(57)【要約】【課題】  高い精度で試料または試料台の温度を調節でき試料の処理の歩留まりや効率を向上させたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  真空容器内に配置された試料台上に載置された基板状の試料をこの真空容器内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、前記試料台の温度を検出する検出器と、前記試料の処理が開始後に前記検出器から得られた前記試料台温度あるいは冷媒戻り温度の情報と予め得られた前記処理中の試料の温度の変化の情報とに基づいて検出した値となるように次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節する調節器とを備え、前記調節器は、前記予め得られた試料の温度の変化の情報は複数の条件において前記試料をその温度の変化率が所定の値以下になるまで処理を持続させた場合の該試料の温度の情報を用いて得られたものである。【選択図】図２
2009111301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に配置された試料台上に載置された基板状の試料をこの真空容器内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料台の温度を検出する検出器と、前記試料の処理が開始後に前記検出器から得られた前記試料台温度あるいは冷媒戻り温度の情報と予め得られた前記処理中の試料の温度の変化の情報とに基づいて検出した値となるように次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節する調節器とを備え、
前記調節器は、前記予め得られた試料の温度の変化の情報は複数の条件において前記試料をその温度の変化率が所定の値以下になるまで処理を持続させた場合の該試料の温度の情報を用いて得られたものであるプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記調節器が、前記試料の処理が開始後に前記検出器から得られた前記試料台の温度の増加の情報に基づいて前記次の試料の処理の開始の際の前記試料台の温度を調節するプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記処理を終了して前記プラズマを前記真空容器内から除いた後処理済の前記試料を減圧された真空容器内から搬出して前記次の試料を前記真空容器内に搬入し前記試料台上に載置するプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置であって、
前記調節器が前記プラズマを点火後の前記試料台の温度の増加の情報と前記プラズマを除いた後の前記試料台の温度の減少の情報とに基づいて前記次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節するプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
前記調節器が前記プラズマが除かれる前の前記試料の処理中に前記前記検出器から得られた前記試料台の温度の情報と予め得られた前記処理中の試料の温度の変化の情報とに基づいて検出した値となるように次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節するプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料処理装置に関し、特に減圧雰囲気下でプラズマ等により処理された試料を保持するのに好適なステージを有する試料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような従来の技術として、特開平９−１７２００３号公報（従来技術１）に示されるチャンバ部品の温度制御がある。この技術では、チャンバ内パーツが処理が開始する前低温の状態にあり処理が次々進むに従いパーツ温度が上昇することによる温度の経時変化を、処理開始前のウォームアッププラズマによって予備加熱を行い温度経時変化を少なくするというものである。
【０００３】
また、特開平７−０５８０８０号公報（従来技術２）によると、プラズマ処理が終了する時点でウエハの温度を測定し、この実際のウエハ温度とステージ温度と内部温度から温調器への制御指示を行うことでウエハ温度を一定に保つというものである。
【０００４】
また、特開平８−１３０２３７号公報（従来技術３）によると、ヒータ内臓のウエハホルダを有し、ウエハ温度測定値と目標温度との偏差に応じてヒータ出力を制御するというものである。この技術では、熱応答性の良いヒータを用いて加熱方向は制御速度が速くうまく追随することが予想される。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７２００３号公報
【特許文献２】特開平７−０５８０８０号公報
【特許文献３】特開平８−１３０２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、次のような問題点が生起する点について考慮がされいていないか不十分であった。すなわち、従来技術１または３に開示されたものでは、ウエハの加熱量・及び冷却量に関しては、その時点のウエハまたは試料台の部材の温度について測定し、この得られた値と目標値からの偏差から制御量を設定する、いわゆるフィードバック制御であり、プラズマを用いて半導体ウエハ等の基板状の試料を処理するプラズマ処理装置において試料台内部に冷媒を供給してこれの温度を調節して試料台ひいては試料の温度を調節する場合には、冷媒の熱容量の大きさに起因して冷媒の温度調節の指令の発信から試料台または試料の温度の変化または調節の終了までの時間の遅れが生じるため制御の精度が低下してしまい、温度調節による所期の効果を得ることが困難となっているという点について考慮されていなかった。
【０００７】
また、従来技術２は、次のウエハの処理の際に設定すべきパラメータの値（あるいは制御量）を現在処理中のプウエハについての処理の終了の時点で測定し、前記パラメータを所定値に調節する指令を行うものであるが、このような調節，制御による試料台またはウエハの温度の応答に存在する時間遅れのために、現在の処理の終了後に次のウエハの処理を開始する時刻までに、パラメータの調節の指令を発信した結果が得られずに、所期の値に達していないあるいは整定されていない状態で処理が開始されてしまい、所望の条件で処理が行われず処理の歩留まりや効率が低下してしまうという問題が生じていた。
【０００８】
