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公開番号2025081093
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194623
出願日2023-11-15
発明の名称熱媒体供給装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20250520BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】外部のエネルギーを用いることなく、加熱側タンクから冷却側タンクに移動する熱媒体の温度を下げることができる熱媒体供給装置を提供する。
【解決手段】熱媒体供給装置1は、加熱側タンク15から冷却側タンク16に向かってタンク連通管20を流れる熱媒体を冷却する予冷熱交換器40と、加熱側戻り管25から分岐して予冷熱交換器40まで延びる予冷熱媒体供給管41と、予冷熱交換器40から延びて加熱側戻り管25に接続される予冷熱媒体戻り管42を備える。予冷熱媒体供給管41の加熱側戻り管25からの分岐点B1は、加熱装置7の上流側に位置しており、加熱装置7に加熱される前の熱媒体を予冷熱交換器40に供給する。予冷熱媒体戻り管42と加熱側戻り管25との接続点C1は、加熱装置7の上流側に位置しており、予冷熱交換器40を通過した熱媒体を加熱側戻り管25を通じて加熱装置7に供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体製造装置の温度を調節するための熱媒体を供給する熱媒体供給装置であって、
熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記熱媒体を冷却する冷却装置と、
加熱された前記熱媒体を前記半導体製造装置に送る加熱媒体移送管と、
冷却された前記熱媒体を前記半導体製造装置に送る冷却媒体移送管と、
前記熱媒体を保持する加熱側タンクおよび冷却側タンクと、
前記加熱側タンクと前記冷却側タンクとを連通するタンク連通管と、
前記半導体製造装置を通過した前記熱媒体を前記加熱側タンクに戻す加熱側戻り管と、
前記半導体製造装置を通過した前記熱媒体を前記冷却側タンクに戻す冷却側戻り管と、
前記タンク連通管に接続され、前記加熱側タンクから前記冷却側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体を冷却する予冷熱交換器と、
前記加熱側戻り管から分岐して前記予冷熱交換器まで延びる予冷熱媒体供給管と、
前記予冷熱交換器から延びて前記加熱側戻り管に接続される予冷熱媒体戻り管を備え、
前記加熱装置は、前記加熱側戻り管に設けられており、かつ前記加熱側戻り管を流れる前記熱媒体を加熱するように構成されており、
前記予冷熱媒体供給管の前記加熱側戻り管からの分岐点は、前記加熱装置の上流側に位置しており、前記加熱装置に加熱される前の前記熱媒体を前記予冷熱交換器に供給するように構成され、
前記予冷熱媒体戻り管と前記加熱側戻り管との接続点は、前記加熱装置の上流側に位置しており、前記予冷熱交換器を通過した前記熱媒体を前記加熱側戻り管を通じて前記加熱装置に供給するように構成され、
前記予冷熱交換器は、前記加熱側タンクから前記冷却側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体と、前記予冷熱媒体供給管を通じて供給される前記熱媒体との間で熱交換を行うように構成されている、熱媒体供給装置。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記タンク連通管に設けられた連通弁と、
前記予冷熱媒体戻り管または前記予冷熱媒体供給管に設けられた予冷供給弁と、
前記連通弁および前記予冷供給弁の動作を制御する動作制御部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記連通弁を開いている間は、前記予冷供給弁を開くように構成されている、請求項１に記載の熱媒体供給装置。
【請求項３】
前記加熱装置の上流側の位置において前記加熱側戻り管に設けられた加熱側戻り温度測定器と、
前記タンク連通管に設けられた連通温度測定器をさらに備え、
前記動作制御部は、前記加熱側戻り温度測定器によって測定された前記加熱側戻り管内の前記熱媒体の温度が、前記連通温度測定器によって測定された前記タンク連通管内の前記熱媒体の温度よりも低いときに、前記連通弁および前記予冷供給弁を開くように構成されている、請求項２に記載の熱媒体供給装置。
【請求項４】
前記タンク連通管に接続され、前記冷却側タンクから前記加熱側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体を加熱する予熱熱交換器と、
前記冷却側戻り管から分岐して前記予熱熱交換器まで延びる予熱熱媒体供給管と、
前記予熱熱交換器から延びて前記冷却側戻り管に接続される予熱熱媒体戻り管をさらに備え、
前記冷却装置は、前記冷却側戻り管に設けられており、かつ前記冷却側戻り管を流れる前記熱媒体を冷却するように構成されており、
