特開 2023-66287 冷却システム、半導体製造システム、エッチング方法及びデバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066287

(43)【公開日】2023-05-15

(54)【発明の名称】冷却システム、半導体製造システム、エッチング方法及びデバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230508BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20230508BHJP

   G05D 23/00 20060101ALI20230508BHJP

   F25B 9/00 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

F25B1/00 396C

G05D23/00 Z

F25B9/00 301

F25B1/00 399Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021176928

(22)【出願日】2021-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】594185097

【氏名又は名称】伸和コントロールズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100164688

【弁理士】

【氏名又は名称】金川 良樹

(72)【発明者】

【氏名】高山 蹊男

(72)【発明者】

【氏名】森宗 歩

【テーマコード（参考）】

5F004

5H323

【Ｆターム（参考）】

5F004AA16

5F004BB22

5F004BB25

5F004BD03

5F004CA04

5F004CA06

5H323AA05

5H323CA06

5H323CB22

5H323CB33

5H323CB40

5H323EE01

5H323FF01

5H323FF04

(57)【要約】

【課題】冷凍サイクル装置が循環させる自然冷媒で冷却する冷却液によって温度制御対象を効果的に冷却できる冷却システムを提供する。
【解決手段】一実施の形態に係る冷却システムＳ１は、自然冷媒を循環させる冷凍サイクル装置１０と、自然冷媒によって冷却される第１冷却液を循環させる第１冷却液循環装置２０と、第２冷却液を温度制御対象を経由させて循環させる第２冷却液通流装置３０と、を備える。冷凍サイクル装置１０及び第１冷却液循環装置２０は、第１熱交換器４０により接続される。第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０により接続される。第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０で第１冷却液によって冷却された低温側第２冷却液と、第２熱交換器５０を通過しない高温側第２冷却液と、を受け入れる供給弁装置３０１を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自然冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、
前記自然冷媒によって冷却される第１冷却液を循環させる第１冷却液循環装置と、
第２冷却液を温度制御対象を経由させて循環させる第２冷却液通流装置と、を備え、
前記冷凍サイクル装置及び前記第１冷却液循環装置は、第１熱交換器により接続され、前記第１熱交換器で前記自然冷媒によって前記第１冷却液が冷却され、
前記第１冷却液循環装置及び前記第２冷却液通流装置は、第２熱交換器により接続され、
前記第２冷却液通流装置は、前記第２熱交換器で前記第１冷却液によって冷却された前記第２冷却液としての低温側第２冷却液と、前記第２熱交換器を通過しない前記第２冷却液としての高温側第２冷却液と、を受け入れる供給弁装置を有し、
前記供給弁装置は、前記第２冷却液として、前記低温側第２冷却液、前記高温側第２冷却液、又は互いに混合された前記低温側第２冷却液及び前記高温側第２冷却液を前記温度制御対象側に流出させる、冷却システム。

【請求項2】

前記第１冷却液循環装置は、
前記第１冷却液を吐出する前記第１熱交換器の吐出口と、前記第１冷却液を受け入れる前記第２熱交換器の受入口とを接続する第１流路と、
記第１冷却液を吐出する前記第２熱交換器の吐出口と、前記第１冷却液を受け入れる前記第１熱交換器の受入口とを接続する第２流路と、
前記第２流路から分岐し、且つ分岐した位置よりも上流側の位置で前記第２流路に接続する分岐流路と、
前記分岐流路上に設けられる第３熱交換器と、を有し、
前記高温側第２冷却液は、前記第３熱交換器が前記分岐流路から受け入れた前記第１冷却液と前記第３熱交換器で熱交換した後、前記供給弁装置に流入する、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項3】

前記第２流路に、上流ポート、下流ポート及び分岐ポートを有する流路形成三方弁が設けられ、
前記流路形成三方弁における前記上流ポートと前記下流ポートとの間の流路部分は、前記第２流路の一部を構成し、
前記分岐ポートに前記分岐流路が接続されている、請求項２に記載の冷却システム。

【請求項4】

前記第２冷却液通流装置は、前記供給弁装置から流出した後、前記第２冷却液通流装置に戻る前記第２冷却液を受け入れる戻り弁装置をさらに有し、
前記戻り弁装置は、受け入れた前記第２冷却液を、前記第２熱交換器に送る、及び／又は、前記第３熱交換器に送る、請求項２又は３に記載の冷却システム。

【請求項5】

前記供給弁装置は、第１流入ポートと、第２流入ポートと、供給ポートとを有する供給三方弁を備え、前記第１流入ポートで前記低温側第２冷却液を受け入れ、前記第２流入ポートで前記高温側第２冷却液を受け入れ、前記供給ポートから、前記低温側第２冷却液、前記高温側第２冷却液、又は互いに混合された前記低温側第２冷却液及び前記高温側第２冷却液を前記温度制御対象側に流出させ、
前記戻り弁装置は、戻りポートと、第１分配ポートと、第２分配ポートとを有する戻り三方弁を備え、前記戻りポートで前記第２冷却液を受け入れ、前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に、及び／又は、前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に送る、請求項４に記載の冷却システム。

【請求項6】

前記供給弁装置は、第１受入ポート、第１バイパスポート及び第１供給ポートを有する第１供給三方弁と、第２受入ポート、第２バイパスポート及び第２供給ポートを有する第２供給三方弁と、を備え、
前記第１供給三方弁は、前記第１受入ポートで受け入れた前記低温側第２冷却液を前記第１バイパスポート及び／又は前記第１供給ポートから流出させ、
前記第２供給三方弁は、前記第２受入ポートで受け入れた前記高温側第２冷却液を前記第２バイパスポート及び／又は前記第２供給ポートから流出させ、
前記供給弁装置は、前記第１供給ポートから流出する前記低温側第２冷却液及び／又は前記第２供給ポートから流出する前記高温側第２冷却液を、前記温度制御対象側に流出させる、請求項４に記載の冷却システム。

【請求項7】

前記戻り弁装置は、戻りポートと、第１分配ポートと、第２分配ポートとを有する戻り三方弁を備え、前記戻りポートで前記第２冷却液を受け入れ、前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に、及び／又は、前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に送る、請求項６に記載の冷却システム。

【請求項8】

前記第２冷却液通流装置は、前記第１バイパスポートに接続され、前記第１受入ポートで受け入れた前記低温側第２冷却液を前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に通流する前記第２冷却液に合流させる第１バイパス流路をさらに有する、請求項７に記載の冷却システム。

【請求項9】

前記第２冷却液通流装置は、前記第２バイパスポートに接続され、前記第２受入ポートで受け入れた前記高温側第２冷却液を前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に通流する前記第２冷却液に合流させる第２バイパス流路をさらに有する、請求項７又は８に記載の冷却システム。

【請求項10】

前記高温側第２冷却液の温度は、前記第１冷却液を通流させないセパレート熱交換器によって温度制御される、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項11】

前記冷凍サイクル装置は、圧縮された前記自然冷媒を冷却媒体によって冷却する冷却器と、前記冷却器に前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給部とを有し、
前記冷却媒体供給部は、前記冷却器と前記セパレート熱交換器とに前記冷却媒体を供給するか、又は、前記冷却器を通過した前記冷却媒体を前記セパレート熱交換器に供給する、請求項１０に記載の冷却システム。

【請求項12】

前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が下げられた際、前記流路形成三方弁は、前記第２熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を増加させるとともに、前記第３熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を減少させ、
前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が上げられた際、前記流路形成三方弁は、前記第２熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を減少させるとともに、前記第３熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を増加させる、請求項３に記載の冷却システム。

【請求項13】

前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が下げられた際、前記冷凍サイクル装置の圧縮機におけるモータの回転数を増加させ、
前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が上げられた際、前記冷凍サイクル装置の前記モータの回転数を低下させる、請求項１２に記載の冷却システム。

【請求項14】

前記第１冷却液の種類と、前記第２冷却液の種類とが異なる、請求項１乃至１３のいずれかに記載の冷却システム。

【請求項15】

前記第１冷却液は、シリコーンオイルであり、
前記第２冷却液は、エーテル系液体である、請求項１乃至１４のいずれかに記載の冷却システム。

【請求項16】

前記冷凍サイクル装置は、空気冷凍サイクル装置である、請求項１乃至１５のいずれかに記載の冷却システム。

【請求項17】

プラズマエッチング装置と、
請求項１乃至１６のいずれかに記載の冷却システムと、を備え、
前記冷却システムは、前記プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する、半導体製造システム。

