特開 2025-7181 ウエハ温度制御装置、ウエハ温度制御方法及びウエハ温度制御プログラム

(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】P2025007181

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ウエハ温度制御装置、ウエハ温度制御方法及びウエハ温度制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20250109BHJP

   G05D 23/19 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

G05D23/19 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023108407

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000127961

【氏名又は名称】株式会社堀場エステック

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(74)【代理人】

【識別番号】100227673

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 光起

(74)【代理人】

【識別番号】100231038

【弁理士】

【氏名又は名称】正村 智彦

(72)【発明者】

【氏名】林 大介

(72)【発明者】

【氏名】瀧尻 興太郎

【テーマコード（参考）】

5F131

5H323

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131CA03

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA03

5F131EA04

5F131EB81

5F131EB82

5F131EB84

5F131KA22

5F131KA23

5H323AA27

5H323BB02

5H323CA01

5H323DA04

5H323KK06

(57)【要約】

【課題】ガスの圧力又は流量を調整することでウエハの温度を制御するものにおいて、例えば温度測定が可能な第１領域又はその近傍の温度を測定して、例えば温度測定が困難な第２領域の温度を目標温度に制御する。
【解決手段】温度調整されたプレート２にウエハＷが載置され、プレート２とウエハＷとの間にガスを供給して、ウエハＷの温度を制御するウエハ温度制御装置１００であって、ガスの圧力又は流量を調整するガス調整器４３と、ウエハＷの測定対象領域Ｗ２又はその近傍の温度を測定する温度センサ５と、温度センサ５の測定温度とガス調整器４３に入力されるガス操作量又はガス調整器４３により調整される圧力又は流量とに基づいて、ウエハＷの測定対象領域Ｗ２とは異なる非測定対象領域Ｗ１の温度を推定するオブザーバ１０と、オブザーバ１０により推定される非測定対象領域Ｗ１の推定温度とウエハＷの目標温度とに基づいて、モデル予測制御によりガス調整器４３に入力されるガス操作量を制御するガス制御部１１とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度調整されたプレートにウエハが載置され、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するウエハ温度制御装置であって、
前記ガスの圧力又は流量を調整するガス調整器と、
前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの測定温度と前記流体調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定するオブザーバと、
前記オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御するガス制御部とを備える、ウエハ温度制御装置。

【請求項2】

前記オブザーバは、前記非測定対象領域の温度だけでなく、前記測定対象領域の温度を推定するものであり、
前記ガス制御部は、前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御する、請求項１に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項3】

前記ガス調整器は、
前記プレートと前記ウエハの前記非測定対象領域との間のガスの圧力又は流量を調整する第１ガス調整器とを有し、
前記プレートと前記ウエハの前記測定対象領域との間のガスの圧力又は流量を調整する第２ガス調整器と、
前記ガス制御部は、
前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記非測定対象領域の目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記第１ガス調整器に入力される第１ガス操作量を制御し、
前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記測定対象領域の目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記第２ガス調整器に入力される第２ガス操作量を制御する、請求項２に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項4】

前記オブザーバは、前記プレート及び前記ウエハの間の熱伝達係数を前記ガスの圧力から求まる変数とした状態空間モデルを用いるものである、請求項１乃至３の何れか一項に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項5】

前記圧力制御部は、前記モデル予測制御の予測モデルとして、前記プレート及び前記ウエハの間の熱伝達係数を前記ガスの圧力から求まる変数としたモデルを用いるものである、請求項１乃至４の何れか一項に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項6】

前記測定対象領域が前記ウエハの周辺部であり、
前記非測定対象領域が前記ウエハの中央部である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項7】

前記温度センサは、放射温度センサである、請求項１乃至６の何れか一項に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項8】

前記オブザーバは、前記ウエハに対して外部から供給される熱量を推定する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のウエハ温度制御装置。

【請求項9】

温度調整されたプレートにウエハを載置し、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するウエハ温度制御方法であって、
前記ガスの圧力又は流量をガス調整器により調整し、
前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を温度センサにより測定し、
前記温度センサの測定温度と前記ガス調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、オブザーバを用いて前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定し、
前記オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御する、ウエハ温度制御方法。

【請求項10】

温度調整されたプレートにウエハが載置され、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するものであり、前記ガスの圧力又は流量を調整するガス調整器と、前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を測定する温度センサとを備えるウエハ温度制御装置に用いられるウエハ温度制御プログラムであって、
前記温度センサの測定温度と前記ガス調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定するオブザーバとしての機能と、
前記オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御するガス制御部としての機能とをコンピュータに備えさせる、ウエハ温度制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ温度制御装置、ウエハ温度制御方法及びウエハ温度制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば成膜処理等の半導体製造プロセスでは、処理対象であるウエハを静電チャック等のプレート上に載置して行われる。ここで、静電チャック等のプレートは、ウエハの温度を所定の目標温度に制御すべく、温度調整されている。

【0003】

そして、ウエハが載置されたプレートは、プロセスチャンバ内の真空等の低圧な環境下に配置されることから、特許文献１に示すように、温度調整されているプレートからウエハへの熱伝達を促進するために、プレートとウエハとの間にヘリウムガス等の熱伝達ガスを供給するものが考えられている。