以上の通り、上記従来の技術では、試料台またはウエハの目標温度からの偏差が大きい場合には、試料台またはウエハの温度を調節する応答速度は十分でなく、フィードバック制御のループ上に存在する時間遅れに起因して、所期の温度調節を達成することが困難となり処理の効率や歩留まりが低下していた点については、考慮が不十分であった。
【０００９】
本発明の目的は、高い精度で試料またはこれを上方に載置する試料台の温度を調節でき試料の処理の歩留まりや効率を向上させたプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、真空容器内に配置された試料台上に載置された基板状の試料をこの真空容器内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置であって、前記試料台の温度を検出する検出器と、前記試料の処理が開始後に前記検出器から得られた前記試料台温度あるいは冷媒戻り温度の情報と予め得られた前記処理中の試料の温度の変化の情報とに基づいて検出した値となるように次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節する調節器とを備え、前記調節器は、前記予め得られた試料の温度の変化の情報は複数の条件において前記試料をその温度の変化率が所定の値以下になるまで処理を持続させた場合の該試料の温度の情報を用いて得られたものであるプラズマ処理装置により達成される。
【００１１】
さらに、前記調節器が、前記試料の処理が開始後に前記検出器から得られた前記試料台の温度の増加の情報に基づいて前記次の試料の処理の開始の際の前記試料台の温度を調節することにより達成される。
【００１２】
さらにまた、前記処理を終了して前記プラズマを前記真空容器内から除いた後処理済の前記試料を減圧された真空容器内から搬出して前記次の試料を前記真空容器内に搬入し前記試料台上に載置することにより達成される。
【００１３】
さらにまた、前記調節器が前記プラズマを点火後の前記試料台の温度の増加の情報と前記プラズマを除いた後の前記試料台の温度の減少の情報とに基づいて前記次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節することにより達成される。
【００１４】
さらにまた、前記調節器が前記プラズマが除かれる前の前記試料の処理中に前記前記検出器から得られた前記試料台の温度の情報と予め得られた前記処理中の試料の温度の変化の情報とに基づいて検出した値となるように次の試料の処理の際の前記試料台の温度を調節することにより達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を以下、図面を用いて説明する。以下に説明する本発明の実施の形態では、試料台であるウエハステージの熱履歴をウエハ毎に一定にできるよう、現ステージ温度の測定値から次ウエハの処理開始時のステージ温度を予測し、ステージに到達するまでの時間遅れ、所定温度に達するまでの時間遅れを有する冷媒の温度を変更可能とし所定のロットに含まれる処理対象の任意のウエハの処理の開始前にウエハステージの温度を調節するフィードフォワード制御を可能とするプラズマ処理装置あるいはプラズマ処理装置の運転方法またはこれを用いたプラズマ処理方法が開示される。本発明は、本実施の形態の示す冷媒温度を変更する構成に限られず、たとえば制御速度の速いペルチエ素子による冷却や試料台を冷凍サイクルの一構成要素にして冷媒通路を通過する際に冷媒通路内で蒸発して試料台を冷却する所謂直接膨張式等を用いても良い。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１の実施例を、図１乃至７を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装置を搭載する真空処理装置の構成の概略を説明する上面図である。図２は、図１に示す実施例に搭載されたプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。図３は、図２に示す実施例の試料台の温度を調節する装置の構成の概略を示すブロック図である。
【００１７】
図１において、本実施例に係る真空処理装置１０は大きく前後２つのブロックに分けられる。真空処理装置１０本体の図上下方である前方側は、クリーンルーム等の装置設置箇所において処理対象の基板状の試料である半導体ウエハを収納した容器が搬送されて来るラインに面した側であり、このラインに沿って複数の真空処理装置１０や他の処理装置が並べられて所謂製造ラインが形成される。
【００１８】
真空処理装置１０の図上下方側（ライン側）の前方側の部分は、この真空処理装置１０に供給されるウエハが大気圧下で減圧されるチャンバへ搬送されて処理室へ供給される大気側ブロック１１である。大気側ブロック１１の図上上方の真空処理装置１０本体の後方側は、大気側ブロック１１と連結された処理ブロック１２である。
【００１９】
大気側ブロック１１は、内部に搬送ロボット（図示せず）を備えた筐体１６を有し、この筐体１６の前面には、処理用またはクリーニング用のウエハが収納されているカセット１９及びダミーウエハ用のカセット１８がその上面に載せられるカセット台２２複数（本実施例では３個）が取り付けられている。また、筐体１６の背面には、処理ブロック１２の一部であり大気側ブロック１１内部と処理ブロック１２内部との間でウエハをやりとりするため内部が変更可能なインターフェースであるロック室２７，２７′が取り付けられている。
【００２０】
筐体１６内の搬送ロボットは、これらのカセット１８，１９とロック室２７，２７′との間でウエハを搬入あるいは搬出する作業を行う。また、大気側ブロック１１はその筐体１６の側方（図上左右方向）の面上に位置合せ部２０を備えて、この位置合せ部２０内において前記搬送ロボットにより搬送されるウエハをカセット１８，１９或いはロック室２７，２７′内のウエハ配置の姿勢に合わせてその位置合わせを行う。
【００２１】
処理ブロック１２は、内部の室が高い真空度にされた状態でウエハが搬送されその上方から見た平面形状が略多角形（本実施例では略５角形）に構成される真空搬送室２１とこの真空搬送室２１の前方側に配置され大気側ユニット１１と真空搬送室２１とを連結するロック室２７，２７′を有する大気搬送ユニット１５を備えている。上面が略多角形の真空搬送室２１の周囲には、減圧される真空容器の内部にウエハが処理される処理室が配置された処理ユニット１３，１３′，１４，１４′とこれらの処理室に及びこの搬送ユニット１５と大気側ブロック１１とを接続する複数のロック室２７，２７′とが各辺に連結されて配置されている。これらのユニットは減圧されて高い真空度の圧力に維持可能なユニットであり、処理ブロック１２は真空処理用のブロックである。