【請求項18】

請求項１乃至１６のいずれかに記載の冷却システムから、プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する工程と、
前記ウェハをガスによりエッチングする工程と、を備える、エッチング方法。

【請求項19】

請求項１乃至１６のいずれかに記載の冷却システムから、プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する工程と、
前記ウェハをガスによりエッチングする工程と、を備える、デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、冷凍サイクル装置が循環させる冷媒によって冷却液を冷却する冷却システム、これを用いた半導体製造システム、エッチング方法及びデバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、自然冷媒を用いる冷凍サイクル装置が注目されている。自然冷媒は、オゾン層破壊係数及び地球温暖化係数が一般的なフロン系の冷媒に対して極めて低い。そのため、自然冷媒は、環境保護の観点で極めて有用である。

【0003】

自然冷媒としては、例えば、アンモニア、二酸化炭素、空気、酸素、窒素等が挙げられる。このうちの二酸化炭素、空気、酸素、窒素は、沸点が極めて低いため、超低温帯での冷却を可能とする。

【0004】

自然冷媒を用いる冷凍サイクル装置としては、空気を用いる空気冷凍サイクル装置が従来から知られている（例えば、特許文献１）。このような空気冷凍サイクル装置は大型冷凍庫などで既に用いられている。

【0005】

また、空気冷凍サイクル装置は、最近、超低温保管が必要な新型コロナウィルス用ワクチンの保管庫への適用でも注目を集めた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開２０１８／０７０８９３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

間接膨張式と呼ばれる冷却システムは、一般に、冷凍サイクル装置が循環させる冷媒によって冷却液循環装置が循環させる冷却液を冷却し、冷却された冷却液によって温度制御対象を冷却する。例えば上述した空気冷凍サイクル装置は、間接膨張式の冷却システムにおいて使用されてもよい。このような空気冷凍サイクル装置を用いる冷却システムは、種々の分野での活用が期待され、種々の冷却パターンでの冷却を実現することが期待される。

【0008】

しかしながら、上述したように冷媒としての空気は沸点が極めて低いため、例えば－７０℃以下等の膨張時の冷却温度の設定によっては、冷却液循環装置が循環させる冷却液の種類が制限される場合がある。

【0009】

また、極めて低温の冷媒の冷却温度は、温度制御対象に対してオーバースペックになることがある。この場合、冷却された冷却液をヒータで加熱することにより、所望する温度帯への調節がなされてもよい。しかしながら、このような調節は、エネルギー消費量の抑制の観点では望ましいと言えない。

【0010】

以上の事情に鑑みて、本発明の課題は、冷凍サイクル装置が循環させる自然冷媒で冷却する冷却液によって温度制御対象を効果的に冷却できる冷却システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一実施の形態に係る冷却システムは、自然冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、前記自然冷媒によって冷却される第１冷却液を循環させる第１冷却液循環装置と、第２冷却液を温度制御対象を経由させて循環させる第２冷却液通流装置と、を備え、前記冷凍サイクル装置及び前記第１冷却液循環装置は、第１熱交換器により接続され、前記第１熱交換器で前記自然冷媒によって前記第１冷却液が冷却され、前記第１冷却液循環装置及び前記第２冷却液通流装置は、第２熱交換器により接続され、前記第２冷却液通流装置は、前記第２熱交換器で前記第１冷却液によって冷却された前記第２冷却液としての低温側第２冷却液と、前記第２熱交換器を通過しない前記第２冷却液としての高温側第２冷却液と、を受け入れる供給弁装置を有し、前記供給弁装置は、前記第２冷却液として、前記低温側第２冷却液、前記高温側第２冷却液、又は互いに混合された前記低温側第２冷却液及び前記高温側第２冷却液を前記温度制御対象側に流出させる。

【0012】

この冷却システムでは、冷凍サイクル装置と第２冷却液通流装置との間に第１冷却液循環装置を敢えて設けることで、自然冷媒から第２冷却液への伝熱効率を、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に比べて意図的に変える。これにより、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に生じる第２冷却液の種類の選択自由度の制限を緩和できる。したがって、自然冷媒によって直接的に冷却される際に望ましいという観点で第１冷却液を選択しつつ、例えば温度制御対象に対して望ましいという観点で選択した第２冷却液によって温度制御対象を冷却することが可能となる。
また、自然冷媒から第２冷却液への伝熱効率を、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に比べて意図的に変えることで、ヒータを使用せずに第２冷却液の温度帯を所望する温度帯へ調整し得る又は近づけることができる。これにより、エネルギー消費量を抑えつつ、温度制御対象を所望の温度帯で冷却することが可能となる。さらに、第２冷却液通流装置は、供給弁装置によって、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象側に選択的に供給できる。これにより、温度制御パターンのバリエーションを増加できる。この際にヒータを使用せずに第２冷却液の温度帯を所望する温度帯へ調整し得るため、エネルギー消費量の抑制に関して有利となる。ただし、本システムは、ヒータの使用を除外するものではない。
よって、冷凍サイクル装置が循環させる自然冷媒で冷却する冷却液によって温度制御対象を効果的に冷却できる。

【0013】

前記第１冷却液循環装置は、前記第１冷却液を吐出する前記第１熱交換器の吐出口と、前記第１冷却液を受け入れる前記第２熱交換器の受入口とを接続する第１流路と、記第１冷却液を吐出する前記第２熱交換器の吐出口と、前記第１冷却液を受け入れる前記第１熱交換器の受入口とを接続する第２流路と、前記第２流路から分岐し、且つ分岐した位置よりも上流側の位置で前記第２流路に接続する分岐流路と、前記分岐流路上に設けられる第３熱交換器と、を有し、前記高温側第２冷却液は、前記第３熱交換器が前記分岐流路から受け入れた前記第１冷却液と前記第３熱交換器で熱交換した後、前記供給弁装置に流入してもよい。

【0014】

空気、二酸化炭素、酸素等の沸点が極めて低い自然冷媒の冷却温度は、温度制御対象に対してオーバースペックになることがある。このような場合に、本構成では、第２熱交換器と第３熱交換器とで冷凍能力を分配することで、オーバースペックな冷却を回避しつつ、冷凍能力を有効活用できる。また、第３熱交換器に対して専用の冷凍サイクル装置を接続する場合よりも、システム構成を簡素化及び小型化できる。

【0015】

また、前記第２流路に、上流ポート、下流ポート及び分岐ポートを有する流路形成三方弁が設けられ、前記流路形成三方弁における前記上流ポートと前記下流ポートとの間の流路部分は、前記第２流路の一部を構成し、前記分岐ポートに前記分岐流路が接続されてもよい。

【0016】

この構成では、第２熱交換器に流入する第１冷却液の送り量と、第３熱交換器に流入する第１冷却液の送り量とを所望の割合に制御できるため、第２熱交換器及び第３熱交換器を所望の冷却能力に精度良く且つ迅速に調整し易くなる。

【0017】

また、前記第２冷却液通流装置は、前記供給弁装置から流出した後、前記第２冷却液通流装置に戻る前記第２冷却液を受け入れる戻り弁装置をさらに有し、前記戻り弁装置は、受け入れた前記第２冷却液を、前記第２熱交換器に送る、及び／又は、前記第３熱交換器に送ってもよい。

【0018】

この構成では、第２熱交換器に流入する第２冷却液の送り量と、第３熱交換器に流入する第２冷却液の送り量とを所望の割合に制御できるため、第２熱交換器及び第３熱交換器を所望の冷却能力に精度良く且つ迅速に調整し易くなる。

【0019】

前記供給弁装置は、第１流入ポートと、第２流入ポートと、供給ポートとを有する供給三方弁を備え、前記第１流入ポートで前記低温側第２冷却液を受け入れ、前記第２流入ポートで前記高温側第２冷却液を受け入れ、前記供給ポートから、前記低温側第２冷却液、前記高温側第２冷却液、又は互いに混合された前記低温側第２冷却液及び前記高温側第２冷却液を前記温度制御対象側に流出させ、前記戻り弁装置は、戻りポートと、第１分配ポートと、第２分配ポートとを有する戻り三方弁を備え、前記戻りポートで前記第２冷却液を受け入れ、前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に、及び／又は、前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に送ってもよい。