【0004】

ここで、プレートとウエハとの間に供給される熱伝達ガスの圧力により熱伝達率が異なるため、その熱伝達ガスの圧力を調整する必要がある。

【0005】

しかしながら、熱伝達ガスの圧力を調整しても、プレートに載置されたウエハの温度を所定の目標温度に制御することは、様々な技術的な制約から難しい。

【0006】

ここで、温度測定が比較的容易なウエハの周辺部（例えばエッジ部分）の温度を測定し、その測定温度を用いてウエハを所定の目標温度に制御することが考えられる。ところが、ウエハの中央部と周辺部とに温度差が生じるため、ウエハの中央部を所定の目標温度に制御することは難しい。

【0007】

なお、ウエハの中央部及び周辺部それぞれの温度を測定して制御することも考えられるが、実用上、ウエハの中央部の温度を測定する温度センサと、ウエハの周辺部の温度を測定する温度センサとをプロセスチャンバに設けることは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第４０３４３４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

そこで、本発明は上述した問題を解決すべくなされたものであり、ガスの圧力又は流量を調整することでウエハの温度を制御するものにおいて、例えば温度測定が比較的容易な測定対象領域又はその近傍の温度を測定して、例えば温度測定が困難な非測定対象領域の温度を目標温度に制御することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

すなわち、本発明に係るウエハ温度制御装置は、温度調整されたプレートにウエハが載置され、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するウエハ温度制御装置であって、前記ガスの圧力又は流量を調整するガス調整器と、前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度と前記ガス調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定するオブザーバと、前記オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御するガス制御部とを備えることを特徴とする。

【0011】

このようなウエハ温度制御装置であれば、ウエハの測定対象領域又はその近傍の測定温度とガスの圧力又は流量とを入力変数とするオブザーバを用いてウエハの非測定対象領域の温度を推定しているので、ウエハの非測定対象領域の温度を十分な精度で推定することができる。また、オブザーバにより推定される非測定対象領域の推定温度とウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御によりガス調整器に入力されるガス操作量を制御するので、プレートからウエハへの熱伝達率の非線形な振る舞いを取り込むことが容易となり、ウエハの非測定対象領域の温度を目標温度に精度良く制御することができる。
このようにオブザーバ及びモデル予測制御を組み合わせることによって、モデル予測制御において非線形な振る舞いを取り込むことができ、オブザーバにおいて非線形な振る舞いを考慮する必要がなくなる。このため、オブザーバにおいて、非線形な振る舞いを取り込むための複雑なモデル化が不要となり、オブザーバにおける状態方程式のモデル化を簡単にすることができる。また、オブザーバ及びモデル予測制御を組み合わせることによって、ウエハの測定対象領域の温度を測定するだけで、ウエハの非測定対象領域の温度を精度良く制御できる。つまり、ウエハの１箇所の温度を測定するだけで、その他の箇所の温度を精度良く制御でき、実用性を向上することができる。その他、オブザーバ及びモデル予測制御を組み合わせることによって、ウエハに対して熱を注入するプラズマ等からの外乱に対してもロバストな制御を可能にすることができる。

【0012】

ここで、近傍温度とは、例えばウエハの測定対象領域に対して所定距離以内にある部材又は空間の温度であり、測定対象領域の温度と近傍温度との間で関係性を示す温度モデルを構築することが可能な温度を含む。また、近傍温度は、ウエハの測定対象領域に直接接触している部材の温度、ウエハとの界面が存在する空間又は気体の温度、又は、ウエハに対して数μｍの隙間を介して存在している部材の温度を含む。さらに、近傍温度は、ウエハの測定対象領域との間で伝導、対流又は放射の少なくとも１つによって熱の伝導又は伝達が生じ得る部材の温度を含んでも良い。

【0013】

ウエハの測定対象領域及び非測定対象領域は相互に熱影響を与えることから、将来の非測定対象領域の温度を精度良く予測して非測定対象領域の温度を精度良く制御するためには、測定対象領域の温度を十分な精度で推定する必要がある。このため、前記オブザーバは、前記非測定対象領域の温度だけでなく、前記測定対象領域の温度を推定するものであり、前記ガス制御部は、前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御するガス制御部とを備えることが望ましい。

【0014】

ウエハの測定対象領域及び非測定対象領域それぞれの温度を精度良く制御するためには、前記ガス調整器は、前記プレートと前記ウエハの前記非測定対象領域との間のガスの圧力又は流量を調整する第１ガス調整器と、前記プレートと前記ウエハの前記測定対象領域との間のガスの圧力又は流量を調整する第２ガス調整器とを有し、前記ガス調整部は、前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記非測定対象領域の目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記第１ガス調整器に入力される第１ガス操作量を制御し、前記測定対象領域の推定温度及び前記非測定対象領域の推定温度と前記測定対象領域の目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記第２ガス調整器に入力される第２ガス操作量を制御することが望ましい。

【0015】

非測定対象領域の温度を精度良く推定し、非測定対象領域の温度を目標温度に精度良く制御するためには、前記オブザーバは、前記プレート及び前記ウエハの間の熱伝達係数を前記ガスの圧力から求まる変数とした状態空間モデルを用いるものであることが望ましい。