【００２２】
また、本実施例における処理ブロック１２の処理ユニット１３，１３′は、互いに真空搬送室２１後端の上記略五角形の隣接した２つの辺に並列するように配置されている。本実施例では、これらの処理ユニット１３，１３′はカセット１９から処理ブロック１２に搬送されるウエハにエッチング処理を行う処理室を備えたエッチング処理ユニットである。
【００２３】
同様に、処理ブロック１２の処理ユニット１４，１４′は、互いに真空搬送室２１後端の上記略五角形の側方（図上左右方向）の対向した２つの辺に配置されている。本実施例では、これらの処理ユニット１４，１４′はカセット１９から或いは処理ユニット１３，１３′から搬送されるウエハに灰化処理を行う処理室を備えたアッシング処理ユニットである。搬送ユニット１５は、これらの処理ユニット１３，１３′，１４，１４′が着脱可能に取り付けられている。つまり、真空搬送室２１は、ロック室２３または２３′と各処理ユニット１３，１３′，１４，１４′との間で減圧状態が維持されてウエハが搬送される空間である。
【００２４】
また、複数のロック室２７，２７′は、図示しない真空排気装置が接続されて、それぞれがその内部に処理対象の試料であるウエハが載置された状態で、この内部が高度な真空の状態と大気圧との状態とで圧力を維持可能に構成された空間を有して、図上その前後端部に配置された図示しないゲートバルブにより、大気側ブロック１１あるいは筐体１６および真空搬送室２１との間が連通可能に開閉される。本実施例では、これらのロック室２７，２７′はそれぞれ同等の機能を有しており、いずれか一方がウエハを大気圧から真空へ（ロード）或いは真空から大気圧へ（アンロード）の圧力変化のいずれかのみを実施するものではないが、求められる仕様により一方を何れかに限定して使用しても良い。
【００２５】
さらに、この処理ブロック１２では、上記処理ユニット１３，１３′のそれぞれが内部を減圧可能でエッチングを行う処理室を有する真空容器２３，２３′有している。これら真空容器２３，２３′のそれぞれの下方には、後述の通り、内部に配置された処理室内を減圧するための排気手段がそれらの下方に配置されている。さらに、上記真空容器２３，２３′およびこれに連結された排気手段をその上方で支持する支持台であるベッド２５，２５′とこのベッド２５，２５′上に配置されて、各ベッドと真空容器２３，２３′との間を連結して真空容器２３，２３′を支持する複数の支持柱により、各処理ユニット１３，１３′を真空処理装置１０が設置される床面上に固定し保持している。
【００２６】
さらに、これら真空容器２３，２３′の各々の上方には、後述のように、その内部に配置された処理室にプラズマを形成するための磁場を与える電磁コイルを収納しているコイルケースが配置されている。さらに、コイルケースの上方には、処理室内に電界を供給するための電源および電界が導入される管路である導波管を含む電波源が配置されている。
【００２７】
同様に、処理ユニット１４，１４′のそれぞれが内部を減圧可能で灰化（アッシング）を行う処理室を有する真空容器２４，２４′有し、これらのそれぞれの下方には、内部の処理室内を減圧するための排気手段が配置されている。さらに、上記真空容器２４，２４′および排気手段をその上方で支持する支持台であるベッド２６，２６′と、このベッド２６，２６′と真空容器２４，２４′との間を連結して支持する複数の支持柱を有して、処理ユニット１４，１４′を固定し保持している。
【００２８】
さらに、下方のベッド２５，２５′内には、真空容器２３，２３′各々の内部に試料を処理するために供給される処理用ガスの供給を調節するガス供給ユニット１７，１７′が配置されている。同様に、下方のベッド２６，２６′内にも真空容器２４，２４′の内部に試料を処理するために供給される処理用ガスの供給を調節するガス供給ユニット（図示せず）が配置されている。
【００２９】
次に、真空処理装置１０の処理ブロック１２の処理ユニット１３または１３′を構成するプラズマ処理装置の構成を図２を用いて説明する。この図においては、図１に示す処理ユニット１３の構成の概略を示しており、その構成はベッド２５と、その上方に配置された真空容器２３及びこれの周囲に取り付け或いは配置された装置とに大きく分けられる。ベッド２５上方に配置された真空容器２３は、その内部に略円筒形状の空間である処理室５０を有し、その内部には、被処理物である半導体ウエハ等の基板状の試料１０１が載置される試料台１００を含むステージ５１を備えている。
【００３０】
処理ユニット１３の下部に配置されたベッド２５は、その内部に試料台１００の内部に所定の値に温度が調節されて供給される熱交換媒体の供給手段である温度調節器６４と、試料台１００内に配置されたアルミあるいはチタン等の導電製部材から構成される電極に高周波電力を供給して試料１０１の上面にバイアス電位を形成するための高周波電源６１、及び試料１０１をステージ５１の上面の試料載置面を構成する略円形状の誘電体膜を介してこの試料載置面上に静電吸着する電力を供給する直流電源６２を備えている。また、温度調節器６４は、試料台１００から排出された熱交換媒体を所定の温度に調節した後試料台１００内部で略ら旋形状に配置された断面矩形状の通路へ供給する。
【００３１】
本実施例では、試料台１００内の金属製部材から構成されて誘電体膜より高い熱伝導性を備えた電極内には、熱交換媒体が内側を通流する冷媒流路が配置され、熱交換媒体は電極内の冷媒通路を流れつつ熱交換して試料台１００及びその上面の試料１０１の温度を調節した後試料台１００から排出されて温度調節器６４へ戻る循環経路を通流する。冷媒通路は、略円筒形状の試料台１００及び電極の中心から半径方向について複数の位置に略同心上に又はら旋状に配置されている。熱交換媒体は、ベッド２５の一部を為す直方体状の収納容器内の温度調節器６４から流出して、試料台１００の最外周側の冷媒通路に流入して、円周方向に複数回周回しつつ中心側の流路へ向かって流れた後、最内周の冷媒通路から流出して再度温度調節器６４へ流入する。この温度調節器６４内で熱交換して温度が所定値またはこれに接近した値にされた後再度冷媒通路へ向かって流出する。
【００３２】
さらに、ベッド２５内には、試料台１００の試料載置面の上面と試料１０１の裏面との間に供給される熱伝達性のガスのガス源と、さらには、上記のように真空容器２３内部の処理室５０内に共有される処理用ガスの供給量やガス種を可変に調節可能なガス供給ユニット１７が配置されている。このように特定の装置を収納する空間を備えたベッド２５は略直方体の形状を備え、その平坦な上面には作業者が乗載可能で、真空容器２３或いはその内外の装置を取り扱う作業が可能に構成されている。
【００３３】