【0020】

この構成では、供給弁装置から温度制御対象に供給する第２冷却液の温度調整を、供給三方弁における開度調節で行うことができる。そのため、温度制御対象に供給する第２冷却液を所望の温度に調整し易くなる。そして、温度制御対象から戻る第２冷却液を、戻り三方弁によって第２熱交換器と第３熱交換器とに所望の送り量で分配し易くなる。これにより、第２熱交換器及び／又は第３熱交換器における所望の熱交換状態を形成し易くなり、温度制御対象に供給する第２冷却液の温度制御精度を向上させることができる。

【0021】

また、前記供給弁装置は、第１受入ポート、第１バイパスポート及び第１供給ポートを有する第１供給三方弁と、第２受入ポート、第２バイパスポート及び第２供給ポートを有する第２供給三方弁と、を備え、前記第１供給三方弁は、前記第１受入ポートで受け入れた前記低温側第２冷却液を前記第１バイパスポート及び／又は前記第１供給ポートから流出させ、前記第２供給三方弁は、前記第２受入ポートで受け入れた前記高温側第２冷却液を前記第２バイパスポート及び／又は前記第２供給ポートから流出させ、前記供給弁装置は、前記第１供給ポートから流出する前記低温側第２冷却液及び／又は前記第２供給ポートから流出する前記高温側第２冷却液を、前記温度制御対象側に流出させてもよい。

【0022】

この構成では、供給弁装置から温度制御対象に供給する第２冷却液の温度調整を、第１供給三方弁及び第２供給三方弁の開度調節で行うことができる。そのため、温度制御対象に供給する第２冷却液を所望の温度に調整し易くなる。そして、開度調整の際、余剰となる第２冷却液（低温側第２冷却液又は高温側第２冷却液）を第１供給三方弁の第１バイパスポート及び第２供給三方弁の第２バイパスポートから逃がすことで流路内の圧力上昇を抑制できる。これにより、温度制御対象に供給される第２冷却液の送り量が安定し、且つ温度制御精度が向上し得る。

【0023】

また、前記戻り弁装置は、戻りポートと、第１分配ポートと、第２分配ポートとを有する戻り三方弁を備え、前記戻りポートで前記第２冷却液を受け入れ、前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に、及び／又は、前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に送ってもよい。

【0024】

この構成では、温度制御対象から戻る第２冷却液を、戻り三方弁によって第２熱交換器と第３熱交換器とに所望の送り量で分配し易くなる。

【0025】

また、前記第２冷却液通流装置は、前記第１バイパスポートに接続され、前記第１受入ポートで受け入れた前記低温側第２冷却液を前記第１分配ポートから前記第２熱交換器に通流する前記第２冷却液に合流させる第１バイパス流路をさらに有してもよい。

【0026】

この構成では、第１供給三方弁の開度調整の際、余剰となる低温側第２冷却液を第１供給三方弁の第１バイパスポートから逃がす場合に、第１バイパスポートからの低温側第２冷却液が戻り三方弁の第１分配ポートから第２熱交換器に通流する第２冷却液に合流する。ここで、合流する両液体の温度は互いに近い温度であるため、流路内の圧力変動が一層抑制され得る。

【0027】

また、前記第２冷却液通流装置は、前記第２バイパスポートに接続され、前記第２受入ポートで受け入れた前記高温側第２冷却液を前記第２分配ポートから前記第３熱交換器に通流する前記第２冷却液に合流させる第２バイパス流路をさらに有してもよい。

【0028】

この構成では、第２供給三方弁開度調整の際、余剰となる高温側第２冷却液を第２供給三方弁の第２バイパスポートから逃がす場合に、第２バイパスポートからの高温側第２冷却液が戻り三方弁の第２分配ポートから第３熱交換器に通流する第２冷却液に合流する。ここで、合流する両液体の温度は互いに近い温度であるため、流路内の圧力変動が一層抑制され得る。

【0029】

また、前記高温側第２冷却液の温度は、前記第１冷却液を通流させないセパレート熱交換器によって温度制御されてもよい。

【0030】

この構成では、高温側第２冷却液を第１冷却液を通流させないセパレート熱交換器によって温度制御することで、高温側第２冷却液の温度制御範囲を拡大し易くなり、且つ温度制御精度を向上させ得る。

【0031】

また、前記冷凍サイクル装置は、圧縮された前記自然冷媒を冷却媒体によって冷却する冷却器と、前記冷却器に前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給部とを有し、前記冷却媒体供給部は、前記冷却器と前記セパレート熱交換器とに前記冷却媒体を供給するか、又は、前記冷却器を通過した前記冷却媒体を前記セパレート熱交換器に供給してもよい。

【0032】

この構成では、自然冷媒を冷却するための冷却器と、高温側第２冷却液を温度制御するセパレート熱交換器とに共通の冷却媒体供給部から共通の冷却媒体を供給することで、システム構成を簡素化及び小型化できる。

【0033】

また、前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が下げられた際、前記流路形成三方弁は、前記第２熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を増加させるとともに、前記第３熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を減少させ、前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が上げられた際、前記流路形成三方弁は、前記第２熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を減少させるとともに、前記第３熱交換器に送る前記第１冷却液の送り量を増加させてもよい。

【0034】

この構成では、第２熱交換器及び第３熱交換器を所望の冷却能力に迅速に調整し易くなる。

【0035】

また、前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が下げられた際、前記冷凍サイクル装置の圧縮機におけるモータの回転数を増加させ、前記供給弁装置から流出する前記第２冷却液の要求温度が上げられた際、前記冷凍サイクル装置の前記モータの回転数を低下させてもよい。

【0036】

この構成では、第２熱交換器及び第３熱交換器を所望の冷却能力に迅速に調整し易くなる。

【0037】

また、前記第１冷却液の種類と、前記第２冷却液の種類とが異なってもよい。
この場合、例えば、自然冷媒による冷却に対して望ましい例えば動作等に支障が生じない冷却液を第１冷却液として選択し、第１冷却液とは異なり温度制御対象に対して望ましい冷却液を第２冷却液として選択することにより、効果的に温度制御対象を冷却できる。

【0038】

前記第１冷却液は、シリコーンオイルでもよく、前記第２冷却液は、エーテル系液体でもよい。

【0039】

前記冷凍サイクル装置は、空気冷凍サイクル装置でもよい。

【0040】

また、一実施の形態に係る半導体製造システムは、プラズマエッチング装置と、前記の冷却システムと、を備え、前記冷却システムは、前記プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する。

【0041】

また、一実施の形態に係るエッチング方法は、前記の冷却システムから、プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する工程と、前記ウェハをガスによりエッチングする工程と、を備える。

【0042】

また、一実施の形態に係るデバイスの製造方法は、前記の冷却システムから、プラズマエッチング装置におけるウェハ支持用のステージに前記第２冷却液を供給し、前記ステージを介してウェハを温度制御する工程と、前記ウェハをガスによりエッチングする工程と、を備える。

【発明の効果】

【0043】

本発明によれば、冷凍サイクル装置が循環させる自然冷媒で冷却する冷却液によって温度制御対象を効果的に冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】第１の実施の形態に係る冷却システムを概略的に示す図である。

【図2】第２の実施の形態に係る冷却システムを概略的に示す図である。

【図3】第３の実施の形態に係る冷却システムを概略的に示す図である。

【図4】第４の実施の形態に係る冷却システムを概略的に示す図である。

【図5】第５の実施の形態に係る冷却システムを概略的に示す図である。

【図6】第６の実施の形態に係る冷却システムの動作を説明するフローチャートである。

【図7】実施の形態に係る冷却システムと、プラズマエッチング装置とを備える半導体製造システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下に、添付の図面を参照して、各実施の形態を詳細に説明する。

【0046】

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る冷却システムＳ１を概略的に示す図である。図１に示される冷却システムＳ１は、自然冷媒を循環させる冷凍サイクル装置１０と、第１冷却液を循環させる第１冷却液循環装置２０と、第２冷却液を通流させる第２冷却液通流装置３０と、冷凍サイクル装置１０の動作を制御するコントローラ１００と、を備えている。第２冷却液通流装置３０は、第２冷却液を温度制御対象Ｔを経由させて循環させる。