前記予熱熱媒体供給管の前記冷却側戻り管からの分岐点は、前記冷却装置の上流側に位置しており、前記冷却装置によって冷却される前の前記熱媒体を前記予熱熱交換器に供給するように構成され、
前記予熱熱媒体戻り管と前記冷却側戻り管との接続点は、前記冷却装置の上流側に位置しており、前記予熱熱交換器を通過した前記熱媒体を前記冷却側戻り管を通じて前記冷却装置に供給するように構成され、
前記予熱熱交換器は、前記冷却側タンクから前記加熱側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体と、前記予熱熱媒体供給管を通じて供給される前記熱媒体との間で熱交換を行うように構成されている、請求項１に記載の熱媒体供給装置。
【請求項５】
前記半導体製造装置は、複数の半導体製造装置であり、
前記加熱媒体移送管、前記冷却媒体移送管、前記加熱側戻り管、および前記冷却側戻り管のそれぞれは、前記複数の半導体製造装置に連結されている、請求項１に記載の熱媒体供給装置。
【請求項６】
半導体製造装置の温度を調節するための熱媒体を供給する熱媒体供給装置であって、
熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記熱媒体を冷却する冷却装置と、
加熱された前記熱媒体を前記半導体製造装置に送る加熱媒体移送管と、
冷却された前記熱媒体を前記半導体製造装置に送る冷却媒体移送管と、
前記熱媒体を保持する加熱側タンクおよび冷却側タンクと、
前記加熱側タンクと前記冷却側タンクとを連通するタンク連通管と、
前記半導体製造装置を通過した前記熱媒体を前記加熱側タンクに戻す加熱側戻り管と、
前記半導体製造装置を通過した前記熱媒体を前記冷却側タンクに戻す冷却側戻り管と、
前記タンク連通管に接続され、前記冷却側タンクから前記加熱側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体を加熱する予熱熱交換器と、
前記冷却側戻り管から分岐して前記予熱熱交換器まで延びる予熱熱媒体供給管と、
前記予熱熱交換器から延びて前記冷却側戻り管に接続される予熱熱媒体戻り管を備え、
前記冷却装置は、前記冷却側戻り管に設けられており、かつ前記冷却側戻り管を流れる前記熱媒体を冷却するように構成されており、
前記予熱熱媒体供給管の前記冷却側戻り管からの分岐点は、前記冷却装置の上流側に位置しており、前記冷却装置によって冷却される前の前記熱媒体を前記予熱熱交換器に供給するように構成され、
前記予熱熱媒体戻り管と前記冷却側戻り管との接続点は、前記冷却装置の上流側に位置しており、前記予熱熱交換器を通過した前記熱媒体を前記冷却側戻り管を通じて前記冷却装置に供給するように構成され、
前記予熱熱交換器は、前記冷却側タンクから前記加熱側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体と、前記予熱熱媒体供給管を通じて供給される前記熱媒体との間で熱交換を行うように構成されている、熱媒体供給装置。
【請求項７】
前記タンク連通管に設けられた連通弁と、
前記予熱熱媒体戻り管または前記予熱熱媒体供給管に設けられた予熱供給弁と、
前記連通弁および前記予熱供給弁の動作を制御する動作制御部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記連通弁を開いている間は、前記予熱供給弁を開くように構成されている、請求項６に記載の熱媒体供給装置。
【請求項８】
前記冷却装置の上流側の位置において前記冷却側戻り管に設けられた冷却側戻り温度測定器と、
前記タンク連通管に設けられた連通温度測定器をさらに備え、
前記動作制御部は、前記冷却側戻り温度測定器によって測定された前記冷却側戻り管内の前記熱媒体の温度が、前記連通温度測定器によって測定された前記タンク連通管内の前記熱媒体の温度よりも高いときに、前記連通弁および前記予熱供給弁を開くように構成されている、請求項７に記載の熱媒体供給装置。
【請求項９】
前記タンク連通管に接続され、前記加熱側タンクから前記冷却側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体を冷却する予冷熱交換器と、
前記加熱側戻り管から分岐して前記予冷熱交換器まで延びる予冷熱媒体供給管と、
前記予冷熱交換器から延びて前記加熱側戻り管に接続される予冷熱媒体戻り管をさらに備え、
前記加熱装置は、前記加熱側戻り管に設けられており、かつ前記加熱側戻り管を流れる前記熱媒体を加熱するように構成されており、
前記予冷熱媒体供給管の前記加熱側戻り管からの分岐点は、前記加熱装置の上流側に位置しており、前記加熱装置に加熱される前の前記熱媒体を前記予冷熱交換器に供給するように構成され、
前記予冷熱媒体戻り管と前記加熱側戻り管との接続点は、前記加熱装置の上流側に位置しており、前記予冷熱交換器を通過した前記熱媒体を前記加熱側戻り管を通じて前記加熱装置に供給するように構成され、
前記予冷熱交換器は、前記加熱側タンクから前記冷却側タンクに向かって前記タンク連通管を流れる前記熱媒体と、前記予冷熱媒体供給管を通じて供給される前記熱媒体との間で熱交換を行うように構成されている、請求項６に記載の熱媒体供給装置。