処理ユニット１３の上方に配置された真空容器２３の上方及び下方には、各々処理室５０に供給される電界を発生する電波源及び磁場を発生するための手段と処理室５０内側を排気して減圧する真空ポンプを有する真空排気装置５３が配置されている。処理室５０内部において試料台１００の試料載置面の上方には、これに対向して処理室５０の天井面を構成するように試料１０１の径よりも大きな径を有した略円形の板であるシャワープレート６０が配置されている。シャワープレート６０は、試料台１００またはこれに載せられる試料１０１の中心とほぼ同軸の中心の周囲に配置された複数の貫通孔を有し、この貫通孔を通して上記ガス供給ユニット１７から共有された処理用ガスが処理室５０の天井部に供給される。
【００３４】
シャワープレート６０の上方には、これと所定の間隔をあけて配置された誘電体（例えば石英）から構成された略円板形状の窓部材５９が配置されており、窓部材５９を介して上方からの電界が下方のシャワープレート６０を介して処理室５０内に透過する。透過した電界は、試料台１００とその上方のシャワープレート６０との間の空間に導入され上記処理用ガスをプラズマ化するために用いられる。また、真空容器２３の窓部材５９上方の部分は略円筒形状の空間であり、この空間に上方から導入された電波源からの電界が共振しやすい所定の形状を備えている。
【００３５】
真空容器２３の試料台１００の下方の部分は、試料台１００上方の処理室５０内部のプラズマ，反応性ガスや処理に伴って形成された反応生成物等の粒子が流入する空間となっており、流入した上記粒子を処理室５０外に排出するための真空排気装置５３に連通した開口５４が真空容器２３の底面に配置されている。開口５４と真空容器２３の底面に連結して接続された真空排気装置５３との間を連通する通路には回転可能な複数の板状のフラップが配置されており、この通路の断面積を回転して可変に調節して真空排気手段５３による処理室５０内の排気を調節する。
【００３６】
真空容器２３の上方には、処理室５０内に導入される電界を生成する電波源であるマグネトロン５２が配置されており、このマグネトロン５２により生成されたマイクロ波は、これに接続された断面略矩形状の導波管５７内を略水平方向に伝播した後下方に向きを変えて導かれて、窓部材５９上方の共振用の空間へ導入される。この空間において所定の周波数で共振したマイクロ波の電界が窓部材５９及びシャワープレート６０を介して下方の処理室内に供給される。また、ガス供給ユニット１７から供給された処理用ガスは、処理ガス導入口５５を介して窓部材５９及びシャワープレート６０との間の空間に供給され、この空間の全体を充たすように行き渡りシャワープレート６０の貫通孔からその下方の処理室５０内の試料台１００に向かい供給される。
【００３７】
試料台１００上方に搬送されて配置された試料１０１は、直流電源６２から試料１０１がその上に載せられる載置面を構成する誘電体膜に内包される膜状の電極に供給された電力に応じて発生された静電気力により試料の載置面に吸着されて保持された状態で、処理室５０内に供給された処理用ガスは、同様に供給されたマイクロ波及び真空容器２３の側方または上方に配置されたソレノイドコイル５６から処理室５０に供給された磁界との相互作用により励起されてプラズマが形成される。このプラズマを用いて試料１０１の表面に配置された少なくとも一層の処理対象の膜がエッチング処理される。この際、試料台１００内の電極に高周波電極６１から供給された高周波電力により試料１０１上方に所定のバイアス電位が形成され、この電位とプラズマの電位差に応じて、プラズマ中の荷電粒子が試料表面に誘引されて異方性を有するエッチング処理が促進される。このようなエッチング処理に伴って処理室５０内に生成物が生起する。
【００３８】
プラズマ及び処理用ガス、生成物等の粒子は、真空容器２３内の処理室５０の内側壁とステージ５１の側壁面との間の通路を通りステージ５１下方の空間に移動して、真空排気装置５３の動作により開口５４から処理室５０外に排出される。試料１０１の処理中は、ガス供給ユニット１７の動作による処理用ガスの供給と真空排気装置５３の動作による開口５４からの排出とが調節されて両者のバランスがとれて処理室５０内が所定の圧力に調節される。
【００３９】
開口５４は略円形に構成され略円筒形状の試料台１００の中心軸とほぼ同心状に配置されており、本実施例では、処理室５０及び窓部材５９，シャワープレート６０，試料台１００及び開口５４と真空排気装置５３の真空ポンプとが略同心に配置されている。このような構成により、処理の軸周り、試料１０１の周方向について処理の均一性が向上され処理の歩留まりが向上される。なお、本実施例では、上記処理ユニット１３を含む真空処理装置１０の各部の動作を調節するため、これら各部の動作を検出するセンサからの信号を通信手段を介し受信して、この受信した信号から各部の状態を検出した結果を基づきこれら各部の動作を指令する信号を通信手段を介して発信しこれらの動作を調節する制御装置１１０を備えている。
【００４０】
例えば、制御装置１１０は、試料台１００内の電極内に挿入されて位置が固定された温度センサ１１１からの出力を受信して、その出力の信号に基づいて試料台１００または電極の温度を得ることができる。この温度の値は、実験や解析等に基づいて予め得られた温度センサ１１１からの出力値と試料台１００の試料載置面の温度または全体的に均一と仮定できる金属製の電極の温度との相関を用いて図示しない制御装置１１０内に配置された演算器を用いて算出される。得られた試料台１００または電極の温度から試料１０１の表面の温度を算出しても良い。これらの温度の値は絶対値としての温度値そのものであっても、温度の数値と一意に対応する関係を有するデータの値を用いても良い。
【００４１】
制御装置１１０は、算出された試料台１００または試料１０１の温度を示すデータの値と所望の値との差異を算出し、この差異の大きさに基づいて温度調節器６４の熱交換媒体の温度を設定し、この設定の指令信号を温度調節器６４に発信する。指令信号を受信した温度調節器は、熱交換媒体の温度を信号に応じた値に設定して、設定を実現するように冷凍サイクルを駆動して熱交換媒体の温度を調節する。
【００４２】
本実施例の温度調節器６４は、内部に冷凍サイクル及びヒータと冷媒が通流する冷媒通路とを備え、冷媒通路を通流する熱交換媒体と冷凍サイクルまたはヒータとが熱交換することにより冷媒の温度が所定の値の範囲に調節される。特に、本実施例のようなプラズマ処理装置の試料台１００内を通流する熱交換媒体の温度を調節する場合には、試料の処理中は一般的に、試料台１００の温度は上昇して試料台１００から排出される熱交換媒体の温度は試料台１００の入口での温度より高くなっており、温度調節器６４は熱交換媒体を冷凍サイクルを用いて冷却するように駆動される。このようにして、冷凍サイクルを構成する冷却器（蒸発器）による冷却の能力が上記指令に応じて調節されることで熱交換媒体の温度が調節される。