【0047】

冷凍サイクル装置１０及び第１冷却液循環装置２０は、第１熱交換器４０により接続されている。第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０により接続されている。

【0048】

冷凍サイクル装置１０が循環させる自然冷媒は、第１熱交換器４０で第１冷却液循環装置２０が循環させる第１冷却液を冷却する。第１冷却液循環装置２０が循環させる第１冷却液は、第２熱交換器５０で第２冷却液通流装置３０が通流させる第２冷却液を冷却する。

【0049】

ここで、第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０で第１冷却液によって冷却された第２冷却液としての低温側第２冷却液（ＬＬ）と、第２熱交換器５０を通過しない第２冷却液としての高温側第２冷却液（ＨＬ）と、を受け入れる供給弁装置３０１を有する。そして、供給弁装置３０１は、第２冷却液として、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象Ｔ側に流出させることが可能となっている。

【0050】

本実施の形態では、第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０が第３熱交換器６０によっても接続されている。上述の高温側第２冷却液は、第１冷却液循環装置２０が循環させる第１冷却液と第３熱交換器６０で熱交換した後、供給弁装置３０１に流入する。第３熱交換器６０に流入する第１冷却液の温度は、第２熱交換器５０に流入する第１冷却液の温度よりも高い。したがって、高温側第２冷却液（ＨＬ）の温度は、低温側第２冷却液（ＬＬ）の温度よりも高くなる。そのため、供給弁装置３０１は、温度供給対象Ｔ側に流出させる第２冷却液の温度を、第２熱交換器５０に流入する第１冷却液の温度から第３熱交換器６０に流入する第１冷却液の温度までの温度範囲の所望の温度に制御できる。

【0051】

供給弁装置３０１から流出した第２冷却液は、温度制御対象Ｔを経由して第２冷却液通流装置３０側に戻った後、第２熱交換器５０、及び／又は、第３熱交換器６０に戻る。

【0052】

温度制御対象Ｔは、例えばウェハなどでもよい。この場合、第２冷却液は、ウェハを載せるステージを通過し、ステージを介してウェハを冷却してもよい。そして、第２冷却液は、ステージを通過した後、第２冷却液通流装置３０側に戻る。ただし、温度制御対象Ｔは特に限られるものではなく、例えばチャンバー内の空間等でもよい。

【0053】

冷凍サイクル装置１０は、本実施の形態では自然冷媒としての空気を循環させる。すなわち、冷凍サイクル装置１０は、空気冷媒サイクル装置である。

【0054】

冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１と、冷却器１２と、回収熱交換器１３と、膨張機１４とを空気がこの順で循環するように冷媒循環路１５で接続する。空気は、圧縮機１１で圧縮された後、冷却器１２及び回収熱交換器１３で段階的に冷却され、その後、膨張機１４に流入する。その後、空気は膨張機１４で膨張させられて、膨張機１４から流出する。冷凍サイクル装置１０は、膨張機１４で膨張させた空気を－７０℃以下、詳しくは－７０℃～－１１０℃まで降温させて第１熱交換器４０に流入させることが可能となっている。また、冷凍サイクル装置１０は、膨張機１４で膨張させた空気を－４０℃～－７０℃の範囲にも制御できる。

【0055】

冷媒循環路１５における膨張機１４の下流側の部分には上述の第１熱交換器４０が接続され、膨張機１４で膨張して低温となった空気は、第１熱交換器４０に流入する。空気は、第１熱交換器４０で第１冷却液を冷却した後、第１熱交換器４０から流出して圧縮機１１に向かう。

【0056】

第１熱交換器４０から流出した空気は、圧縮機１１に戻る前に、回収熱交換器１３で冷却器１２を流出した空気と熱交換する。これにより、膨張機１４に流入する前の空気が、冷却器１２及び回収熱交換器１３で段階的に冷却される。冷却器１２は、例えば冷却媒体としての冷却水によって圧縮機１１から流出する高圧の空気を冷却してもよい。冷却器１２は液冷式の冷却器でもよいし、空冷式の冷却器でもよいし、特に限られるものではない。

【0057】

圧縮機１１と膨張機１４とは、共通のモータ１６の駆動軸１６Ａに接続されている。これにより、駆動軸１６Ａの回転によって圧縮機１１と膨張機１４とが連動して回転する。

【0058】

また、冷媒循環路１５における圧縮機１１の下流側であって冷却器１２の上流側の部分と、冷媒循環路１５における膨張機１４の下流側の部分であって回収熱交換器１３との接続位置の上流側の部分とは、空気を通流させるホットバイパス路１７で接続され、ホットバイパス路１７には空気の通流を制御する調節バルブ１８が設けられている。これにより、調節バルブ１８を開くことで、ホットバイパス路１７を通して高温の空気を第１熱交換器４０から流出した空気に混ぜることができる。このような操作により、第１熱交換器４０の下流側における空気の凍結を抑制できる。

【0059】

なお、本実施の形態では冷凍サイクル装置１０が空気冷媒サイクル装置であるが、その他の形式の装置でもよい。冷凍サイクル装置１０は、自然冷媒として、二酸化炭素、酸素、窒素、ブタン、プロパン、イソブタン、プロピレン等を用いる冷凍サイクル装置でもよい。

【0060】

第１冷却液循環装置２０は、第１流路２１と、第２流路２２と、第１冷却液ポンプ２３とを有する。第１流路２１は、第１冷却液を吐出する第１熱交換器４０の吐出口と、第１冷却液を受け入れる第２熱交換器５０の受入口とを接続する。第２流路２２は、第１冷却液を吐出する第２熱交換器５０の吐出口と、第１冷却液を受け入れる第１熱交換器４０の受入口とを接続する。

【0061】

第１冷却液ポンプ２３は、第１冷却液を循環させるための駆動力を発生させる。第１冷却液ポンプ２３は、第２流路２２上に設けられているが、その配置位置は特に限られるものでない。第１冷却液は、第１冷却液ポンプ２３から吐出された後、第１熱交換器４０に流入して低温の空気によって冷却される。その後、第１熱交換器４０から流出した第１冷却液は、第２熱交換器５０に流入して、第２冷却液を冷却する。そして、第２熱交換器５０から流出した第１冷却液は、第１冷却液ポンプ２３を介して第１熱交換器４０に循環する。

【0062】

また、第１冷却液循環装置２０は、第２流路２２から分岐し、且つ分岐した位置Ｐ１よりも上流側の位置Ｐ２で第２流路２２に接続する分岐流路２６と、分岐流路２６上に設けられた上述の第３熱交換器６０と、をさらに有する。

【0063】

分岐流路２６から第３熱交換器６０に流入する第１冷却液は、第１熱交換器４０を通過せずに第３熱交換器６０に流入する。したがって、第３熱交換器６０に流入する第１冷却液の温度は、第２熱交換器５０に流入する第１冷却液の温度よりも高い。これにより、第２熱交換器５０による冷却温度及び冷却能力と、第３熱交換器６０による冷却温度及び冷却能力とを変えることが可能となる。

【0064】

本実施の形態では、上述したように膨張機１４で膨張させた空気が、－７０℃以下、詳しくは－７０℃～－１１０℃まで降温されて第１熱交換器４０に流入し得る。そのため、第１冷却液は、－７０℃～－１１０℃にわたる温度帯で冷却された場合であっても支障が生じない熱媒体であれば特に限られるものではない。本実施の形態では、一例としてシリコーンオイルが用いられる。シリコーンオイルは、炭化水素系の添加物を混合させることで使用温度範囲を－１２０℃程度まで低下させることができる。

【0065】

第２冷却液通流装置３０は、上述した供給弁装置３０１と、低温供給側流路３１と、高温供給側流路３２と、戻り弁装置３０２と、低温戻り側流路３４と、高温戻り側流路３５と、低温側第２冷却液ポンプ３３１と、高温側第２冷却液ポンプ３３２と、を有する。

