特開 2023-113467 温度制御システム、製造プラント、及び製造プラントにおける機器の設置方法

(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】P2023113467

(43)【公開日】2023-08-16

(54)【発明の名称】温度制御システム、製造プラント、及び製造プラントにおける機器の設置方法

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20230808BHJP

   F25B 9/00 20060101ALI20230808BHJP

   F25B 5/02 20060101ALI20230808BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20230808BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20230808BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 399Y

F25B1/00 321A

F25B9/00 301

F25B5/02 C

G03F7/20 521

H01L21/30 564C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022015864

(22)【出願日】2022-02-03

(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）】

2H197

5F146

【Ｆターム（参考）】

2H197DB17

2H197HA03

5F146JA24

(57)【要約】

【課題】温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる温度制御システムの提供。
【解決手段】一実施の形態に係る温度制御システムＳ１は、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置１００と、冷媒により温度制御される液体を循環させる液体循環装置２００と、液体により温度制御される気体を送風機で温度制御対象に供給する１つ又は複数の気体供給装置３００と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、
前記冷媒により温度制御される液体を循環させる液体循環装置と、
前記液体により温度制御される気体を送風機で温度制御対象に供給する１つ又は複数の気体供給装置と、を備える、温度制御システム。

【請求項2】

当該温度制御システムは、複数の前記気体供給装置を備え、
前記液体循環装置は、並列に配置される複数の熱交換器を有し、
前記複数の熱交換器はそれぞれ、前記冷媒により温度制御される前記液体を通過させ、
前記複数の熱交換器はそれぞれ、複数の前記気体供給装置のうちの対応するいずれかの前記気体供給装置における前記気体を前記液体により温度制御する、請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項3】

当該温度制御システムは、流体を通流させる流体通流装置をさらに備え、
前記冷凍サイクル装置は、圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された後、膨張された前記冷媒を通流させる、並列に配置された第１蒸発器及び第２蒸発器と、を有し、
前記第１蒸発器は、前記液体循環装置における前記液体を前記冷媒により温度制御し、
前記第２蒸発器は、前記流体通流装置における前記流体を前記冷媒により温度制御し、
前記冷凍サイクル装置は、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の一部を分岐させるホットガス分岐流路をさらに有し、
前記ホットガス分岐流路を通流する前記冷媒が前記流体通流装置における前記流体を加熱する、請求項１又は２に記載の温度制御システム。

【請求項4】

冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、
前記冷媒により温度制御される第１液体を循環させる第１液体回路と、前記第１液体により温度制御される第２液体を循環させる第２液体回路とを有する液体循環装置と、
前記第２液体により温度制御される気体を送風機で温度制御対象に供給する１つ又は複数の気体供給装置と、を備える、温度制御システム。

【請求項5】

前記冷凍サイクル装置は、通過させる前記冷媒により前記第１液体を温度制御する制御用熱交換器を有し、
前記第１液体回路は、
第１液体熱交換器を有し、前記制御用熱交換器により温度制御される前記第１液体を前記第１液体熱交換器を通過させて前記制御用熱交換器に戻し、前記第１液体熱交換器で前記第１液体により前記第２液体を温度制御する主回路と、
前記主回路から分岐して前記主回路に再度接続され、前記第１液体を通流させる第１液体分岐路と、前記第１液体分岐路に設けられ前記第１液体を通過させる第２液体熱交換器と、を有する二次回路と、を備える、請求項４に記載の温度制御システム。

【請求項6】

前記第１液体分岐路は、前記主回路における前記第１液体熱交換器の下流側であって前記制御用熱交換器による温度制御位置の上流側の部分で、前記主回路に再度接続される、請求項５に記載の温度制御システム。

【請求項7】

前記冷凍サイクル装置は、
圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を冷却する吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器から流出した前記冷媒を膨張させる膨張機と、前記膨張機から流出する冷媒を通過させる前記制御用熱交換器とを有し、前記制御用熱交換器から流出する前記冷媒を前記圧縮機に送る冷媒回路と、
前記冷媒回路における前記圧縮機の下流側であって前記吸熱用熱交換器の上流側の部分から分岐し、前記冷媒回路に再度接続され、前記冷媒を通流させる冷媒分岐路と、前記冷媒分岐路に設けられ前記冷媒を通過させる第１ホットガス熱交換器と、を有するホットガス回路と、を備え、
前記第１ホットガス熱交換器は、通過させる前記冷媒により前記第１液体分岐路における前記第２液体熱交換器の上流側の部分を通流する前記第１液体を加熱する、請求項５又は６に記載の温度制御システム。