【００４３】
図３に図２に示すプラズマ処理装置の試料台の温度の調節を行う構成の概略を示す。本実施例では、試料台１００を構成する電極の内部に箇所に温度センサ１１１を挿入してその金属製の部材に先端を接触させて試料１０１の処理中に電極の温度を検知させている。検知された出力は温度センサ１１１から発信されて制御装置１１０で受信される。試料１０１の処理の間は、特定のサンプリング時間毎に電極の温度を検知して出力可能に構成されており、処理中の電極の温度の変化を制御装置１１０が検出できるように構成されている。温度センサ１１１としては、本発明ではたとえばＰｔ１００Ωのものを使用しているが、熱電対，サーミスタ，蛍光温度計等でも良い。
【００４４】
温度センサ１１１にて検知した温度に関する値の出力は、制御装置１１０に送られ内部に配置された演算器と記憶装置に記憶されたプログラムあるいは相関データを用いて電極の温度の値またはこれに相当するデータが算出される。算出されたデータに基づいて、演算器は予め実験や解析等の結果から得られた制御式に相当するプログラムを用いて制御式に沿った温度の制御に関する指令を算出して温度調節器６４へ発信する。指令を受信した温度調節器６４は、この指令に基づいて熱交換媒体の温度を設定して、その温度になるように冷凍サイクルの運転を調節する。
【００４５】
本実施例では、温度調節器６４に対する熱交換媒体の温度を調節するための指令は、次の試料１０１の処理を行う際の試料１０１の温度の設定に関する指令であって、次の試料１０１の処理を開始する際の電極の温度が試料の処理に適した所望の値となるような熱交換媒体の温度を実現するための温度調節器の温度の設定を指令する。制御装置１１０は演算器により算出された次の試料１０１の処理開始時の試料１０１の温度または電極の温度を温度調節器６４に指令し、温度調節器６４が内部に配置された演算器により指令された温度からこれを実現できる熱交換媒体の温度を算出して設定して循環する熱交換媒体が設定された温度となるように冷凍サイクルの運転を調節しても良い。
【００４６】
また、後述するように、本実施例では、制御装置１１０から温度調節器６４へ発信される温度の調節の指令は、次の試料１０１の前に処理される試料１０１、すなわち、現在処理している試料１０１の処理が終了する前に、発信され、この指令に基づいて温度調節器６４による熱交換媒体の温度の設定が変更されて冷媒の温度の変更が開始される。すなわち、試料１０１の処理が終了する前に、熱交換媒体の熱容量に起因した応答の時間遅れを考慮して予め温度の設定の変更と温度の変更のための運転の条件の変更が開始される。
【００４７】
このような、温度の変更の指令を発信するためのトリガ信号として、本実施例では、ロック室２３内における試料１０１の受渡しの際の所定の動作を検知し、この検知した出力の信号を利用している。すなわち、ロック室２３内には試料１０１がその上に載せられて処理ブロック１２と大気側ブロック１１（真空搬送室２１と筐体１６）との間で受け渡される試料台が配置されている（図示せず）。
【００４８】
この試料台は上面の載置面上方に試料１０１が搬送されてきた状態で試料１０１を載置面と隙間をあけて受け取るために、試料台内部に格納された下方の位置から載置面の上方に突出した上方の位置との間で移動可能な複数なプッシャピンを備えている。プッシャピンは、上方の位置において載置面上に配置された複数のピンの各々に対応した貫通孔の上方の開口からピン上端が載置面より上方に突出して試料１０１の裏面と接して試料１０１をプッシャピン上で支持する。このため、各プッシャピンは試料１０１を支持できるように所定の強度を有した細い棒状の部材を有している。
【００４９】
これらプッシャピンは、制御装置１１０からの指令に基づいて試料台の内部または下方に配置された駆動装置により上下方向に移動して位置を変えることが出来、下方の位置においては各ピンの先端は試料の載置面の下方であって貫通孔の下方の試料台内部に格納されている。本実施例では、このようなプッシャピンの位置を検知可能なセンサが試料台またはプッシャピンの駆動装置に配置され、プッシャピンの上方の位置において上限となったことを検知した信号が制御装置１１０の発信されている。
【００５０】
これにより、制御装置１１０は、次の処理対象の試料１０１が処理ユニット１３等への搬送されるタイミングをその真空容器２３等内に搬入される前に検出できる。本実施例では、ロック室２３のプッシャピンの位置が上限となった場合を検知した信号を使用したが、真空容器２３内の処理室５０に試料１０１の搬入、移動の際の試料１０１の位置ずれを検知するセンサや上下方向に配置された発光及び受光の各センサの対の間を試料１０１が通る際に光を遮ったことを検知する遮光センサからのデジタル信号の出力を用いても良い。さらに、このようなセンサからの出力を制御装置１１０が受信した時点で直ちに温度調節器６４へ温度の設定の指令を発信する必要はなく、ソフトウエアを用いて任意の点で信号を発生させ温度の変更を開始する指令を出しても良い。
【００５１】
本実施例の制御装置１１０からの指令はアナログ信号として出力され、熱交換媒体の温度の設定を指令する制御装置１１０を使用しない場合には、プラズマ処理装置の他の箇所、部位から発信される指令を直接温度調節器６４が受信するように制御装置１１０との接続を切り替えできるスイッチを設けても良い。もちろん、制御装置１１０からの指令はデジタルでも良い。
【００５２】
指令を受けた温度調節器６４は、熱交換媒体の温度を当該指令に伴って変更・温調して電極へ流す。本発明では温度調節器６４は冷凍サイクルとこの冷却器に熱的に接続された熱交換媒体の通路を備え、熱伝導により通路を通流する熱交換媒体が冷却器との間の熱交換によって温度が変更される構成となっているが、この熱伝導を行う箇所にペルチエ素子等の熱交換素子を用いても良い。上記のような構成を備えることにより、任意の処理ユニット１３，１３′，１４，１４′において１ロット内に含まれる複数の試料１０１の処理を連続して行う場合に試料１０１の処理毎に生じる試料台１００または試料１０１の温度の変動が低減され高精度な処理が実現され、処理の歩留まりと効率が向上する。なお、図２中の１１２は応答速度を上げるためのヒータ、あるいは、ペルチエ素子等の温度制御手段である。
【００５３】