【0016】

ここで、モデル予測制御の状態方程式は、モデルをシンプルにするとともに計算負荷を小さくするために、状態ベクトルの係数行列（Ａ行列）及び入力ベクトルの係数行列（Ｂ行列）には、物性値から求まる定数を用いることが考えられる。
ところが、プレートとウエハとの間に供給されるガスの圧力により熱伝達率が異なるため、時間とともに熱伝導率が変化するモデルにおいて、状態ベクトルの係数行列（Ａ行列）に定数（固定の熱伝導率）を用いてしまうと、ウエハ温度を目標温度に精度良く制御することが難しくなってしまう。
このため、前記ガス制御部は、前記モデル予測制御の予測モデルとして、前記プレート及び前記ウエハの間の熱伝達係数を前記ガスの圧力から求まる変数としたモデルを用いるものであることが望ましい。
この構成であれば、将来の非測定対象領域の温度を精度良く予測し、非測定対象領域の温度を目標温度に精度良く制御することができる。

【0017】

ウエハの周辺部（例えばエッジ部）は比較的温度を測定しやすく、ウエハの中央部は温度を測定することが難しい。このため、前記測定対象領域が前記ウエハの周辺部であり、前記非測定対象領域が前記ウエハの中央部であることが望ましい。

【0018】

測定対象領域の温度を簡単な構成により測定するためには、前記温度センサは、放射温度センサであることが望ましい。

【0019】

前記オブザーバは、前記ウエハに対して外部から供給される熱量を推定することが望ましい。
このように外部から供給される熱量を推定することにより、ウエハの測定対象領域又は非測定対象領域の温度を精度良く制御することができる。

【0020】

また、本発明に係るウエハ温度制御方法は、温度調整されたプレートにウエハを載置し、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するウエハ温度制御方法であって、前記ガスの圧力又は流量をガス調整器により調整し、前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を温度センサにより測定し、前記温度センサの測定温度と前記ガス調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、オブザーバを用いて前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定し、前記温度推定オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御することを特徴とする。

【0021】

さらに、本発明に係るウエハ温度制御プログラムは、温度調整されたプレートにウエハが載置され、前記プレートと前記ウエハとの間にガスを供給して、前記ウエハの温度を制御するものであり、前記ガスの圧力又は流量を調整するガス調整器と、前記ウエハの所定の測定対象領域又はその近傍の温度を測定する温度センサとを備えるウエハ温度制御装置に用いられるウエハ温度制御プログラムであって、前記温度センサの測定温度と前記ガス調整器に入力されるガス操作量又は前記ガス調整器により調整される圧力又は流量とに基づいて、前記ウエハの前記測定対象領域とは異なる非測定対象領域の温度を推定するオブザーバとしての機能と、前記温度推定オブザーバにより推定される前記非測定対象領域の推定温度と前記ウエハの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により前記ガス調整器に入力されるガス操作量を制御するガス制御部としての機能とをコンピュータに備えさせることを特徴とする。

【0022】

なお、ウエハ温度制御プログラムは、電子的に配信されるものであってもよいし、ＣＤ、ＤＶＤ又はフラッシュメモリ等のプログラム記録媒体に記録されたものであってもよい。

【発明の効果】

【0023】

このように本発明によれば、ガスの圧力又は流量を調整することでウエハの温度を制御するものにおいて、例えば温度測定が可能な測定対象領域又はその近傍の温度を測定して、例えば温度測定が困難な非測定対象領域の温度を目標温度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係るウエハ温度制御装置の構成を模式的に示す斜視図である。

【図2】同実施形態のガス供給機構及び制御装置ＣＴＬの構成を示す模式図である。

【図3】ウエハ及び吸着プレートの間に供給される熱伝達ガスの圧力と、ウエハ及び吸着プレートの間の熱伝達係数との関係を示す図である。

【図4】同実施形態におけるウエハ温度制御系を模式的に示す図である。

【図5】同実施形態におけるウエハ制御装置の機能ブロック図である。

【図6】同実施形態のモデル予測制御の仕組みを示す図である。

【図7】同実施形態のモデル予測制御に用いられる制御対象モデルを示す図である。

【図8】同実施形態のモデル予測制御において、互いに異なる２つの領域を区別することなく表記した参照軌道及び予測軌道を示す図である。

【図9】同実施形態のモデル予測制御の状態方程式及び参照軌道を示す図である。

【図10】同実施形態のモデル予測制御の自由応答による予測値、ステップ応答による予測値及び予測軌道を示す図である。

【図11】同実施形態のモデル予測制御の評価関数を示す図である。

【図12】同実施形態のウエハ温度制御装置を用いてウエハの温度を制御した場合の実験結果及びシミュレーション結果を示す図である。

【図13】同実施形態のウエハ温度制御装置を用いてウエハの温度を制御した場合において外乱を発生させた場合のシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明に係るウエハ温度制御装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0026】

＜１．ウエハ温度制御装置の基本構成＞
本実施形態のウエハ温度制御装置１００は、例えば成膜処理等の半導体製造プロセスを行う半導体製造装置に用いられるものであり、例えば真空チャンバ内においてウエハＷの裏面を静電チャックするように構成されている。