【請求項8】

前記ホットガス回路は、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の上流側の部分に設けられ、３つのポートのうちの２つのポートで前記冷媒分岐路の一部を構成する第１三方弁と、前記第１三方弁の残りのポートに接続されるとともに、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の下流側の部分に接続され、前記冷媒をバイパスする第１バイパス路と、をさらに有する、請求項７に記載の温度制御システム。

【請求項9】

前記ホットガス回路は、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の下流側の部分に設けられ前記冷媒を通過させる第２ホットガス熱交換器をさらに有し、
前記第２ホットガス熱交換器は、通過させる前記冷媒により前記主回路を通流する前記第１液体を加熱する、請求項７に記載の温度制御システム。

【請求項10】

前記第２液体回路は、並列に配置された複数の熱交換器を有し、
前記複数の熱交換器はそれぞれ、前記第１液体により温度制御される前記第２液体を通過させ、
前記複数の熱交換器はそれぞれ、複数の前記気体供給装置のうちの対応するいずれかの前記気体供給装置における前記気体を前記第２液体により温度制御する、請求項４乃至９のいずれかに記載の温度制御システム。

【請求項11】

前記冷凍サイクル装置は、前記冷媒としての空気を循環させる空気冷凍サイクル装置である、請求項４乃至１０のいずれかに記載の温度制御システム。

【請求項12】

前記気体供給装置は、前記冷凍サイクル装置と分離している、請求項１乃至１１のいずれかに記載の温度制御システム。

【請求項13】

気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムと、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の温度制御システムと、を備える、製造プラント。

【請求項14】

気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムが設けられる製造プラントにおける機器の設置方法であって、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の温度制御システムを準備する工程と、
前記気体供給装置からの前記気体を、前記温度制御対象としての前記処理室に供給するべく前記気体供給装置及び前記冷凍サイクル装置を配置する工程と、を備える、製造プラントにおける機器の設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置を備える温度制御システム、これを備える製造プラント、及び製造プラントにおける機器の設置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造プラントでは、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理等の各種処理が行われる。こうした処理は、通常、精密に温度及び湿度が制御された処理室内で行われる。

【0003】

上記各処理室における温度及び湿度の制御は、一般に、空調装置から各処理室に空気を供給することで行う。空調装置では、各処理室に供給する空気の温度及び湿度が精密に調整される。空調装置は、通常、冷凍サイクル装置を備え、冷凍サイクル装置の蒸発器で冷却した空気を送風機により各処理室側に送る。

【0004】

半導体製造プラントでは、上述のような処理室を有する複数の処理装置をユニット化したシステムを用いることがある。このようなシステムは、フットプリントを抑制し、ウェハの搬送や、不純物の混入回避でもメリットがあり、半導体のスループットを向上させ得る。このようなシステムに空気を供給する際には、一般に、空調装置に複数のダクトが接続され、各ダクトが対応する処理室に接続されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－４４４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、例えばＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）による露光処理により、配線幅が一桁ナノメートルのパターンを有する半導体の製造が実現されている。このような極微細なパターンを適正に形成するには、各種処理を行う処理室の温度や湿度を従前よりも極めて厳しい精度で管理することが求められる。

【0007】

しかしながら、空調装置に接続された複数のダクトを各処理室に接続する場合には、極微細なパターンを形成するための処理環境を形成できない場合がある。

【0008】

例えば、複数のダクトのうちの２本のダクトが、同じ処理を行う２つの処理室に別々に接続される場合がある。この際、２本のダクトのうちの一方と他方とで長さが異なる状況が生じ得る。この際、長い方のダクトから処理室に供給される空気の温度が、短い方のダクトから処理室に供給される空気よりも高くなることがある。その結果、一方の処理室で適正な処理がなされない虞がある。