【0066】

供給弁装置３０１は、第１流入ポート３０１Ｌと、第２流入ポート３０１Ｈと、供給ポート３０１Ｐとを有する供給三方弁３０１Ｖを備える。そして、供給弁装置３０１は、第１流入ポート３０１Ｌで低温側冷却液を受け入れ、第２流入ポート３０１Ｈで高温側第２冷却液を受け入れ、供給ポート３０１Ｐから、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象Ｔ側に流出させる。

【0067】

低温供給側流路３１は、低温側第２冷却液を吐出する第２熱交換器５０の吐出口と、第１流入ポート３０１Ｌとを接続する。高温供給側流路３２は、高温側第２冷却液を吐出する第３熱交換器６０の吐出口と、第２流入ポート３０１Ｈとを接続する。低温側第２冷却液は、第２熱交換器５０から低温供給側流路３１を通して第１流入ポート３０１Ｌに至る。高温側第２冷却液は、第３熱交換器６０から高温供給側流路３２を通して第２流入ポート３０１Ｈに至る。

【0068】

また、戻り弁装置３０２は、戻りポート３０２Ｒと、第１分配ポート３０２Ｌと、第２分配ポート３０２Ｈとを有する戻り三方弁３０２Ｖを備える。戻り弁装置３０２は、戻りポート３０２Ｒで温度制御対象Ｔからの第２冷却液を受け入れ、第１分配ポート３０２Ｌから第２熱交換器５０に、及び／又は、第２分配ポート３０２Ｈから第３熱交換器６０に送る。低温戻り側流路３４は、第１分配ポート３０２Ｌと、第２熱交換器５０の受入口とを接続する。高温戻り側流路３５は、第２分配ポート３０２Ｈと、第３熱交換器６０の受入口とを接続する。戻りポート３０２Ｒに受け入れられた第２冷却液は、低温戻り側流路３４を通して第２熱交換器５０に至り、高温戻り側流路３５を通して第３熱交換器６０に至る。

【0069】

低温側第２冷却液ポンプ３３１及び高温側第２冷却液ポンプ３３２は、第２冷却液を通流させるための駆動力を発生させるものである。低温側第２冷却液ポンプ３３１は、低温戻り側流路３４上に設けられ、高温側第２冷却液ポンプ３３２は、高温戻り側流路３５に設けられている。低温側第２冷却液ポンプ３３１から吐出された第２冷却液は、第２熱交換器５０に流入して第１冷却液によって冷却される。高温側第２冷却液ポンプ３３２から吐出された第２冷却液は、第３熱交換器６０に流入して第１冷却液によって温度制御される。ただし、低温側第２冷却液ポンプ３３１及び高温側第２冷却液ポンプ３３２の配置位置は特に限られるものでない。

【0070】

供給三方弁３０１Ｖは比例式の三方弁であり、弁体の位置に応じて、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を供給ポート３０１Ｐから送り出す。そして、供給三方弁３０１Ｖは、混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液の混合割合を供給三方弁３０１Ｖの弁体の位置に応じて調整できる。これにより、第２冷却液通流装置３０は、第３熱交換器６０を通過する第１冷却液の温度から第２熱交換器５０を通過する第１冷却液の温度までの温度範囲に制御され得る第２冷却液を温度制御対象Ｔに供給できる。

【0071】

戻り三方弁３０２Ｖも比例式の三方弁であり、弁体の位置に応じて、受け入れた第２冷却液を、第１分配ポート３０２Ｌから第２熱交換器５０に、及び／又は、第２分配ポート３０２Ｈから第３熱交換器６０に送り出す。そして、戻り三方弁３０２Ｖは、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０に第２冷却液を送る場合、弁体の位置に応じて、第２熱交換器５０への第２冷却液の流量と、第３熱交換器６０への第２冷却液の流量との割合を調整できる。

【0072】

供給三方弁３０１Ｖ及び戻り三方弁３０２Ｖの形式は特に限られず、例えば、供給三方弁３０１Ｖ及び戻り三方弁３０２Ｖは、モータによって弁体と弁座との間の開度を調整するボールバルブでもよい。また、供給三方弁３０１Ｖ及び戻り三方弁３０２Ｖは、モータ、比例式ソレノイド、空圧プランジャでスプールの位置を調整することで、開度調整を行うスプール弁でもよい。

【0073】

本実施の形態では、第２冷却液の種類が第１冷却液の種類と異なる。具体的には、第２冷却液として、エーテル系液体が用いられている。例えば、第１冷却液の凝固点は、第２冷却液の凝固点よりも低い。例えば、第１冷却液の動粘度は、第２冷却液の動粘度よりも低い。例えば、－７０℃以下での、第１冷却液の動粘度は、第２冷却液の動粘度よりも低い。

【0074】

上述したように、第１冷却液は－７０℃～－１１０℃の温度帯で冷却され得る。この場合、第２冷却液も、第１冷却液によって－７０℃～－１１０℃にわたる温度帯又はそれに近い温度帯で冷却される。ただし、第２冷却液は、－７０℃～－１１０℃の低温の空気によって直接的に冷却されない。そのため、第２冷却液は、低温の空気によって直接的に冷却される第１冷却液に要求される低温時特性よりも、緩和された低温時特性でも許容され得る。その結果、本実施の形態では、第２冷却液の候補として、優れた低温時特性を有するシリコーンオイル以外の熱媒体を選択することが可能となり、エーテル系液体が第２冷却液として選択されている。なお、第２冷却液は、フッ素系液体や、フッ素エーテル系液体でもよいし、エチレングリコール水溶液等でもよい。

【0075】

第２冷却液は、ハイドロフルオロエーテルを含む液体や、パーフルオロポリエーテルを含む液体でもよい。ただし、第２冷却液は特に限られるものではない。例えば第２冷却液はシリコーンオイルでもよい。しかし、シリコーンオイルではシロキサンの問題が生じ得るため、使用を回避される場合がある。一方で、エーテル系又はフッ素系液体は、一般に化学的に不活性で、シロキサンが生じさせるような問題を有さない。第２冷却液としてエーテル系又はフッ素系液体を使用することで、超低温の冷却が可能な冷却システムＳ１の適用範囲を拡げることが可能となる。

【0076】

また、コントローラ１００は、冷凍サイクル装置１０のモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数を調整できる。また、コントローラ１００は、第１冷却液循環装置２０の第１冷却液ポンプ２３の回転数を調整できる。また、コントローラ１００は、第２冷却液通流装置３０の低温側第２冷却液ポンプ３３１の回転数及び高温側第２冷却液ポンプ３３２の回転数を調整できる。

【0077】

冷凍サイクル装置１０のモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が増加するに従い、第１熱交換器４０に流入する空気の温度は下がる。第１冷却液ポンプ２３の回転数が増加するに従い、第１冷却液ポンプ２３から吐出される第１冷却液の流量は増加する。低温側第２冷却液ポンプ３３１の回転数が増加するに従い、低温側第２冷却液ポンプ３３１から吐出される第２冷却液の流量は増加する。高温側第２冷却液ポンプ３３２の回転数が増加するに従い、高温側第２冷却液ポンプ３３２から吐出される第２冷却液の流量は増加する。

【0078】

なお、本実施の形態では、温度制御対象Ｔを温度制御する際、基本的に、第１冷却液ポンプ２３の回転数、低温側第２冷却液ポンプ３３１の回転数、及び高温側第２冷却液ポンプ３３２の回転数を一定の値に維持する。

【0079】

また、コントローラ１００は、温度制御対象Ｔに供給する第２冷却液の要求温度（目標温度）の情報を保持しており、要求温度に応じて、供給弁装置３０１の開度及び戻り弁装置３０２の開度を制御する。また、コントローラ１００は、要求温度の切り替えに応じて、供給弁装置３０１の開度及び戻り弁装置３０２の開度を制御する。例えば、温度制御対象Ｔの要求温度として、－７０℃と－４０℃とが設定されてもよい。この際、－７０℃の第２冷却液を供給する場合には、低温側第２冷却液の流量が高温側第２冷却液の流量よりも大きくなるように、供給弁装置３０１の開度及び戻り弁装置３０２の開度が制御される。そして、要求温度が－７０℃から－４０℃に切り替わった場合、例えば低温側第２冷却液の流量を減少させつつ高温側第２冷却液の流量が増加するように、供給弁装置３０１の開度及び戻り弁装置３０２の開度が制御されてもよい。