【0027】

具体的にウエハ温度制御装置１００は、図１に示すように、上面にウエハＷが載置される吸着プレート２と、吸着プレート２の温度を調整する温度調整器３とを備えている。

【0028】

吸着プレート２は、ウエハＷを静電吸着力で保持するいわゆる静電チャックを構成するものである。本実施形態の吸着プレート２は、概略円板状をなすセラミックプレートであり、その上面がウエハＷを吸着する吸着面２ａとなる。吸着プレート２の内部には、吸着プレート２とウエハＷとの間で静電力を発生させるための静電電極（図示しない）が設けられている。

【0029】

温度調整器３は、吸着プレート２の温度を予め設定された温度に温度調整するものであり、吸着プレート２を冷却する冷却器３１を有している。なお、温度調整器３として吸着プレート２を加熱する加熱器を有する構成であっても良い。

【0030】

冷却器３１は、吸着プレート２の下面に接触して設けられており、概略円板状をなすベースプレート３１ａと、ベースプレート３１ａ内に形成された冷却流路３１ｂとを備えている。

【0031】

冷却流路３１ｂは、ベースプレート３１ａの内部において平面視において螺旋状に形成されている。この冷却流路３１ｂには、例えばチラー等の冷却源（不図示）に繋がる導入流路３１ｃ及び導出流路３１ｄが接続されている。また、冷却流路３１ｂに接続される流路には、冷媒流量を制御する制御バルブ３１ｅが設けられており、当該制御バルブ３１ｅは、制御装置ＣＴＬの冷却制御部（不図示）によってその弁開度が制御される。

【0032】

＜２．ガス供給機構４＞
また、本実施形態のウエハ温度制御装置１００は、図１及び図２に示すように、吸着プレート２とウエハＷとの間に例えばヘリウムガス又はアルゴンガス等の熱伝達を伝達するガス（以下、熱伝達ガスという。）を供給するガス供給機構４を備えている。

【0033】

このガス供給機構４は、吸着プレート２の吸着面２ａと吸着されているウエハＷの裏面との間に所定圧力の熱伝達ガスを供給するものである。

【0034】

具体的にガス供給機構４は、図１に示すように、吸着プレート２の吸着面２ａに形成されたガス流通溝４１と、当該ガス流通溝４１に熱伝達ガスを供給するガス供給路４２と、ガス流通溝４１に供給される熱伝達ガスの圧力を調整するガス調整器である圧力調整器４３とを有している。ガス流通溝４１に供給された熱伝達ガスは、当該ガス流通溝４１から吸着プレート２の吸着面２ａと吸着されているウエハＷの裏面との間に流入する。

【0035】

ガス流通溝４１は、例えば、吸着プレート２の中心軸から放射状に形成された複数の直線溝と、吸着プレート２の中心軸から同士円状に形成された複数の円形溝とを有している。

【0036】

ガス供給路４２は、図２に示すように、吸着プレート２の吸着面２ａの中央部に熱伝達ガスを供給する第１ガス供給路４２１と、吸着プレート２の吸着面２ａの周辺部に熱伝達ガスを供給する第２ガス供給路４２２とを有している。なお、吸着面２ａの中央部（ウエハＷの非測定対象領域である中央部Ｗ１に対応）は、円形状をなす部分であり、吸着面２ａの周辺部（ウエハＷの測定対象領域である周辺部Ｗ２に対応）は、円環状をなす部分である。また、これら第１ガス供給路４２１及び第２ガス供給路４２２は、熱伝達ガス源（不図示）に接続されている。

【0037】

圧力調整器４３は、図２に示すように、第１ガス供給路４２１に設けられ、吸着面２ａの中央部に供給される熱伝達ガスの圧力を調整する第１ガス調整器である第１圧力調整器４３１と、第２ガス供給路４２２に設けられ、吸着面２ａの周辺部に供給される熱伝達ガスの圧力を調整する第２ガス調整器である第２圧力調整器４３２とを有している。

【0038】

第１圧力調整器４３１は、吸着面２ａの中央部に供給されるガスの圧力を調整することにより、吸着プレート２とウエハＷの非測定対象領域である中央部Ｗ１との間の熱伝達ガスの圧力を調整する。また、第２圧力調整器４３２は、吸着面２ａの周辺部に供給される熱伝達ガスの圧力を調整することにより、吸着プレート２とウエハＷの測定対象領域である周辺部Ｗ２との間の熱伝達ガスの圧力を調整する。

【0039】

また、各圧力調整器４３１、４３２は、熱伝達ガスの圧力を調整することにより、吸着プレート２からウエハＷへの熱伝達率（ウエハＷ及び吸着プレート２の間の熱伝達係数）を変化させることができる。なお、図３にウエハＷ及び吸着プレート２の間に供給される熱伝達ガスの圧力と、ウエハＷ及び吸着プレート２の間の熱伝達係数との関係を示している。本実施形態の熱伝達係数は、熱伝達ガスの圧力に応じて非線形の関係を有するものであるが、線形の関係を有するものとしても良い。