【0009】

また、処理装置と、空調装置とが比較的離れる場合には、空調装置から延びるダクトが長くなり、ダクトを曲げる回数が増加し得る。この場合、ダクトでの圧損が大きくなるため、電力消費量が増加する。近年、半導体製造プラントで消費される電力量は、益々増加しつつある。そのため、空気供給の際の圧損は、省エネルギーのために極力抑制することが望まれる。なお、ダクトの長さを抑制するために、処理装置と、空調装置との間の距離を縮めることが考えられる。しかし、このようなレイアウトの変更は、設置スペースの制約や、他の処理装置に接続されるダクトなどとの関係で、実施が困難な場合がある。

【0010】

本発明の課題は、温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる温度制御システム、製造プラント及び製造プラントにおける機器の設置方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一実施の形態に係る温度制御システムは、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、前記冷媒により温度制御される液体を循環させる液体循環装置と、前記液体により温度制御される気体を送風機で温度制御対象に供給する１つ又は複数の気体供給装置と、を備える。

【0012】

この温度制御システムでは、冷凍サイクル装置と気体供給装置との間に液体循環装置を介在させることにより、冷凍サイクル装置を温度制御対象に近づけずに、気体供給装置を温度制御対象に近づけることが可能となる。これにより、気体供給装置から温度制御対象に至るまでに生じる気体に対する圧損及び気体の温度及び／又は湿度の変化を抑制できる。したがって、温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。
詳しくは、冷凍サイクル装置の冷媒で気体を直接的に温度制御して温度制御対象に供給する一般的な構造では、冷凍サイクル装置から温度制御対象までの距離が長い場合に、気体を通流させるダクトが長くなり得る。そのため、気体に対する圧損や気体の温度及び／又は湿度の変化が大きくなり得る。これに対して、一実施の形態に係る温度制御システムは、冷凍サイクル装置の冷媒により、液体循環装置が循環させる液体を介して気体を温度制御する。これにより、冷凍サイクル装置を温度制御対象に近づけずに、気体の温度制御位置を温度制御対象に近づけることが可能になる。したがって、一般的な構造で生じ得る、圧損や温度及び／又は湿度の変化の問題が解消され得る。

【0013】

一実施の形態に係る温度制御システムは、複数の前記気体供給装置を備え、前記液体循環装置は、並列に配置される複数の熱交換器を有し、前記複数の熱交換器はそれぞれ、前記冷媒により温度制御される前記液体を通過させ、前記複数の熱交換器はそれぞれ、複数の前記気体供給装置のうちの対応するいずれかの前記気体供給装置における前記気体を前記液体により温度制御してもよい。

【0014】

この構成では、例えば冷凍サイクル装置を、複数の温度制御対象の全部又は一部に近づけられない又は近づけづらい又は近づけることが望ましくない場合に、複数の気体供給装置の全部又は一部と、対応する温度制御対象との距離を抑制できる。また、１つの冷凍サイクル装置により、液体循環装置を介して複数の気体供給装置における気体の温度制御を行うことができる。これにより、複数の温度制御対象に供給する気体を、効果的にエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。また、複数の温度制御対象を温度制御するシステムのフットプリントを抑制できる。

【0015】

一実施の形態に係る温度制御システムは、流体を通流させる流体通流装置をさらに備え、前記冷凍サイクル装置は、圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された後、膨張された前記冷媒を通流させる、並列に配置された第１蒸発器及び第２蒸発器と、を有し、前記第１蒸発器は、前記液体循環装置における前記液体を前記冷媒により温度制御し、前記第２蒸発器は、前記流体通流装置における前記流体を前記冷媒により温度制御し、前記冷凍サイクル装置は、前記圧縮機から吐出された前記冷媒の一部を分岐させるホットガス分岐流路をさらに有し、前記ホットガス分岐流路を通流する前記冷媒が前記流体通流装置における前記流体を加熱してもよい。

【0016】

この構成では、冷凍サイクル装置により、液体循環装置を介して複数の気体供給装置における気体の温度制御を行うことができるとともに、直接的に流体通流装置における流体の温度制御もできる。また、流体通流装置における流体の加熱を電気ヒータではなく冷凍サイクル装置におけるホットガスを利用することでエネルギー消費量を効果的に抑制できる。

【0017】

また、本発明の一実施の形態に係る温度制御システムは、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置と、前記冷媒により温度制御される第１液体を循環させる第１液体回路と、前記第１液体により温度制御される第２液体を循環させる第２液体回路とを有する液体循環装置と、前記第２液体により温度制御される気体を送風機で温度制御対象に供給する１つ又は複数の気体供給装置と、を備える。