【0080】

コントローラ１００は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータで構成され、記憶されたプログラムに従って上記各部の動作を制御してもよい。また、コントローラ１００は、その他のプロセッサや電気回路（例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｌｌｅｙ）等）で構成されてもよい。

【0081】

以上に説明した本実施の形態に係る冷却システムＳ１は、自然冷媒を循環させる冷凍サイクル装置１０と、自然冷媒によって冷却される第１冷却液を循環させる第１冷却液循環装置２０と、第２冷却液を通流させる第２冷却液通流装置３０と、を備える。そして、冷凍サイクル装置１０及び第１冷却液循環装置２０は、第１熱交換器４０により接続され、第１熱交換器４０で自然冷媒である空気によって第１冷却液が冷却される。一方で、第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０により接続される。そして、第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０で第１冷却液によって冷却された第２冷却液としての低温側第２冷却液と、第２熱交換器５０を通過しない第２冷却液としての高温側第２冷却液と、を受け入れる供給弁装置３０１を有する。そして、供給弁装置３０１は、第２冷却液として、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象Ｔ側に流出させる。

【0082】

この冷却システムＳ１では、冷凍サイクル装置１０と第２冷却液通流装置３０との間に第１冷却液循環装置２０を敢えて設けることで、自然冷媒から第２冷却液への伝熱効率を、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に比べて意図的に変える。これにより、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に生じる第２冷却液の種類の選択自由度の制限を緩和できる。したがって、自然冷媒によって直接的に冷却される際に望ましいという観点で第１冷却液の種類を選択しつつ、例えば温度制御対象に対して望ましいという観点で選択した第２冷却液によって温度制御対象を冷却することが可能となる。本実施の形態では、具体的には第１冷却液としてシリコーンオイルが選択される一方で、シリコーンオイルよりも低温時特性が劣る場合はあり得るが温度制御対象に対して一般に望ましいエーテル系液体が、第２冷却液として選択されている。

【0083】

また、自然冷媒から第２冷却液への伝熱効率を、直接的に自然冷媒によって第２冷却液を冷却する場合に比べて意図的に変えることで、ヒータを使用せずに第２冷却液の温度帯を所望する温度帯へ調整し得る又は近づけることができる。これにより、エネルギー消費量を抑えつつ、温度制御対象を所望の温度帯で冷却することが可能となる。すなわち、自然冷媒には沸点が非常に低いものが多く、自然冷媒が出力される冷凍能力は温度制御対象に対してオーバースペックになる場合が生じ得るが、本実施の形態では、意図的な伝熱効率の調整によって、第２冷却液の温度を温度制御対象Ｔが求める温度帯にヒータを使用せずに適合させ得る又は近づけることができる。さらに、第２冷却液通流装置３０は、供給弁装置３０１によって、低温側第２冷却液、高温側第２冷却液、又は互いに混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象Ｔ側に選択的に供給できる。これにより、温度制御パターンのバリエーションを増加できる。この際にヒータを使用せずに第２冷却液の温度帯を所望する温度帯へ調整し得るため、エネルギー消費量の抑制に関して有利となる。ただし、冷却システムＳ１は、ヒータの使用を除外するものではない。

【0084】

よって、本実施の形態に係る冷却システムＳ１によれば、冷凍サイクル装置１０が循環させる自然冷媒で冷却する冷却液によって温度制御対象Ｔを効果的に冷却できる。

【0085】

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図２は、第２の実施の形態に係る冷却システムＳ２を概略的に示す図である。図２に示される冷却システムＳ２では、第２冷却液通流装置３０の構造が第１の実施の形態と異なる。

【0086】

すなわち、図２に示される第２冷却液通流装置３０では、供給弁装置３０１が、第１供給三方弁３１１と、第２供給三方弁３１２と、を備える。第１供給三方弁３１１は、第１受入ポート３１１Ａ、第１バイパスポート３１１Ｂ及び第１供給ポート３１１Ｃを有する。第２供給三方弁３１２は、第２受入ポート３１２Ａ、第２バイパスポート３１２Ｂ及び第２供給ポート３１２Ｃを有する。低温供給側流路３１は、第２熱交換器５０の吐出口と第１受入ポート３１１Ａとを接続している。高温供給側流路３２は、第３熱交換器６０の吐出口と第２受入ポート３１２Ａとを接続している。

【0087】

そして、第１供給三方弁３１１は、第１受入ポート３１１Ａで受け入れた低温側第２冷却液を第１バイパスポート３１１Ｂ及び／又は第１供給ポート３１１Ｃから流出させる。第２供給三方弁３１２は、第２受入ポート３１２Ａで受け入れた高温側第２冷却液を第２バイパスポート３１２Ｂ及び／又は第２供給ポート３１２Ｃから流出させる。そして、供給弁装置３０１は、第１供給ポート３１１Ｃから流出する低温側第２冷却液及び／又は第２供給ポート３１２Ｃから流出する高温側第２冷却液を、温度制御対象Ｔ側に流出させる。混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液を温度制御対象Ｔに供給する場合、供給弁装置３０１は、第１供給三方弁３１１の開度及び第２供給三方弁３１２の開度を調整することにより、混合された低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液の混合割合を調整できる。これにより、第２冷却液通流装置３０は、第３熱交換器６０を通過する第１冷却液の温度から第２熱交換器５０を通過する第１冷却液の温度までの温度範囲に制御され得る第２冷却液を温度制御対象に供給できる。

【0088】

第１供給三方弁３１１及び第２供給三方弁３１２は比例式の三方弁である。第１供給三方弁３１１及び第２供給三方弁３１２の形式は特に限られず、例えば、第１供給三方弁３１１及び第２供給三方弁３１２は、モータによって弁体と弁座との間の開度を調整するボールバルブでもよい。また、第１供給三方弁３１１及び第２供給三方弁３１２は、モータ、比例式ソレノイド、空圧プランジャでスプールの位置を調整することで、開度調整を行うスプール弁でもよい。

【0089】

また、第２冷却液通流装置３０は、戻り三方弁３０２Ｖを有する。戻り三方弁３０２Ｖの構成は、第１の実施の形態と同様である。一方で、第２冷却液通流装置３０は、第１バイパスポート３１１Ｂに接続された第１バイパス流路３７と、第２バイパスポート３１２Ｂに接続された第２バイパス流路３８とを有する。

【0090】

そして、第１バイパス流路３７は、第１受入ポート３１１Ａで受け入れた低温側第２冷却液を、戻り三方弁３０２Ｖの第１分配ポート３０２Ｌから第２熱交換器５０に通流する第２冷却液に合流させる。第２バイパス流路３８は、第２受入ポート３１２Ａで受け入れた高温側第２冷却液を、第２分配ポート３０２Ｈから第３熱交換器６０に通流する第２冷却液に合流させる。

【0091】

以上に説明した第２の実施の形態に係る冷却システムＳ２では、供給弁装置３０１から温度制御対象Ｔに供給する第２冷却液の温度調整を、第１供給三方弁３１１及び第２供給三方弁３１２の開度調節で行うことができる。そのため、温度制御対象Ｔに供給する第２冷却液を所望の温度に調整し易くなる。そして、開度調整の際、余剰となる第２冷却液（低温側第２冷却液又は高温側第２冷却液）を第１供給三方弁３１１の第１バイパスポート３１１Ｂ及び第２供給三方弁３１２の第２バイパスポート３１２Ｂから逃がすことで流路内の圧力上昇を抑制できる。これにより、温度制御対象Ｔに供給される第２冷却液の流量が安定し、且つ温度制御精度が向上し得る。

【0092】

詳しくは、第１供給三方弁３１１の開度調整の際、余剰となる低温側第２冷却液を第１供給三方弁３１１の第１バイパスポート３１１Ｂから逃がす場合に、第１バイパスポート３１１Ｂからの低温側第２冷却液が、第１バイパス流路３７を介して戻り三方弁３０２Ｖの第１分配ポート３０２Ｌから第２熱交換器５０に通流する第２冷却液に合流する。ここで、合流する両液体の温度は互いに近い温度であるため、流路内の圧力変動が一層抑制され得る。同様に、第２供給三方弁３１２の開度調整の際、余剰となる高温側第２冷却液を第２供給三方弁３１２の第２バイパスポート３１２Ｂから逃がす場合に、第２バイパスポート３１２Ｂからの高温側第２冷却液が、第２バイパス流路３８を介して戻り三方弁３０２Ｖの第２分配ポート３０２Ｈから第３熱交換器６０に通流する第２冷却液に合流する。ここで、合流する両液体の温度は互いに近い温度であるため、流路内の圧力変動が一層抑制され得る。よって、温度制御対象Ｔに供給される第２冷却液の流量が一層安定し得るとともに、温度制御精度が一層向上し得る。

