斜角度αが３０°よりも大きいと、圧力センサ２２と圧力取出部２２Ａとが近接し過ぎてしまい、他の配管や部品との配置スペースの取り合いの関係から、部品が密集するなど、レイアウト状の構造が複雑になり、メンテナンス等に手間がかかる。

【0055】

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、冷却水流通ブロック２９内には、冷却水の流入路１５の一部および流出路１６の一部の両方が設けられていたが、いずれか一方が設けられた場合でも、冷却水が流通するのには変わりないから、冷却水流通ブロックを低温に維持でき、本発明に含まれる。
そして、本実施形態の冷却水流通ブロック２９は、流入路１５から流出路１６へのバイパス路２７を形成するために用いられていたが、本発明に係る冷却水流通ブロックの用途は任意であり、圧力検出手段を取り付けるために用いられてもよい。

【0056】

前記実施形態では、圧力取出管２５が傾斜していたが、圧力センサ２２を冷却水流通ブロック２９の上部に位置させるなどし、圧力取出管２５を傾斜させず設ける場合でも、本発明に含まれる。要するに、圧力センサ等の圧力検出手段が冷却水流通ブロックに取り付けられていれば、本発明に含まれる。

【0057】

前記実施形態では、本発明に係る冷却ファンとして、吸込ファン５５および吐出ファン５６の両方が設けられていたが、それらのういちのいずれか一方のみを本発明に係る冷却ファンとして設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明は、プラズマエッチング装置用の循環冷却加熱装置として好適に利用できる。

【符号の説明】

【0059】

１…プラズマエッチング装置、２…チャンバー、３…循環冷却加熱装置、１４…熱交換器、１７…加熱手段、２０…ポンプ、２２…圧力検出手段である圧力センサ、２２Ａ…圧力取出部、２５…圧力取出管、２９…冷却水流通ブロック、５５…冷却ファンである吸込ファン、５６…冷却ファンである吐出ファン、α…傾斜角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図5】