【0018】

この温度制御システムでは、冷凍サイクル装置と気体供給装置との間に液体循環装置を介在させることにより、冷凍サイクル装置を温度制御対象に近づけずに、気体供給装置を温度制御対象に近づけることが可能となる。これにより、気体供給装置から温度制御対象に至るまでに生じる気体に対する圧損及び気体の温度及び／又は湿度の変化を抑制できる。したがって、温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。
詳しくは、一実施の形態に係る温度制御システムは、冷凍サイクルの冷媒により、液体循環装置が循環させる第１液体及び第２液体を介して気体を温度制御する。これにより、冷凍サイクル装置を温度制御対象に近づけずに、気体の温度制御位置を温度制御対象に近づけることが可能になる。また、冷凍サイクル装置と第２液体回路との間に第１液体回路を介在させることにより、第２液体の温度制御を柔軟に調節し易くなる。

【0019】

前記冷凍サイクル装置は、通過させる前記冷媒により前記第１液体を温度制御する制御用熱交換器を有し、前記第１液体回路は、第１液体熱交換器を有し、前記制御用熱交換器により温度制御される前記第１液体を前記第１液体熱交換器を通過させて前記制御用熱交換器に戻し、前記第１液体熱交換器で前記第１液体により前記第２液体を温度制御する主回路と、前記主回路から分岐して前記主回路に再度接続され、前記第１液体を通流させる第１液体分岐路と、前記第１液体分岐路に設けられ前記第１液体を通過させる第２液体熱交換器と、を有する二次回路と、を備えてもよい。

【0020】

この構成では、第１液体回路の主回路における第１液体熱交換器が第２液体を温度制御し、第２液体により気体を温度制御できる。また、第１液体回路の二次回路における第２液体熱交換器が、第１液体により、他の温度制御対象を温度制御できる。

【0021】

前記第１液体分岐路は、前記主回路における前記第１液体熱交換器の下流側であって前記制御用熱交換器による温度制御位置の上流側の部分で、前記主回路に再度接続されてもよい。

【0022】

この構成では、第２液体熱交換器を流出する第１液体が、第１液体熱交換器から流出する第１液体に混ざることで、第２液体熱交換器を流出した第１液体が第１液体熱交換器に流入する第１流体の温度に与える影響を抑制できる。

【0023】

前記冷凍サイクル装置は、圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を冷却する吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器から流出した前記冷媒を膨張させる膨張機と、前記膨張機から流出する冷媒を通過させる前記制御用熱交換器とを有し、前記制御用熱交換器から流出する前記冷媒を前記圧縮機に送る冷媒回路と、前記冷媒回路における前記圧縮機の下流側であって前記吸熱用熱交換器の上流側の部分から分岐し、前記冷媒回路に再度接続され、前記冷媒を通流させる冷媒分岐路と、前記冷媒分岐路に設けられ前記冷媒を通過させる第１ホットガス熱交換器と、を有するホットガス回路と、を備え、前記第１ホットガス熱交換器は、通過させる前記冷媒により前記第１液体分岐路における前記第２液体熱交換器の上流側の部分を通流する前記第１液体を加熱してもよい。

【0024】

この構成では、第２液体熱交換器に流入する第１液体の温度を迅速に且つエネルギー消費量を抑えつつ、昇温できる。

【0025】

前記ホットガス回路は、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の上流側の部分に設けられ、３つのポートのうちの２つのポートで前記冷媒分岐路の一部を構成する第１三方弁と、前記第１三方弁の残りのポートに接続されるとともに、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の下流側の部分に接続され、前記冷媒をバイパスする第１バイパス路と、をさらに有してよい。

【0026】

この構成では、第１三方弁で第１ホットガス熱交換器による熱交換の有無を切り換えることが可能となるため、第２液体熱交換器を通流する第１液体の温度を柔軟に調節することが可能となる。

【0027】

前記ホットガス回路は、前記冷媒分岐路における前記第１ホットガス熱交換器の下流側の部分に設けられ前記冷媒を通過させる第２ホットガス熱交換器をさらに有し、前記第２ホットガス熱交換器は、通過させる前記冷媒により前記主回路を通流する前記第１液体を加熱してもよい。