図４，図５を用いて制御装置１１０から温度調節器６４へ発信される、設定する熱交換媒体の温度を変更する指令について説明をする。図４は、本実施例の温度センサから検出された試料の処理の時間の推移に伴う試料台（電極）の温度に係るデータの変化と本実施例の制御装置が算出する試料の処理の時間の推移に伴う温度に係るデータの変化を示している。この予測された試料台１００の温度に係るデータは、プラズマから試料１０１及び試料台１００に供給される熱量（入熱）を決定するＲＦ（高周波）バイアス・処理時間・上記温度の上昇の割合・下降の割合を表すパラメータＫ，Ｐから推定される。
【００５４】
本実施例の構成では、パラメータＫ，ＰはＲＦバイアスの電圧値（最大または平均値）に伴って変化するが、同じバイアスの電圧に対して温度の上昇，温度の下降の状態は、同じＫ，Ｐの値で表すことができる。Ｋ，Ｐはプラズマの生起または消失後の温度（に関する量）の変化を表すため、処理中の温度を正確に予測するためには必要なものである。
【００５５】
パラメータＫ，Ｐは、それぞれプラズマからの入熱の関数であり、試料１０１が所定の温度にされた試料台１００上に載せられて前記所定の温度と同等又は特定の差の温度に維持されている状態でプラズマを形成して処理を開始した場合の試料台１００の温度を変化を検出した結果から定めることが出来る。特に、本実施例では、プラズマが生起して試料台１００の温度が上昇してその値が飽和した後にプラズマ消失させて処理を終了した後、上記温度が下降して前記所定の温度に十分漸近する時点までの温度の変化のデータを取得して、このデータを用いて上記Ｋ，Ｐを検出する。
【００５６】
また、複数の異なるバイアス電力値を供給してプラズマから異なる複数の熱量が供給される各々について上記図４のようなデータを取得してデータベースを作成し、各データの２点以上のデータから予測してもよい。点数が多ければ多いほど予測精度は高めることができる。これらのデータベースから供給される熱量等の差異による温度変化の仕方をあらわす２つのパラメータＫ，Ｐを求める。
【００５７】
本データベースはパラメータＫ，Ｐを求めるためのものである。本実施例では、試料台１００は真空容器２３内でほぼ断熱的な構成を有しており、真空容器２３の外部からの熱的な影響が小さいため、図４に示すようなデータに基づいてデータベースのデータを実際の半導体デバイスを製造するための試料１００の処理に対して再現性良く利用できる。本実施例では、試料１００の温度を予測するためのパラメータＫ，Ｐを検出するために次式（１）を使用して、この式に基づいて試料１００の温度を算出して予測しているが、本式に限るものではない。
【００５８】
また、本実施例においてこのようなＫ，Ｐを検出する為の予めの実験や解析、シミュレーションでは、温度調節器６４の温度の設定は処理の開始前，処理中，処理後も一定と見なせる程度に変化が小さいものとしている。このことから、図４に示すように、試料台１００の温度は試料１０１の処理が終了してバイアス及びプラズマが消失した後に処理開始時の温度に漸近する。
【００５９】
本実施例では、Ｋ，Ｐはは次式（１）を用いて予め実験等で得られた所定の開始温度において飽和，漸近させるまで変化させたデータの値に対して式（１）の試料温度の値が所定の範囲内の差異となるようなパラメータＫ，Ｐの値を得られたで繰り返し計算で求めた。このＫ，Ｐの値を検出した後に入熱との関係式を作成する。なお、次式（１）は非定常一次元伝熱の基本方程式に沿ったものである。このような式（１）を用いて演算することにより、制御装置１１０は測定時点から任意の時間が経過したあとのウエハ温度を予測して、必要な温度調節器６４の動作の量を算出することができ、これに相当する値を含む動作の指令を温度調節器６４に発信する。
【００６０】
特に、式（１）では温度の上昇時間と温度の下降時間との両方を変数として含んでおり、温度の上昇時間の上限の値が温度の下降時に定数として用いられることになる。また、温度の上昇の変化は下降の変化と逆符号で表されており、パラメータＫ，Ｐは共に温度の上昇と下降とに適用される値である。この式において温度の上昇の際に検出したＫ，Ｐを用いることで下降時の温度の変化が予測できることになる。
【００６１】
（試料温度）＝（試料初期（測定）温度）＋
（−ＥＸＰ（−上昇時間＊Ｋ）／Ｐ／Ｋ＋ＥＸＰ（下降時間＊Ｋ）
／Ｐ／Ｋ）                                              （１）
図５は、図４の構成式を用いて実際に予測したデータを示すグラフである。本図は、その表面に複数の膜層を備える膜構造が配置された試料１００複数の連続した処理であって、膜構造が同一と見なせる程度に均一さを有した複数の試料１００を有する任意の一つのロットに対して一つの処理ユニット１３を用いて、試料１０１の搬送の時間を除く時間は処理室５０内で実質的に処理が行われているような連続的な処理を実施した場合の、試料台１００の温度の実際に検出された値の変化（実線）とその予測値（黒四角）である。
【００６２】
この図におけるひとつの山が１枚の試料１０１の処理中及びこれに続くプラズマ消失（処理終了）後に次の新しい試料１０１が試料台１００上に載せられて新しい試料１０１の処理が開始されるまでの温度の変化を示す履歴（プロファイル）である。本実施例では、制御装置１１０内の演算器は予め制御装置１１０内の図示しない記憶装置内に記憶されたから読み込まれたプログラムに従って動作し、１つの試料１０１の処理の開始後に上昇する温度とその変化に相当する量を検出した結果と予め取得されて記憶装置に記憶された上述のデータベースとを参照して適切なＫ，Ｐを選択または算出する。さらに、次の試料１０１の処理が開始される時刻の予測値を算出または取得して、この予測された時刻及びＫ，Ｐを用いて式（１）に基づいてこれらＫ，Ｐに係る試料１０１の処理が終了時の温度及びこれを更に用いて次の試料１０１の処理を開始する予測時刻時の温度を算出する。
【００６３】
次のウエハの算出された温度と現在または現在のロットの一枚目試料１０１の処理開始時の温度との差異を算出した制御装置１１０は、この温度差だけ熱交換媒体の温度を低減するように温度調節器６４に温度の調節の指令を発信する。この指令の発信は、制御装置１１０内の演算器が予め得られた温度調節器６４による熱交換媒体による試料台１００の調節の特性、例えば、時間遅れ（時定数）を用いて、時間遅れの時間だけ予め繰り上げられた時刻に行われる。上記指令を受けた温度調節器６４は冷凍サイクルまたはヒータより調節する熱交換媒体の温度の設定値を前記指令に含まれた値に相当する前記温度の差異だけ変化させる。また、制御指令を出す時点は、構成ハードの違いによって時間遅れが違うため、熱交換媒体を流すラインの長さ，電極の熱容量等の違いにより適当に選択されることが望ましい。
【００６４】