【0040】

具体的に各圧力調整器４３は、圧力センサ及び圧力制御バルブを有するものであり、当該圧力制御バルブは、制御装置ＣＴＬの後述するガス制御部である圧力制御部１２によってその弁開度が制御される。

【0041】

また、ウエハ温度制御装置１００は、図２に示すように、ウエハＷの所定の測定対象領域である周辺部Ｗ２又はその近傍の温度を測定する温度センサ５を備えている。本実施形態の温度センサ５は、ウエハＷの周辺部Ｗ２の温度を測定する例えば放射温度計等の赤外線センサである。温度センサ５として放射温度計を用いた場合には、真空チャンバの側壁に設けられた光学窓からウエハＷの周辺部Ｗ２の温度を測定することが考えられる。なお、温度センサ５としては、ベースプレート３１ａ又は吸着プレート２に設けられ、ウエハＷの近傍温度としてベースプレート３１ａ又は吸着プレート２の温度を測定するものであっても良い。

【0042】

＜３．ウエハ温度制御系＞
さらに、ウエハ温度制御装置１００は、少なくとも温度調整器３及び各圧力調整器４３１、４３２の動作を制御する制御装置ＣＴＬを備えている。

【0043】

なお、制御装置ＣＴＬは、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、各種入出力機器を備えたいわゆるコンピュータである。そして、メモリに格納されているウエハ温度制御プログラムが実行されて、各種機器が協働することによって、図４及び図５に示すようなウエハ温度制御系が構成される。

【0044】

まず、本実施形態のウエハ温度制御系の概略について図４及び図５を参照しながら説明する。

【0045】

本実施形態では、オブザーバ１０により推定されるウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}、及び、温度センサ５により測定される周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}に関わらず、冷却器３１の制御バルブ３１ｅの弁開度が一定となるように制御される。すなわち、動作中は冷却操作量が固定されており、温度調整器３による単位時間あたりの温度調整量は一定となるように制御される。

【0046】

これに対して、各圧力調整器４３１、４３２は、オブザーバ１０により推定される中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}、及び、温度センサ５により測定される周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}に基づいて、入力される圧力操作量が逐次変更される。

【0047】

具体的に制御装置ＣＴＬは、オブザーバ１０を用いて、温度センサ５により測定される周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}に基づいて、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２それぞれの温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を推定する。そして、制御装置ＣＴＬは、中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２それぞれの推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}をフィードバックして、各推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}が各目標温度Ｔ_{Ｗ１_ＳＥＴ}、Ｔ_{Ｗ２_ＳＥＴ}に追従するように各圧力調整器４３１、４３２を制御する。

【0048】

より具体的に制御装置ＣＴＬは、図４及び図５に示すように、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を推定するオブザーバ１０と、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の目標温度Ｔ_{Ｗ１_ＳＥＴ}、Ｔ_{Ｗ２_ＳＥＴ}とオブザーバ１０により推定される中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２それぞれの推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}とに基づいて、各圧力調整器４３１、４３２をフィードバック制御する圧力制御部１１とを備えている。

【0049】

＜３－１．オブザーバ１０＞
オブザーバ１０は、少なくともシステムの熱的な振る舞いを模擬し、非測定対象領域である中央部Ｗ１及び測定対象領域である周辺部Ｗ２の温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を推定するものである。

【0050】

具体的にオブザーバ１０は、温度センサ５により測定される周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}と、各圧力調整器４３１、４３２の出力する各圧力Ｐ_{Ｗ１_ＯＵＴ}、Ｐ_{Ｗ２_ＯＵＴ}とに基づいて、中央部Ｗ１の温度の推定値である推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}と、周辺部Ｗ２の温度の推定値である推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}とを出力するように構成されている。

【0051】

具体的にオブザーバ１０は、図５に示すように、ウエハＷの中央部Ｗ１の温度Ｔ_Ｗ１及び周辺部Ｗ２の温度Ｔ_Ｗ２を出力変数とする線形又は非線形の状態空間モデルである温度推定モデル１０ａと、温度推定モデル１０ａに基づいて推定された中央部Ｗ１の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}を出力する第１温度出力部１０ｂと、温度推定モデル１０ａに基づいて推定された周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を出力する第２温度出力部１０ｃと、オブザーバゲイン１０ｄとを備えている。

【0052】

そして、オブザーバ１０は、第２温度出力部１０ｃから出力される周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}と、温度センサ５により測定される周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}との偏差にオブザーバゲイン１０ｄが乗じられた値が、温度推定モデル１０ａ内にフィードバックされるように構成されている。

【0053】

温度推定モデル１０ａは、例えば吸着プレート２及びウエハＷ自体に関する熱伝導、吸着プレート２とウエハＷとの間の熱伝達をモデル化したものである。

【0054】

この温度推定モデル１０ａは、少なくともウエハＷの温度Ｔ_Ｗと熱伝達ガスの圧力Ｐ_ＨＧとの関係を線形又は非線形とした状態空間モデルである。本実施形態では、温度推定モデル１０ａの状態空間モデルは、図７に示すように、後述する圧力制御部１１の予測モデル（制御対象モデル）と同一の非線形モデルである。本実施形態の温度推定モデル１０ａの入力変数は、各圧力調整器４３から出力される各圧力Ｐ_{Ｗ１_ＯＵＴ}、Ｐ_{Ｗ２_ＯＵＴ}（図７におけるＰ_１、Ｐ_２）だけでなく、冷却器３１による冷却量（吸着プレート２又はベースプレート３１ａの温度Ｔ_ｐ）又はウエハＷに対して外部（例えばプラズマ）から供給される熱量（図７におけるｑ）等を含んでいる。