【0028】

前記第２液体回路は、並列に配置された複数の熱交換器を有し、前記複数の熱交換器はそれぞれ、前記第１液体により温度制御される前記第２液体を通過させ、前記複数の熱交換器はそれぞれ、複数の前記気体供給装置のうちの対応するいずれかの前記気体供給装置における前記気体を前記第２液体により温度制御してもよい。

【0029】

前記冷凍サイクル装置は、前記冷媒としての空気を循環させる空気冷凍サイクル装置でもよい。

【0030】

この構成では、空気冷凍サイクル装置が出力し得る高い冷凍能力を有効に利用して、効果的に温度制御できる。特に、温度制御対象が複数の場合に、効率的に各温度制御対象を温度制御できる。

【0031】

また、前記気体供給装置は、前記冷凍サイクル装置と分離してもよい。これにより、気体供給装置を温度制御対象に近づけ易くなる。

【0032】

また、一実施の形態に係る製造プラントは、気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムと、前記の温度制御システムと、を備える。

【0033】

また、一実施の形態に係る製造プラントにおける機器の設置方法は、気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムが設けられる製造プラントにおける機器の設置方法であって、前記の温度制御システムを準備する工程と、前記気体供給装置からの前記気体を、前記温度制御対象としての前記処理室に供給するべく前記気体供給装置及び前記冷凍サイクル装置を配置する工程と、を備える。

【0034】

一実施の形態に係る製造プラント及び製造プラントにおける機器の設置方法によれば、処理装置に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

【発明の効果】

【0035】

本発明によれば、温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】第１の実施の形態に係る温度制御システムを備える製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。

【図2】第１の実施の形態に係る温度制御システムの概略図である。

【図3】第２の実施の形態に係る温度制御システムの概略図である。

【図4】第３の実施の形態に係る温度制御システムの概略図である。

【図5】第３の実施の形態に係る温度制御システムの冷却運転を説明する図である。

【図6】第３の実施の形態に係る温度制御システムの加熱運転を説明する図である。

【図7】第３の実施の形態に係る温度制御システムの冷却及び加熱のコンビネーション運転を説明する図である。

【図8】第４の実施の形態に係る温度制御システムの概略図である。

【図9】第５の実施の形態に係る温度制御システムを備える製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。

【図10】第６の実施の形態に係る温度制御システムを備える製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、添付の図面を参照しつつ各実施の形態を詳細に説明する。

【0038】

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る温度制御システムＳ１を備える製造プラントとしての半導体製造プラントＰの概略図である。半導体製造プラントＰは、温度制御システムＳ１と、半導体製造システム１と、第１ダクト３０と、第２ダクト４０と、第３ダクト５０と、を備える。

【0039】

半導体製造システム１は、第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０を介して温度制御システムＳ１と接続する。温度制御システムＳ１は、所望状態に調節した空気を、第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０を通して半導体製造システム１に供給する。

【0040】

本実施の形態では、温度制御システムＳ１が設置されるフロアの上方のフロアに半導体製造システム１が設置されている。言い換えると、半導体製造システム１が設置されるフロアの下方のフロアに温度制御システムＳ１が設置される。そして、第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０は、半導体製造システム１が設置されるフロアを上下方向に通過して半導体製造システム１に至る。

【0041】

以上のようなレイアウトでは、例えば温度制御システムＳ１で生じ得る塵埃が半導体製造システム１に影響を及ぼすことが回避される。ただし、半導体製造システム１及び温度制御システムＳ１は同一のフロアに設置されてもよい。以下、半導体製造プラントＰの各部について詳述する。

【0042】

（半導体製造システム）
半導体製造システム１は、複数の処理装置２と、内部ダクト４と、を備えている。

【0043】

複数の処理装置２はそれぞれ処理室３を有する。複数の処理装置２は、処理室３内に搬送されるワークとしてのウェハにレジスト膜形成処理、現像処理、機能膜形成処理、洗浄処理等のそれぞれに定められた特定の処理を行う。

【0044】

複数の処理装置２で行う複数の処理の中には、処理室３の状態を、所望の温度及び所望の湿度に高精度に制御することを要するとともに、処理室３に流入する空気の流量を所望の流入状態に制御することを要する処理が含まれる。このような所望状態への制御を要する処理装置２は、温度制御システムＳ１からの気体としての空気により、処理室３を所望状態に制御する。