本実施例では、熱交換媒体として用いられる冷媒は、水及び防蝕剤としてのフロンまたはその化合物からなっており、このような冷媒を用いた場合には上記時間遅れが大きくなるが、この時間遅れは試料１０１の処理間隔つまり一つの試料１０１の処理開始時刻から次の試料１０１の処理開始時刻までの間隔よりも小さいものとなっている。一方で、現在の試料１０１の処理が終了後次の試料１０１の処理の開始までの時間よりも大きい。このため、上記指令の発信は現在の試料１０１の処理の終了の予測時刻よりも前に実施される。この場合、熱交換媒体の温度の変動とこれによる試料台１００の温度の変動は、上記時間遅れのために現在の試料１０１の処理には殆んど反映されないことになる。
【００６５】
図５に示されるように、予測される試料台１００の温度の変化は、ロットの１枚目の試料１０１の処理開始の際の温度を目標の温度とした場合に、温度調節器６４は試料１０１の２枚目の処理の開始前に図中のΔＴだけ熱交換媒体の温度を下げて制御する。試料１０１の３枚目以降も同様に各々ΔＴを算出して、この値だけ温度調節器６４の温度の設定の値を調節する。このような動作の結果、任意の一つのロットの複数の試料１０１の連続的な処理を行う場合にも各試料１０１の処理を開始する時の試料台１００の温度の経時変化が抑制されている。
【００６６】
すなわち、実線で示された本実施例の温度調節を行わなかった場合の試料台１００の温度の変化と比べて制御を行った場合を示す白□の値は、均一と見なせる程度に変動が小さくされている。この例においては、試料１０１の処理の開始から上記指令の発信までと、指令発信後次の試料１０１の処理の開始までの各々の時間で、温度調節器６４の温度の設定は一定に維持される。このため、各時間において熱交換媒体に供給される熱量に応じて温度調節器６４内の冷凍サイクル、ヒータが上記設定値を実現するように動作している。従来の技術では、試料１０１の処理では、処理の開始時刻の前後の時間には入熱が小さい為に上記冷凍サイクルへの負荷が小さくなると考えられる。
【００６７】
図６を用いて、本実施例のプラズマ処理装置が試料台１００の温度を調節する動作の流れを示す。図６は、図２に示す実施例の温度を調節する動作の流れを示すフローチャートである。上述の実施例をフローチャートに示したものでウエハ２枚目以降にも本フローチャートに従って制御温度が変更されていく。ただし、トラブルが発生し、たとえば１枚目と２枚目のスパンが長くなってしまったときには２枚目の開始温度が下がりすぎるため、そのときには、トラブル発生後、１枚目のウエハ温度と同じになるよう１枚目の指令値を出しなおす。たとえばそれが、５枚目以降に生じても、トラブル発生時は必ず１枚目（初期値）の指令値を出すようにする。
【００６８】
すなわち、ステップ６０１にて処理対象の任意のロットの一枚目の試料１０１の処理前に試料台１００の温度Ｔ１を初期温度として検出する。この初期温度Ｔ１が当該ロットでの複数の試料１０１を処理する場合の試料台１００の基準となる温度として設定される。試料１０１の処理が時刻ｔ０に開始され（ステップ６０２）この初期温度Ｔ１から試料台１００の温度が上昇する。制御装置１１０の演算手段は、予め処理の開始前に制御装置１１０が取得していた試料１０１の処理条件（レシピ）の情報に含まれる処理時間や処理対象の膜の厚さと処理中に検出した処理の速度とから算出した処理時間から処理の終了時刻を予測する（ステップ６０３）。
【００６９】
このような試料１０１やロット各々に対応してレシピが取得されるのみでなく、プラズマ処理装置である処理ユニット１３あるいは真空処理装置１０本体の動作条件がこれらとは別の箇所に配置された制御装置１１０の記憶装置内に記憶されていたり、あるいは真空処理装置１０が設置されるクリーンルーム等建屋でのこれら半導体デバイスの製造装置の動作全体を調節するホストコンピュータからの動作指令を制御装置１１０が受信する構成であって、これらの情報内に上記初期温度や処理時間の情報が含まれているものでもよい。また、上記装置の動作条件内には、温度調節器６４の温度の設定や冷凍サイクルまたはヒータの動作条件、時間遅れ等の情報が含まれて、これらの動作条件に基づいて制御装置１１０が温度調節器６４に発信する指令を算出、選択するようにしてもよい。
【００７０】
試料１０１の処理の進行に伴って試料台１００の温度の上昇が温度センサ１１１により検知され、この出力を受信した制御装置１１０が試料台１００の温度の変化の特性を示すパラメータＫ，Ｐを算出する。本実施例の算出は、上述の通り、予め得られたデータベースから適切なものを選択、または演算することで得られるものである。このＫ，Ｐの値と上記式（１）、現在時刻を用いて、試料１０１のステップ６０３で得られた処理終了時刻ｔ１に予測される試料台１００の温度Ｔｔを算出する（ステップ６０５）。
【００７１】
次に、処理が終了して次の試料１０１が試料台１００上に設置されて次の処理が開始される時刻ｔ２を、上記予め得られたレシピや装置の動作の情報から取得する（ステップ６０６）。この次の試料１０１の開始時刻の予測は、真空処理装置１０の動作の状態の情報、特に次の試料１０１の搬送の位置の情報や他の処理ユニットでの処理の状態の情報から制御装置１１０により算出される。さらに、この処理終了時刻ｔ２の温度Ｔ２がＫ，Ｐ及び式（１）とＴｔとから制御装置１１０により算出される（ステップ６０７）。
【００７２】
次いで、制御装置１１０により、ステップ６０７により算出されたＴ２及び初期の試料台の温度Ｔ１との差ΔＴが算出され、この値に基づいて次の試料１０１の処理に必要な試料台１００の温度を実現する為に制御装置１１０が指令する熱交換媒体の温度Ｔ３が算出する（ステップ６０８，６０９）。さらに、この指令を発信する時刻ｔ３が、動作条件の情報等に含まれる時間遅れを考慮して次の試料１０１の開始時刻より前となるように算出される（ステップ６１０）。本実施例では、このｔ３算出は、現在の試料１０１の処理中に行われ、指令の発信が試料１０１の処理の終了前に行われる。
【００７３】
この指令に基づいて温度調節器６４が熱交換媒体の温度の設定を変更して、この設定に基づいて次の試料１０１の処理の開始時刻ｔ２に試料台１００が基準の温度Ｔ１となるように熱交換媒体の温度の調節が開始される。時間遅れの為に調節の開始された熱交換媒体による現在行われている処理中に試料台１００の温度の変化は無視できる程小さいか全く無いと見なせる程度に小さい。このため試料１０１の処理への上記調節の影響は抑制される。
【００７４】
バイアスが停止されプラズマが消失し試料の処理が終了した後に試料台１００の温度が低下するが、この際に処理ユニット２３または真空処理装置１０本体の動作に異常が発生し、次の試料の処理の開始時刻が上記予測された時刻ｔ２からずれてしまう場合がある。このため、このような異常の発生と処理開始時刻ｔ２の変動を予め監視する（ステップ６１１，６１４，６１５）。異常の発生が検知され、新たに算出した処理開始時刻ｔ２′がｔ２より遅い場合には、温度の調節指令を発信せず初期の基準温度Ｔ１を設定の温度として次の試料１０１の処理に備える（ステップ６１５）。一方、次試料１０１の処理開始時刻ｔ２の変更を要しない場合には、現時刻が上記時刻ｔ３の時点で指令を発信して、熱交換媒体の温度の調節を開始した後、次の試料１０１の処理に備える（ステップ６１２，６１３）。