【0055】

具体的に温度推定モデル１０ａは、図５に示すように、各圧力調整器４３１、４３２から出力される各圧力Ｐ_{Ｗ１_ＯＵＴ}、Ｐ_{Ｗ２_ＯＵＴＴ}等を含む入力変数ベクトルが入力されて、中央部Ｗ１の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を含む状態変数ベクトルを出力する。

【0056】

第１温度出力部１０ｂは、温度推定モデル１０ａの出力から中央部Ｗ１の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}を抽出して、圧力制御部１１へ出力する。

【0057】

第２温度出力部１０ｃは、温度推定モデル１０ａの出力から周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を抽出して出力する。出力された周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}と温度センサ５により測定された周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}との偏差が計算されてオブザーバゲイン１０ｄへと入力される。

【0058】

＜３－２．圧力制御部１１＞
圧力制御部１１は、ウエハＷの目標温度Ｔ_ＳＥＴとオブザーバ１０により推定される推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}とに基づいて、モデル予測制御により、熱伝達ガスの圧力Ｐ_ＨＧを調整する各圧力調整器４３１、４３２を制御するものである。

【0059】

ここで、モデル予測制御は、図６に示すように、各時刻で未来の応答を予測しながら最適化を行う制御手法であり、圧力制御部１１の内部に予測モデル（制御対象モデル）を持つことで、制御対象の現時刻からある有限区間に渡る未来の振る舞いを予測するものである。

【0060】

図６において、目標指令ｒ（ｔ）は、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２それぞれの目標温度であり、制御入力ｕ（ｔ）は、圧力調整器４３１、４３２それぞれに入力されるガス操作量である圧力操作量であり、制御出力ｙ（ｔ）は、オブザーバ１０により推定される中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}である。このオブザーバ１０の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を圧力制御部１２の内部における予測モデルに適用し、最適化器にて現在の時刻から所定の時刻における追従誤差を最小化するように新たな制御入力ｕ（ｔ）を決定する。

【0061】

このモデル予測制御に用いられる制御対象モデルを図７に示している。本実施形態の制御対象モデルは、同心円状に２つの加熱領域が設定されており、中央部Ｗ１に位置する円形状の加熱領域（Ｚｏｎｅ１）と、周辺部（外周部）Ｗ２に位置する円環状の加熱領域（Ｚｏｎｅ２）とを有する。なお、上述したように、モデル予測制御に用いられる制御対象モデルは、オブザーバ１０の温度推定モデル１０ａと同じ非線形モデルである。そして、この吸着プレート２では、中央部Ｗ１の加熱領域の目標温度がＴ_{Ｗ１_ＳＥＴ}であり、周辺部Ｗ２の加熱領域の目標温度がＴ_{Ｗ２_ＳＥＴ}である。なお、図８には、互いに異なる２つの領域を区別することなく表記した参照軌道及び予測軌道を示している。

【0062】

図７に示す制御対象モデルにおいて、Ｚｏｎｅ１のウエハ温度Ｔ_Ｗ１の時間変化、及び、Ｚｏｎｅ２のウエハ温度Ｔ_Ｗ２の時間変化は、外部への熱輻射と、ゾーン間の熱移動と、レイヤ間の熱移動と、外部からの熱供給とにより示すことができる。なお、熱輻射は、温度の４乗に比例するが、この項自体が小さい値であり、ここでは計算を簡単化するために便宜上１乗としている。

【0063】

具体的に圧力制御部１２は、上述した通り、モデル予測制御の予測モデル（制御対象モデル）として吸着プレート２及びウエハＷの間の熱伝達係数を熱伝達ガスの圧力Ｐ_ＨＧから求まる変数としたモデルを用いるものである。より詳細には、圧力制御部１２は、オブザーバ１０により推定される中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}と中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の目標温度Ｔ_{Ｗ１_ＳＥＴ}、Ｔ_{Ｗ２_ＳＥＴ}とに基づいて、モデル予測制御により各圧力調整器４３１、４３２に入力される圧力操作量を制御する。

【0064】

ここで、圧力制御部１２は、モデル予測制御において状態ベクトルの係数行列（Ａ行列）に熱伝達ガスの圧力Ｐ_１、Ｐ_２がパラメータとして含まれる状態方程式を用いて圧力操作量を制御するものである。ここで、状態ベクトルの係数行列（Ａ行列）に熱伝達ガスの圧力Ｐ_１、Ｐ_２が含まれるのは、ウエハと吸着プレート間の熱伝達率α_１（Ｐ_１）、α_２（Ｐ_２）が熱伝達ガスの圧力Ｐ_１、Ｐ_２により変化するためである。