【0045】

図１においては、複数の処理装置２のうちの現像装置２Ａと、レジスト膜形成装置２Ｂ、機能膜形成装置２Ｃとが示されている。本実施の形態では、複数の処理装置２に、複数（図示例では４つ）の現像装置２Ａと、複数（図示例では２つ）のレジスト膜形成装置２Ｂと、複数（図示例では２つ）の機能膜形成装置２Ｃとが含まれている。複数の現像装置２Ａは、上下方向に積層されている。レジスト膜形成装置２Ｂも、上下方向に積層されている。複数の機能膜形成装置２Ｃも、上下方向に積層されている。なお、複数の処理装置２には、その他の処理を行う装置も含まれるが、これらの図示は省略されている。なお、その他の処理を行う装置は、露光装置や洗浄装置等でもよい。

【0046】

内部ダクト４は、第１内部ダクト部４Ａと、第２内部ダクト部４Ｂと、第３内部ダクト部４Ｃとを有する。第３内部ダクト部４Ｃは、紙面に直交する方向で第２内部ダクト部４Ｂの裏側に位置するため、破線で示されている。第１内部ダクト部４Ａは、複数の現像装置２Ａに側方から隣り合う状態で上下方向に延びている。第２内部ダクト部４Ｂは、複数のレジスト膜形成装置２Ｂに側方から隣り合う状態で上下方向に延びている。第３内部ダクト部４Ｃは、複数の機能膜形成装置２Ｃに側方から隣り合う状態で上下方向に延びている。

【0047】

第１内部ダクト部４Ａは気体導入口５Ａを有し、気体導入口５Ａに第１ダクト３０が接続される。現像装置２Ａはそれぞれ、処理室３内に空気を導入するための受入口３Ａを有する。同様に、第２内部ダクト部４Ｂは気体導入口５Ｂを有し、気体導入口５Ｂに第２ダクト４０が接続される。レジスト膜形成装置２Ｂはそれぞれ、処理室３内に空気を導入するための受入口３Ｂを有する。同様に、第３内部ダクト部４Ｃは気体導入口５Ｃを有し、気体導入口５Ｃに第３ダクト５０が接続される。機能膜形成装置２Ｃはそれぞれ、処理室３内に空気を導入するための図示しない受入口を有する。第１内部ダクト部４Ａにおける気体導入口５Ａ、第２内部ダクト部４Ｂにおける気体導入口５Ｂ、及び第３内部ダクト部４Ｃにおける気体導入口５Ｃは、下方に開口している。

【0048】

本実施の形態では、第１ダクト３０から第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａに受け入れられた空気は、第１内部ダクト部４Ａの内部を介して各現像装置２Ａの受入口３Ａから各現像装置２Ａの処理室３に供給される。また、第２ダクト４０から第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂに受け入れられた空気は、第２内部ダクト部４Ｂの内部を介して各レジスト膜形成装置２Ｂの受入口３Ｂから各レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３に供給される。また、第３ダクト５０から第３内部ダクト部４Ｃの気体導入口５Ｃに受け入れられた空気は、第３内部ダクト部４Ｃの内部を介して各機能膜形成装置２Ｃの受入口から各機能膜形成装置２Ｃの処理室３に供給される。

【0049】

なお、本実施の形態では、第１内部ダクト部４Ａ、第２内部ダクト部４Ｂ、第３内部ダクト部４Ｃから複数の処理装置２（複数の現像装置２Ａ、複数のレジスト膜形成装置２Ｂ、複数の機能膜形成装置２Ｃ）に空気が分配されるが、第１内部ダクト部４Ａ又は第２内部ダクト部４Ｂ又は第３内部ダクト部４Ｃから一つの処理装置２に空気が供給される構成でもよい。

【0050】

本実施の形態における半導体製造システム１は、レジスト塗布後、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）による露光処理を実施されたウェハに対して、極めて微細なパターンを形成することを想定している。この場合、とりわけレジスト膜形成装置２Ｂでは、処理室３内の温度、湿度を極めて高精度に制御することが求められ、且つ、処理室３内に流入する空気の流量を比較的大きい流量で一定に保つことが求められる。具体的には、レジスト膜形成装置２Ｂでは、例えば、目標温度に対する制御精度を、±０.５℃以内にすること、目標湿度に対する制御精度を、±０．５％以内にすることが求められる場合がある。