【００７５】
なお、上記ステップ６１３の指令発信後にも真空処理装置１０の異常の有無を検知して、異常が発生して次試料１０１の開始時刻ｔ２に変更を要する場合に、再度温度調節器６４に指令を発信して温度の設定をＴ１にするようにしてもよい。
【００７６】
図７に、本実施例を適用しなかった場合の処理ユニット１３の動作と適用した場合の動作をタイムチャートとしてしめす。図７は、図２に示す本実施例に係る処理ユニットの各部の動作の流れを示すタイムチャートであり、図７（ａ）は従来技術に係るフィードバック制御により動作させた場合であり、図７（ｂ）は本実施例の温度の調節を行った場合を示している。図７（ａ）においては、基本的に試料台１００の電極の温度を検知してからのフィードバック制御となるため、図示のように、検知後設定温度を変更し始めるが、時間遅れが２つある。
【００７７】
まず、設定温度を変更してから熱交換媒体の温度が変化し始めるまでの時間遅れ１と熱交換媒体温度が変化した後にヘッド温度が元の温度に戻るまでの静定時間としての時間遅れ２がある。図示にはその後、上記時間遅れに伴うフィードバック特有のハンチング現象のような制御となる。
【００７８】
図７（ｂ）においては、予め試料台１００の温度が上がり始めるタイミングとその上昇を予測して、時間遅れを考慮した時刻に動作指令を発信して温度調節器６４により冷媒の設定温度を変更し（減少させ）ておく。そのためバイアスにより試料台１００の温度が上がっても処理の開始時に基準となる温度により近接させている。このことにより、各試料１０１の処理の条件，温度の履歴を均一化することができる。本実施例の構成により、特にハンチング等もなく、バイアス等の非定常動作がある際に予測した温度の調節を行うことで、処理の再現性と歩留まりとが向上して処理の効率が向上する。上記実施例により時間遅れを補うことができる温度経時変化の少ない電極を構成できる。
【００７９】
また、複数の試料１０１を並列的に処理することが可能な真空処理装置１０を図１に示しているが、これにより処理のスループットを改善し、並列処理を効率よく行い、さらに経時変化も少なくすることができる。プラズマ発生源としては、容量結合方式，誘導結合方式及びマイクロ波又はＵＨＦ波を用いたＥＣＲ方式等があり、プラズマの発生方法に限定されるものではない。上述の実施例では、プラズマエッチング装置を例に説明したが、減圧雰囲気内で試料等の被処理物が加熱されながら処理される処理装置に広く適用することができる。例えば、プラズマを利用した処理装置としては、プラズマエッチング装置，プラズマＣＶＤ装置，スパッタリング装置等が挙げられる。また、プラズマを利用しない処理装置としては、イオン注入，ＭＢＥ，蒸着，減圧ＣＶＤ等が挙げられる。
【００８０】
熱交換媒体の調節による試料台１００の温度の変化を応答性良くしたものを図８を用いて説明する。図８は、図２に示す実施例の変形例を示す縦断面図である。本図において、符号引用した各部の説明が上記実施例の記載と重複するものは省略した。
【００８１】
本変形例は、熱交換媒体として試料台１００内の冷媒通路において蒸発するものを使用して、試料台１００を冷却器として冷凍サイクルを構成した直接膨張式の冷却装置を備えたプラズマ処理装置である。本変形例では、直接膨張式の冷却装置は、試料台１００とベッド部２５をなす収納容器内の冷媒循環ユニット２０１とを接続して構成された冷凍サイクルを備えている。冷媒循環ユニット２０１は、冷媒の圧縮機，凝縮器，膨張弁の順に連結され冷凍サイクルを構成する各装置を有し、これから流出する揮発性の高い液体を電極中に配置された冷媒通路内に供給する。試料台１００及び冷媒循環ユニット２０１とを含む冷凍サイクルは、試料台１００内の冷媒通路で試料台１００からの熱を受けた冷媒が気化する際の潜熱を利用して電極の熱を低減して試料台１００及びその上方に載せられる試料１０１を冷却する。
【００８２】
このような冷凍サイクルを用いた冷却装置により、冷媒循環ユニット２０１内の膨張弁等の圧力調節弁の開度を調節することで冷媒が気化する温度を変えて本冷却装置の冷却能力を変えることができる。また、冷媒の気化の温度等の特性の圧力の変化に対する応答性は図２に示す熱交換媒体の温度調節器６４による冷凍サイクルと熱交換媒体との間接的な（熱伝導）による調節の応答性に比べ格段に速いため、温度の調節の動作に対する時間遅れが格段に低減されて所謂制御性が著しく向上する。本変形例を用いることで短い時間の試料１０１の温度の変化にも瞬時に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例に係る真空処理装置の構成の概略を示す上面図である。
【図２】図１に示す実施例に係る処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す実施例の試料台の温度の調節を行う構成の概略を示す。
【図４】図２に示す実施例に係る熱交換媒体の温度を調節するための予測式を導くための基礎データベースの一例を示すグラフである。
【図５】図４に示すデータを用いたデータベースを用いた試料台の温度の予測データと実測データとを示すグラフである。
【図６】図２に示す実施例の温度を調節する動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図２に示す本実施例に係る処理ユニットの各部の動作の流れを示すタイムチャートである。
【図８】図２に示す実施例の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  真空処理装置
１１  大気側ブロック
１２  処理ブロック
１３，１３′１４，１４′  処理ユニット
２３  真空容器
５０  処理室
５１  ステージ
５２  マグネトロン
５３  真空排気装置
５４  開口
５５  処理ガス導入口
５６  ソレノイドコイル
１００  試料台
１１０  制御装置
１１１  温度センサ
２０１  冷媒循環ユニット
【図１】
2009111301.tif 000003
【図２】
2009111301.tif 000004
【図３】
2009111301.tif 000005
【図４】
2009111301.tif 000006
【図５】
2009111301.tif 000007
【図６】
2009111301.tif 000008
【図７】
2009111301.tif 000009
【図８】
2009111301.tif 000010