【0065】

具体的に圧力制御部１２は、図９に示す状態方程式を用いている。
この状態方程式において、状態ベクトルに掛かる係数行列（Ａ行列）は、分割されたエリア（ゾーン）毎の熱伝導率及び熱容量を示す行列であり、熱伝達ガスの圧力Ｐ_１、Ｐ_２から求まるウエハＷ及び吸着プレート２の間の熱伝達率α_１（Ｐ_１）、α_２（Ｐ_２）を含んでいる。また、状態方程式において入力ベクトルに掛かる係数行列（Ｂ行列）は、ウエハと吸着プレート間の熱伝達率α_１（Ｐ_１）、α_２（Ｐ_２）及びプラズマから注入される熱量（電力）ｑ_１、ｑ_２を温度変化に変換する係数を示す行列である。さらに、モデル予測制御における参照軌道は、現時点での温度から設定温度に指数関数的に近づく理想的な軌道を示すものであり、図８に示すとおりである。

【0066】

そして、圧力制御部１２は、モデル予測制御においてウエハＷの温度に関する予測軌道を計算する毎に係数行列（Ａ行列）を計算し、その計算により更新された係数行列（Ａ行列）を用いて次の予測軌道を計算する。

【0067】

具体的に圧力制御部１２は、図９及び図１０に示すように、状態方程式から求められる予測軌道を計算し、具体的には自由応答による予測値と、ステップ応答による予測値とを用いて、予測軌道を計算する。

【0068】

自由応答による予測値は、現在（時刻ｋ）の入力Ｐ_１（ｋ）、Ｐ_２（ｋ）のままでの今後Ｎｐステップ分の軌道を示すものである。

【0069】

ステップ応答による予測値は、入力Ｐ_１（ｋ）をＰ_１（ｋ）＋１とした場合と、Ｐ_２（ｋ）をＰ_２（ｋ）＋１とした場合の今後のＮｐステップ分の軌道と現在温度Ｔ_Ｗ１（ｋ）、Ｔ_Ｗ２（ｋ）との差（変化分）を示すものである。

【0070】

ここで、入力Ｐ_１（ｋ）、Ｐ_２（ｋ）が逐次更新されているので、毎時間計算して求める必要がある。このステップ応答による予測値に用いる入力Ｐ_１（ｋ）、Ｐ_２（ｋ）は、各圧力調整器４３１、４３２に入力された圧力操作量又は各圧力調整器４３１、４３２により調整された圧力である。

【0071】

そして、圧力制御部１２は、図１１に示すように、モデル予測制御においてウエハＷの温度に関する参照軌道と、ウエハＷの温度に関する予測軌道との偏差に関する加重最小二乗法を用いた評価関数を最小化するように圧力操作量を決定する。なお、評価関数において、ハンチングが発生することを防止するために、圧力を小さくする項ｒ_１、ｒ_２を追加し、この項ｒ_１、ｒ_２をできるだけ小さくしている。このように評価関数として加重最小二乗法を用いることで、反復計算が不要となり、計算量を減らすことができる。なお、評価関数としては、拘束条件の制約等により解析的に解けない場合には、シューティング法、勾配降下法又はニュートン法等の探索的に解く方式のものを用いても良い。

【0072】

＜４．実験結果及びシミュレーション結果＞
次に、図１２に、本実施形態のウエハ温度制御装置１００を用いてウエハＷの温度を制御した場合の実験結果及びシミュレーション結果を示す。なお、実験を行うに当たり、ウエハＷに対して外部から供給される熱量は、ハロゲンランプを用いて再現した。

【0073】

いずれの結果においても、中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}と中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の目標温度Ｔ_{Ｗ１_ＳＥＴ}、Ｔ_{Ｗ２_ＳＥＴ}とに基づいて、モデル予測制御により各圧力調整器４３１、４３２に入力される圧力操作量を制御することで、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の温度を目標温度に精度良く制御できている。また、オブザーバ１０により、ウエハＷに注入される熱量（Ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｐｏｗｅｒ）も推定できていることがわかる。なお、図１２においてｑは固定された熱量（設定値）であり、ｑ_ｅｓｔは推定された熱量である。

【0074】

また、図１３に、上記の実験又はシミュレーションにおいて、ウエハＷに対して外乱を発生させた場合のシミュレーション結果を示す。なお、ウエハＷに対する外乱は、ウエハＷに対して外部から供給される熱量を変化（Ｐｏｗｅｒ ｓｈｉｆｔ）させることにより再現した。

【0075】

このシミュレーションの結果において、外乱が発生したとしても、中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}と中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の目標温度Ｔ_{Ｗ１_ＳＥＴ}、Ｔ_{Ｗ２_ＳＥＴ}とに基づいて、モデル予測制御により各圧力調整器４３１、４３２に入力される圧力操作量を制御することで、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の温度を目標温度に精度良く制御できている。つまり、本実施形態のウエハ温度制御装置１００は、ウエハに対して熱を注入するプラズマ等からの外乱に対してもロバストな制御が可能となる。