【0093】

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図３は、第３の実施の形態に係る冷却システムＳ３を概略的に示す図である。図３に示される冷却システムＳ３では、第１冷却液循環装置２０の構造が第１及び第２の実施の形態と異なる。

【0094】

すなわち、図３示される第１冷却液循環装置２０では、第２流路２２に流路形成三方弁２００が設けられている。流路形成三方弁２００は、上流ポート２００Ｕ、下流ポート２００Ｄ及び分岐ポート２００Ｂを有する。そして、流路形成三方弁２００における上流ポート２００Ｕと下流ポート２００Ｄとの間の流路部分は、第２流路２２の一部を構成している。また、分岐ポート２００Ｂには、分岐流路２６が接続されている。

【0095】

流路形成三方弁２００は、比例式の三方弁でもよい。流路形成三方弁２００の形式は特に限られず、例えば、流路形成三方弁２００は、モータによって弁体と弁座との間の開度を調整するボールバルブでもよい。また、流路形成三方弁２００は、モータ、比例式ソレノイド、空圧プランジャでスプールの位置を調整することで、開度調整を行うスプール弁でもよい。

【0096】

そして、本実施の形態では、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が下げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を減少させる。また、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が上げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を増加させる。

【0097】

また、流路形成三方弁２００が、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を減少させた際、これに連動して、供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液が増加し、高温側第２冷却液が減少するように、開度を調整する。また、戻り三方弁３０２Ｖは、第２熱交換器５０に送る第２冷却液の流量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第２冷却液の流量を減少させる。

【0098】

また、流路形成三方弁２００が、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を増加させた際、これに連動して、供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液が減少し、高温側第２冷却液が増加するように、開度を調整する。また、戻り三方弁３０２Ｖは、第２熱交換器５０に送る第２冷却液の流量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第２冷却液の流量を増加させる。

【0099】

上述の流路形成三方弁２００、供給三方弁３０１Ｖ及び戻り三方弁３０２Ｖの動作は、コントローラ１００によって制御される。

【0100】

以上に説明した第３の実施の形態に係る冷却システムＳ３では、流路形成三方弁２００によって、第２熱交換器５０に流入する第１冷却液の流量と、第３熱交換器６０に流入する第１冷却液の流量とを所望の割合に制御できるため、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０を所望の冷却能力に精度良く且つ迅速に調整し易くなる。

【0101】

特に供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が下げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を減少させる。また、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が上げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を増加させる。これにより、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０の冷却能力を、要求温度に応じた所望の冷却能力に精度良く且つ迅速に調整し易くなる。

【0102】

＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図４は、第４の実施の形態に係る冷却システムＳ４を概略的に示す図である。図４に示される冷却システムＳ４では、第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０の構造が第１乃至第３の実施の形態と異なる。

【0103】

すなわち、図４に示される第１冷却液循環装置２０及び第２冷却液通流装置３０は、第２熱交換器５０により接続されるが、第１冷却液循環装置２０と第２冷却液通流装置３０との間には、上述した第３熱交換器６０は設けられない。一方で、第２冷却液通流装置３０は、第１冷却液を通流させないセパレート熱交換器７０に接続されている。そして、第２冷却液通流装置３０の供給弁装置３０１には、第２熱交換器５０からの低温側第２冷却液と、セパレート熱交換器７０からの高温側第２冷却液とが流入する。すなわち、高温側第２冷却液の温度は、セパレート熱交換器７０によって温度制御される。

【0104】

セパレート熱交換器７０は液冷式の熱交換器であり、液体の冷却媒体を冷凍サイクル装置１０から供給される。本実施の形態では、冷凍サイクル装置１０が、圧縮機１１で圧縮された自然冷媒を冷却媒体によって冷却する冷却器１２に、液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給部１２０を有している。そして、本実施の形態では、この冷却媒体供給部１２０が、冷却器１２とセパレート熱交換器７０とに冷却媒体を供給するようになっている。

【0105】

詳しくは、冷却媒体供給部１２０は、冷却媒体供給源１２１と、冷却媒体供給源１２１と冷却器１２とを接続する第１媒体流路１２２と、第１媒体流路１２２から分岐してセパレート熱交換器７０に接続する第２媒体流路１２３とを有する。また、冷却器１２を通過した冷却媒体及びセパレート熱交換器７０を通過した冷却媒体は合流して排出される。ただし、冷却器１２を通過した冷却媒体及びセパレート熱交換器７０を通過した冷却媒体は、冷却媒体供給源１２１に循環してもよい。この場合には、循環した冷却媒体を冷却する機器を設けることが望ましい。

【0106】

以上に説明した第４の実施の形態に係る冷却システムＳ４では、高温側第２冷却液を第１冷却液を通流させないセパレート熱交換器７０によって温度制御することで、高温側第２冷却液の温度制御範囲を拡大し易くなり、且つ温度制御精度を向上させ得る。また、冷凍サイクル装置１０で空気を冷却するための冷却器１２と、高温側第２冷却液を温度制御するセパレート熱交換器７０とに共通の冷却媒体供給部１２０から共通の冷却媒体を供給することで、システム構成を簡素化及び小型化できる。

【0107】

＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図５は、第５の実施の形態に係る冷却システムＳ５を概略的に示す図である。図５に示される冷却システムＳ５では、冷却媒体供給部１２０の構造が第４の実施の形態と異なる。

【0108】

すなわち、図５に示される冷却媒体供給部１２０は、冷却器１２を通過した冷却媒体をセパレート熱交換器７０に供給する。すなわち、冷却媒体供給部１２０から冷却器１２に供給された冷却媒体は、冷却器１２で第１冷却液と熱交換した後、セパレート熱交換器７０で第２冷却液と熱交換する。

【0109】

以上に説明した第５の実施の形態に係る冷却システムＳ５によれば、システム構成を簡素化及び小型化できる。また、要求される高温側第２冷却液の温度が比較的高い場合に、効率的に且つエネルギー消費量を抑えつつ、高温側第２冷却液を所望の温度に制御できる。

【0110】

＜第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態について説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第５の実施の形態と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図６は、第６の実施の形態に係る冷却システムの動作を説明するフローチャートである。

【0111】

本実施の形態に係る冷却システムの機械的な構成は、第３の実施の形態に係る冷却システムＳ３の構成と同じである。一方で、第６の実施の形態では、流路形成三方弁２００及び供給弁装置３０１の動作が第３の実施の形態と異なる。

【0112】

図６に示す動作は、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度の変更がコントローラ１００によって検知された際に開始される。動作が開始されると、ステップＳ６１において、まず、コントローラ１００が、要求温度が下げられたか否かを判定する。要求温度が下げられた場合、処理はステップＳ６２に進む。要求温度が上げられた場合、処理はステップＳ６３に進む。

【0113】

そして、ステップＳ６２では、第１冷却液循環装置２０における流路形成三方弁２００が、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の送り量を減少させる。これと同時に、冷凍サイクル装置１０のモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が増加される。ここで増加される駆動軸１６Ａの回転数は、所定の一定値であり、第１熱交換器４０に流入する空気の温度を、要求温度よりも例えば－５℃～－２０℃の範囲で低くできる回転数でもよい。なお、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０への第１冷却液の送り量を徐々に変化させる。

【0114】

その後、ステップＳ６４で、第２冷却液通流装置３０における供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液が増加し、高温側第２冷却液が減少するように、開度を調整する。この際、供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐからの低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液の送り量を徐々に変化させる。次に、ステップＳ６６で、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の温度が要求温度に到達したか否かを判定する。要求温度に到達していない場合、ステップＳ６２及びステップＳ６４の処理が繰り返される。また、要求温度に到達した場合、ステップＳ６８において、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量及び第３熱交換器６０に送る第１冷却液の送り量が固定され、且つ、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液の送り量と高温側第２冷却液の送り量とが固定される。さらには、モータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで低下される。

