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公開番号2025136876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035791
出願日2024-03-08
発明の名称温度制御システム
出願人株式会社荏原製作所,CKD株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20250911BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】冷却用の第1熱媒体および加熱用の第2熱媒体と熱交換する第3熱媒体の使用量を従来よりも低減させることができる温度制御システムを提供する。
【解決手段】温度制御システム1は、第1熱媒体が循環する第1循環回路11と、第2熱媒体が循環する第2循環回路12と、第3熱媒体が循環する第3循環回路13と、第1循環回路11を流れる第1熱媒体を冷却する冷却装置7と、第2循環回路12を流れる第2熱媒体を加熱する加熱装置8と、第1熱媒体と第3熱媒体との間で熱交換を行う第1熱交換器21と、第2熱媒体と第3熱媒体との間で熱交換を行う第2熱交換器22を備える。第1熱交換器21と第2熱交換器22は、第3循環回路13によって直列に連結されている。
【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温度制御システムであって、
第１熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記第１循環回路から独立しており、第２熱媒体が循環する第２循環回路と、
前記第１循環回路および前記第２循環回路から独立しており、第３熱媒体が循環する第３循環回路と、
前記第１循環回路を流れる前記第１熱媒体を冷却する冷却装置と、
前記第２循環回路を流れる前記第２熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記冷却装置によって冷却された前記第１熱媒体と前記第３熱媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器と、
前記加熱装置によって加熱された前記第２熱媒体と前記第３熱媒体との間で熱交換を行う第２熱交換器と、
前記第３循環回路に接続され、前記第１熱交換器をバイパスする第１バイパスラインと、
前記第３循環回路に接続され、前記第２熱交換器をバイパスする第２バイパスラインを備え、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器は、前記第３循環回路によって直列に連結されている、温度制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記温度制御システムは、前記第１熱媒体の熱エネルギーを蓄える第１蓄熱材を有する第１蓄熱部をさらに備えており、
前記第１蓄熱部は、前記第１循環回路に接続されており、かつ前記第１熱媒体の流れ方向において前記第１熱交換器の下流に配置されている、請求項１に記載の温度制御システム。
【請求項３】
前記第１蓄熱部は、前記第１循環回路および前記第３循環回路に接続されており、
前記第１蓄熱部は、前記第１熱媒体の流れ方向において前記第１熱交換器の下流に配置され、かつ前記第３熱媒体の流れ方向において前記第１熱交換器の上流に配置されており、
前記第１蓄熱部は、前記第１熱交換器に送られる前の前記第３熱媒体と、前記第１蓄熱材との間で熱交換を行うように構成されている、請求項２に記載の温度制御システム。
【請求項４】
前記温度制御システムは、前記第２熱媒体の熱エネルギーを蓄える第２蓄熱材を有する第２蓄熱部をさらに備えており、
前記第２蓄熱部は、前記第２循環回路に接続されており、かつ前記第２熱媒体の流れ方向において前記第２熱交換器の下流に配置されている、請求項１に記載の温度制御システム。
【請求項５】
前記第２蓄熱部は、前記第２循環回路および前記第３循環回路に接続されており、
前記第２蓄熱部は、前記第２熱媒体の流れ方向において前記第２熱交換器の下流に配置され、かつ前記第３熱媒体の流れ方向において前記第２熱交換器の上流に配置されており、
前記第２蓄熱部は、前記第２熱交換器に送られる前の前記第３熱媒体と、前記第２蓄熱材との間で熱交換を行うように構成されている、請求項４に記載の温度制御システム。
【請求項６】
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器は、複数の第１熱交換器および複数の第２熱交換器であり、
前記複数の第１熱交換器は、前記第１循環回路によって並列に接続され、
前記複数の第２熱交換器は、前記第２循環回路によって並列に接続され、
前記第３循環回路は、複数の第３循環回路であり、
前記複数の第１熱交換器および前記複数の第２熱交換器は、複数組の第１熱交換器および第２熱交換器を構成し、