【0076】

＜５．本実施形態の効果＞
このように本実施形態におけるウエハ温度制御装置１００によれば、ウエハＷの測定対象領域（周辺部Ｗ２）の測定温度と熱伝達ガスの圧力とを入力変数とするオブザーバ１０を用いてウエハＷの非測定対象領域（中央部Ｗ１）の温度を推定しているので、ウエハＷの非測定対象領域（中央部Ｗ１）の温度を十分な精度で推定することができる。また、オブザーバ１０により推定される非測定対象領域（中央部Ｗ１）の推定温度とウエハＷの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により各圧力調整器４３１、４３２に入力される圧力操作量を制御するので、吸着プレート２からウエハＷへの熱伝達率の非線形な振る舞いを取り込むことが容易となり、ウエハＷの非測定対象領域（中央部Ｗ１）の温度を目標温度に精度良く制御することができる。

【0077】

このようにオブザーバ１０及びモデル予測制御（ＭＰＣ制御）を組み合わせることによって、ウエハＷの測定対象領域（周辺部Ｗ２）の温度を測定するだけで、ウエハＷの非測定対象領域（中央部Ｗ１）の温度を精度良く制御できる。つまり、ウエハの１箇所の温度を測定するだけで、その他の箇所の温度を精度良く制御でき、実用性を向上することができる。その他、オブザーバ１０及びモデル予測制御（ＭＰＣ制御）を組み合わせることによって、ウエハＷに対して熱を注入するプラズマ等からの外乱に対してもロバストな制御を可能にすることができる。

【0078】

＜６．その他の実施形態＞
例えば、前記実施形態では、温度センサ５がウエハＷの周辺部Ｗ２の温度を測定するものであったが、ウエハＷの周辺部Ｗ２の近傍の温度を測定するものであっても良い。この場合、オブザーバ１０は、温度センサの測定温度（近傍温度）と圧力調整器４３１、４３２に入力される圧力操作量又は圧力調整器４３１、４３２により調整される圧力Ｐ_{Ｗ１_ＯＵＴ}、Ｐ_{Ｗ２_ＯＵＴ}とに基づいて、ウエハＷの中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の温度を推定する。

【0079】

また、前記実施形態の圧力制御部１１は、中央部Ｗ１及び周辺部Ｗ２の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}、Ｔ_{Ｗ２_ｅｓｔ}を用いて各圧力調整器４３１、４３２をＭＰＣ制御しているが、中央部Ｗ１の推定温度Ｔ_{Ｗ１_ｅｓｔ}及び周辺部Ｗ２の測定温度Ｔ_{Ｗ２_ｍｅａｓ}を用いて各圧力調整器４３１、４３２をＭＰＣ制御しても良い。

【0080】

さらに、前記実施形態では、測定対象領域を周辺部Ｗ２とし、非測定対象領域を中央部Ｗ１としているが、逆であっても良いし、測定対象領域をウエハの任意の場所とし、非測定対象領域を測定対象領域以外の任意の場所としても良い。

【0081】

前記実施形態の吸着プレート２には、熱伝達ガスの圧力を吸着プレート２の面内において異ならせることにより、ウエハＷの目標温度が互いに異なる複数の領域が設定されていたが、熱伝達ガスの圧力を吸着プレート２の面内において異ならせることなく、吸着プレート２全体において１つの目標温度が設定されていても良い。

【0082】

ウエハＷ及び吸着プレート２の温度調整領域については２つに領域（中央部及び周辺部）が区成されたものに限られず、さらに多数の領域が区成されていてもよい。

【0083】

また、吸着プレート２については吸着機能がなく、単にウエハＷが載置されるプレートであってもよい。

【0084】

前記実施形態のウエハ温度制御装置１００は、圧力調整器４３１、４３２により熱伝達ガスの圧力を調整してウエハＷの温度を制御するものであったが、熱伝達ガスの流量を調整することでもウエハＷの温度を制御することができる。このため、ウエハ温度制御装置１００は、熱電圧ガスの流量を調整するガス調整器である流量調整器と、ウエハＷの所定の測定対象領域Ｗ２又はその近傍の温度を測定する温度センサ５と、温度センサ５の測定温度と流量調整器に入力されるガス操作量である流量操作量又は流量調整器により調整される流量とに基づいて、ウエハＷの測定対象領域Ｗ２とは異なる非測定対象領域Ｗ１の温度を推定するオブザーバ１０と、オブザーバ１０により推定される非測定対象領域Ｗ１の推定温度とウエハＷの目標温度とに基づいて、モデル予測制御により流量調整器に入力される流量操作量を制御するガス制御部である流量制御部とを備えることになる。

【0085】

冷却器又は加熱器の構成は前述したものに限られない。例えば冷却器はペルチェ素子等を利用して構成してもよいし、加熱器はヒータ電極に限られず、光照射によってウエハを加熱するように構成されたものであってもよいし、プラズマによってウエハが加熱される構成であってもよい。

【0086】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【符号の説明】

【0087】

１００・・・ウエハ温度制御装置
Ｗ ・・・ウエハ
Ｗ１ ・・・中央部（非測定対象領域）
Ｗ２ ・・・周辺部（測定対象領域）
２ ・・・吸着プレート（プレート）
３ ・・・温度調整器
４３ ・・・圧力調整器（ガス調整器）
４３１・・・第１圧力調整器（第１ガス調整器）
４３２・・・第２圧力調整器（第２ガス調整器）
５ ・・・温度センサ
１０ ・・・オブザーバ
１１ ・・・圧力制御部（ガス制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】