【0115】

なお、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の温度が要求温度に到達したか否か、一致したか否かの判定は、供給弁装置３０１の供給ポート３０１Ｐの下流側に設けられる温度センサや、温度制御対象Ｔに設けられる温度センサが検出した温度情報を、コントローラ１００が保持している要求温度と比較して判定してもよい。

【0116】

一方で、ステップＳ６1で要求温度が上げられたと判定された場合に処理が進むステップＳ６３では、第１冷却液循環装置２０における流路形成三方弁２００が、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の送り量を増加させる。これと同時に、冷凍サイクル装置１０のモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が低下される。ここで低下される駆動軸１６Ａの回転数は、所定の一定値であり、第１熱交換器４０に流入する空気の温度を、要求温度よりも例えば＋５℃～＋２０℃の範囲で高くできる回転数でもよい。なお、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０への第１冷却液の送り量を徐々に変化させる。

【0117】

その後、ステップＳ６５で、第２冷却液通流装置３０における供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液が減少し、高温側第２冷却液が増加するように、開度を調整する。この際、供給三方弁３０１Ｖは、供給ポート３０１Ｐからの低温側第２冷却液及び高温側第２冷却液の送り量を徐々に変化させる。次に、ステップＳ６７で、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液が要求温度に到達したか否かを判定する。要求温度に到達していない場合、ステップＳ６３及びステップＳ６５の処理が繰り返される。また、要求温度に到達した場合、ステップＳ６９において、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量及び第３熱交換器６０に送る第１冷却液の送り量が固定され、且つ、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液の送り量と高温側第２冷却液の送り量とが固定される。さらには、モータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで増加される。

【0118】

そして、ステップＳ６８でモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで低下されるか又はステップＳ６９でモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで増加された後、ステップＳ７０では、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の温度が要求温度に一致しているか否かが判定される。そして、要求温度が一致していると判定された場合には、ステップＳ７２で運転停止指示の有無が確認され、確認されない場合には、処理がステップＳ７０に戻る。

【0119】

一方で、ステップＳ７１で要求温度が一致していないと判定された場合には、ステップＳ７１で、供給三方弁３０１Ｖが、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の温度が要求温度に一致するように、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液と、高温側第２冷却液との割合を、開度調整により調整する。その後、ステップＳ７２で運転停止指示の有無が確認され、確認されない場合には、処理がステップＳ７０に戻る。

【0120】

以上に説明した第６の実施の形態では、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が下げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量を増加させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を減少させる。これと同時に、冷凍サイクル装置１０の圧縮機１１におけるモータ１６の回転数を増加させる。また、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の要求温度が上げられた際、流路形成三方弁２００は、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の流量を減少させるとともに、第３熱交換器６０に送る第１冷却液の流量を増加させる。これと同時に、冷凍サイクル装置１０のモータ１６の回転数を低下させる。これにより、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０を所望の冷却能力に迅速に調整し易くなる。

【0121】

特にステップＳ６６及びステップＳ６８の処理では、供給弁装置３０１から流出する第２冷却液の温度が到達した場合（Ｓ６６でＹＥＳ）、ステップＳ６８において、第２熱交換器５０に送る第１冷却液の送り量及び第３熱交換器６０に送る第１冷却液の送り量が固定され、且つ、供給ポート３０１Ｐから供給する第２冷却液における低温側第２冷却液の送り量と高温側第２冷却液の送り量とが固定される。さらには、モータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで低下される。この場合、次回、要求温度が変更された際に、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０を所望の冷却能力に制御するまでの時間を短縮することが可能となる。ステップＳ６９においてモータ１６の駆動軸１６Ａの回転数が所定の回転数まで増加させることによっても、次回、要求温度が変更された際、第２熱交換器５０及び第３熱交換器６０を所望の冷却能力に制御するまでの時間を短縮できる。

【0122】

＜半導体製造システム＞
図７は、第１の実施の形態に係る冷却システムＳ１をプラズマエッチング装置４００に接続することにより構成された半導体製造システムの概略図である。

【0123】

プラズマエッチング装置４００は、下部電極４０１を有するステージ４０１Ａと、上部電極４０２と、下部電極４０１及び上部電極４０２を収容する容器４０３と、を備えている。ステージ４０１Ａはウェハ支持用のステージであり、ウェハＷを支持している。ステージ４０１Ａは、具体的には静電チャックであり、下部電極４０１と一体化されている。

【0124】

本実施の形態にかかる冷却システムＳ１は、供給弁装置３０１から第２冷却液をステージ４０１Ａに供給し、ステージ４０１Ａを介してステージ４０１Ａ上のウェハＷを温度制御する。図７の例では、他の冷却装置４１０により上部電極４０２が冷却され、他の冷却装置４２０により容器４０３の壁部が冷却される。なお、他の実施の形態に係る冷却システムＳ２～Ｓ５のいずれかがプラズマエッチング装置４００に接続されてもよい。

【0125】

図７に示す半導体製造システムでウェハＷをエッチングする場合、又は、デバイスを製造する場合、ステージ４０１Ａに第２冷却液を供給し、ステージ４０１Ａを介してウェハＷを温度制御し、その後、ウェハＷをガスによりエッチングする。ガスは、バイアス電圧によりウェハＷに向かって移動する。この際、ガスによってウェハＷがエッチングされる。３ＤＮＡＮＤ型メモリは、高アスペクト比のスルーホールの形成が必要となり、ウェハＷが極低温に維持されながらプラズマエッチングされることにより、スルーホールの側面がサイドエッチングされ難くなる。本実施の形態では、冷凍サイクル装置１０が空気冷凍サイクル装置であり、第１冷却液を介して冷却された第２冷却液によってウェハＷを極低温に温度制御できる。ここで、第２冷却液はエーテル系液体であるため、ウェハＷへの悪影響の懸念が軽減される。そして、冷却システムＳ１では、冷凍サイクル装置１０が空気冷凍サイクル装置であることでオゾン層破壊係数及び地球温暖化係数を極めて低い数値に抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、今後益々需要が高まると予想されるデバイスを、環境への影響を抑制しつつ製造することが可能となる。

【0126】

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0127】

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…冷却システム、１０…冷凍サイクル装置、１１…圧縮機、１２…冷却器、１３…回収熱交換器、１４…膨張機、１５…冷媒循環路、１６…モータ、１６Ａ…駆動軸、１７…ホットバイパス路、１８…調節バルブ、２０…第１冷却液循環装置、２１…第１流路、２２…第２流路、２３…第１冷却液ポンプ、２６…分岐流路、２００…流路形成三方弁、２００Ｕ…上流ポート、２００Ｄ…下流ポート、２００Ｂ…分岐ポート、３０…第２冷却液通流装置、３０１…供給弁装置、３０１Ｖ…供給三方弁、３０１Ｌ…第１流入ポート、３０１Ｈ…第２流入ポート、３０１Ｐ…供給ポート、３１１…第１供給三方弁、３１１Ａ…第１受入ポート、３１１Ｂ…第１バイパスポート、３１１Ｃ…第１供給ポート、３１２…第２供給三方弁、３１２Ａ…第２受入ポート、３１２Ｂ…第２バイパスポート、３１２Ｃ…第２供給ポート、３０２…戻り弁装置、３０２Ｖ…戻り三方弁、３０２Ｒ…戻りポート、３０２Ｌ…第１分配ポート、３０２Ｈ…第２分配ポート、３１…低温供給側流路、３２…高温供給側流路、３４…低温戻り側流路、３５…高温戻り側流路、３７…第１バイパス流路、３８…第２バイパス流路、３３１…低温側第２冷却液ポンプ、３３２…高温側第２冷却液ポンプ、４０…第１熱交換器、５０…第２熱交換器、６０…第３熱交換器、７０…セパレート熱交換器、１００…コントローラ、１２０…冷却媒体供給部、１２１…冷却媒体供給源、１２２…第１媒体流路、１２３…第２媒体流路、４００…プラズマエッチング装置、４０１…下部電極、４０１Ａ…ステージ、４０２…上部電極、４０３…容器、Ｔ…温度制御対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】