【請求項１０】
前記半導体製造装置は、複数の半導体製造装置であり、
前記加熱媒体移送管、前記冷却媒体移送管、前記加熱側戻り管、および前記冷却側戻り管のそれぞれは、前記複数の半導体製造装置に連結されている、請求項６に記載の熱媒体供給装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置などの半導体製造装置の温度を調節するための熱媒体を半導体製造装置に供給する熱媒体供給装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造するための半導体製造装置（例えばエッチング装置、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置）は、処理温度を制御しながら製造プロセスを実行するように構成される。例えば、エッチング装置では、ウェーハを支持するサセプタ内に形成された流路に、温度調節された熱媒体としての液体を流すことで、ウェーハの処理温度を調節する。
【０００３】
図７は、熱媒体を半導体製造装置に供給する熱媒体供給装置の従来例を示す模式図である。熱媒体供給装置５００は、熱媒体を加熱する加熱装置５０１と、熱媒体を冷却する冷却装置５０２を備えている。熱媒体は、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５に貯留されている。加熱装置５０１によって加熱された熱媒体は、加熱側タンク５０４に移送され、さらに加熱側タンク５０４から熱媒体混合装置５０７内に移送される。一方、冷却側タンク５０５に貯留されている熱媒体は、冷却装置５０２に移送され、冷却装置５０２によって冷却される。冷却された熱媒体は、熱媒体混合装置５０７に移送される。
【０００４】
加熱された熱媒体と冷却された熱媒体は、熱媒体混合装置５０７内で混合されることで、半導体製造装置５１０に求められる温度に調節される。温度が調節された熱媒体は、半導体製造装置５１０に送られ、これにより半導体製造装置５１０は目標温度に維持される。半導体製造装置５１０を通過した熱媒体は、熱媒体混合装置５０７に戻され、熱媒体混合装置５０７により分流されて、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５に移送される。このようにして、熱媒体は、熱媒体供給装置５００と半導体製造装置５１０との間を循環する。
【０００５】
半導体製造装置５１０の温度調節に使用される加熱された熱媒体と冷却された熱媒体は、熱媒体混合装置５０７内で混合されるので、加熱側タンク５０４から半導体製造装置５１０に送られる熱媒体の流量は、半導体製造装置５１０から加熱側タンク５０４に戻る熱媒体の流量と一致しない。同様に、冷却側タンク５０５から半導体製造装置５１０に送られる熱媒体の流量は、半導体製造装置５１０から冷却側タンク５０５に戻る熱媒体の流量と一致しない。結果として、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５内の熱媒体の液位に差が生じる。
【０００６】
そこで、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５内の熱媒体の液位の差が大きくなったときに開閉弁５２０を開くことで、加熱側タンク５０４から冷却側タンク５０５に、または冷却側タンク５０５から加熱側タンク５０４に熱媒体を移動させる。その結果、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５内の熱媒体の量をバランスさせることができる。
【０００７】
しかしながら、加熱側タンク５０４から冷却側タンク５０５に高温の熱媒体が移動すると、冷却側タンク５０５内の熱媒体の温度が上昇し、冷却装置５０２の負荷が増加する。一方、冷却側タンク５０５から加熱側タンク５０４に低温の熱媒体が移動すると、加熱装置５０１により加熱された加熱側タンク５０４内の熱媒体の温度が低下し、熱損失が発生する。さらに、各タンク内の温度が変化した結果、半導体製造装置５１０に供給される熱媒体の温度が変わることがある。
【０００８】
そこで、加熱側タンク５０４および冷却側タンク５０５内の熱媒体の温度変化を緩和するために、ヒータ５２２およびチラー５２３により、加熱側タンク５０４と冷却側タンク５０５との間を移動する熱媒体を加熱または冷却することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２３－９８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ヒータ５２２およびチラー５２３は、外部から供給されるエネルギー（主に電気）を利用した装置であるため、熱媒体供給装置５００の全体のエネルギー消費量が増加する。特に、多くの半導体製造装置５１０が配置される工場では、エネルギー消費量の削減が求められている。
（【００１１】以降は省略されています）

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