前記複数組の第１熱交換器および第２熱交換器は、前記複数の第３循環回路にそれぞれに接続されており、
前記第１バイパスラインは、前記複数の第１熱交換器をバイパスする複数の第１バイパスラインであり、
前記第２バイパスラインは、前記複数の第２熱交換器をバイパスする複数の第２バイパスラインである、請求項１に記載の温度制御システム。

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に使用される熱媒体の温度を制御する温度制御システムに関する。
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】
半導体製造装置に供給される熱媒体は、冷却装置および加熱装置により予め冷却および加熱される。冷却された熱媒体と加熱された熱媒体は、混合されることで、温度調節された熱媒体が生成される。温度調節された熱媒体は、半導体製造装置を通過することで、半導体製造装置内のウェーハの処理温度を調節する。
【０００４】
しかしながら、冷却された熱媒体と加熱された熱媒体を混合して必要な温度の熱媒体を作るため、以下の問題がある。
１．冷却装置で冷却される熱媒体、加熱装置で加熱される熱媒体、および半導体製造装置に供給される熱媒体には、同じ熱媒体を使用する必要があるため、低温域から高温域まで安定して使用可能な熱媒体の量が多い。このような使用可能な温度範囲が広い熱媒体は、非常に高価である。
２．冷却側の熱媒体と加熱側の熱媒体の量のバランスが崩れるため、冷却系統と加熱系統との間で熱媒体の量の調整が必要になる。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、図１１に示すように、冷却用の第１熱媒体が循環する第１循環回路３０１と、加熱用の第２熱媒体が循環する第２循環回路３０２と、半導体製造装置２００に供給される第３熱媒体が循環する第３循環回路３０３と、第１熱媒体と第３熱媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器３０５と、第２熱媒体と第３熱媒体との間で熱交換を行う第２熱交換器３０６を備えた温度制御システムが提案されている。
【０００６】
温度制御システムは、第１循環回路３０１を流れる第１熱媒体を冷却する冷却装置３０７と、第２循環回路３０２を流れる第２熱媒体を加熱する加熱装置３０８と、第１熱媒体を保持する第１バッファタンク３１１と、第２熱媒体を保持する第２バッファタンク３１２を備えている。第３循環回路３０３は、半導体製造装置２００に連結されており、第３熱媒体は、第３循環回路３０３および半導体製造装置２００を通って循環する。半導体製造装置２００内の処理温度は、第３熱媒体によって調節される。第３熱媒体の温度は、第１熱交換器３０５および第２熱交換器３０６内で第１熱媒体および第２熱媒体により調節される。
【０００７】
この温度制御システムによれば、第１熱交換器３０５と第２熱交換器３０６を設けることで、第１循環回路３０１、第２循環回路３０２、および第３循環回路３０３を独立した閉回路とすることができる。したがって、使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体として、第１熱媒体および第２熱媒体とは異なる熱媒体を使用することができ、結果として第３熱媒体の使用量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２１－７７０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１１に示す温度制御システムでは、第１熱媒体と第３熱媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器３０５と、第２熱媒体と第３熱媒体との間で熱交換を行う第２熱交換器３０６は、並列に配列される。このため、これら２つの熱交換器３０５，３０６を連結するために必要な第３循環回路３０３が長くなり、結果として、第３循環回路３０３内を循環する第３熱媒体の使用量を低減させるのには限界があった。また、第３循環回路３０３には断熱施工がされるため、配管の径に比べて必要な設置スペースが大きくなる。さらに、並列配置では、第１熱交換器３０５および第２熱交換器３０６を通過した第３熱媒体の逆流を防止するための逆止弁３１４，３１５が必要となる。結果として、温度制御システムのコストが増加するという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、冷却用の第１熱媒体および加熱用の第２熱媒体と熱交換する第３熱媒体の使用量を従来よりも低減させることができる温度制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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