【0051】

一方で、現像装置２Ａでは、レジスト膜形成装置２Ｂよりも高精度で温度、湿度を制御する必要がない場合もあり、且つ、処理室３内に流入する空気の流量もレジスト膜形成装置２Ｂが求める流量よりも小さくてよい場合がある。

【0052】

（温度制御システム）
図２は、温度制御システムＳ１の概略図である。図１及び図２に示すように、温度制御システムＳ１は、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置１００と、液体循環装置２００と、気体供給装置３００と、第１流体通流装置３５０と、第２流体通流装置３６０と、を備える。液体循環装置２００は、冷凍サイクル装置１００が循環させる冷媒により温度制御される液体を循環させる。気体供給装置３００は、液体循環装置２００が循環させる液体により温度制御される空気を送風機（３１６、３２６、３３６）で温度制御対象（処理室３）に供給するように構成されている。

【0053】

冷凍サイクル装置１００は、フッ素系冷媒（非自然冷媒）を循環させる冷凍サイクル装置である。冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、第１膨張弁１０３と、第１蒸発器１０４とを冷媒がこの順で循環するように接続した主冷媒回路１００Ａと、主冷媒回路１００Ａから分岐する二次冷媒回路１００Ｂと、を有する。図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、主冷媒回路１００Ａ及び二次冷媒回路１００Ｂを筐体１００Ｃに収容している。

【0054】

二次冷媒回路１００Ｂは、主冷媒回路１００Ａにおける凝縮器１０２の下流側であって第１膨張弁１０３の上流側の部分から分岐して、主冷媒回路１００Ａに再度接続される分岐路１０５と、分岐路１０５に設けられる第２膨張弁１０６及び第２蒸発器１０７と、を有する。分岐路１０５は、主冷媒回路１００Ａにおける第１蒸発器１０４の下流側であって圧縮機１０１の上流側の部分で、主冷媒回路１００Ａに再度接続される。第２膨張弁１０６は、第２蒸発器１０７の上流側に設けられる。二次冷媒回路１００Ｂでは、主冷媒回路１００Ａから分岐路１０５に流入した冷媒が、第２膨張弁１０６及び第２蒸発器１０７を通過した後、主冷媒回路１００Ａに戻る。

【0055】

圧縮機１０１で圧縮される冷媒は、凝縮器１０２を介して第１膨張弁１０３、第２膨張弁１０６に分岐して流入する。そして、第１蒸発器１０４は、第１膨張弁１０３からの冷媒を通流させる。第２蒸発器１０７は、第２膨張弁１０６からの冷媒を通流させる。すなわち、第１蒸発器１０４及び第２蒸発器１０７は、冷凍サイクル装置１００において並列に配置されている。

【0056】

圧縮機１０１は、第１蒸発器１０４及び／又は第２蒸発器１０７から流出する低温且つ低圧の気体の状態の冷媒を圧縮し、その後、凝縮器１０２に送る。圧縮機１０１は、例えばスクロール型の圧縮機でもよいが、その形式は特に限られない。

【0057】

凝縮器１０２は、圧縮機１０１から流入する冷媒を冷却して凝縮させる。凝縮器１０２は、水冷式の熱交換器で構成される。凝縮器１０２は、冷却水供給管１１０から冷却水を供給され、冷却水により冷媒を凝縮させる。冷却水は、水でもよい。なお、凝縮器１０２は、空冷式の熱交換器でもよい。凝縮器１０２は、吸熱用熱交換器に対応するものである。

【0058】

第１膨張弁１０３は、凝縮器１０２から供給された冷媒を膨張させることにより減圧させて、低温且つ低圧の気液混合状態として、第１蒸発器１０４に供給する。第２膨張弁１０６は、凝縮器１０２から供給された冷媒を膨張させることにより減圧させて、低温且つ低圧の気液混合状態として、第２蒸発器１０７に供給する。

【0059】

第１蒸発器１０４は、液体循環装置２００と接続し、液体循環装置２００における液体を冷媒により温度制御する。すなわち、第１蒸発器１０４は、第１膨張弁１０３から供給された冷媒を、液体循環装置２００における液体と熱交換させる。ここで、液体と熱交換した冷媒は、低温且つ低圧の気体の状態となって第１蒸発器１０４から流出して再び圧縮機１０１で圧縮される。第１蒸発器１０４は、制御用熱交換器に対応するものである。

【0060】

一方で、第２蒸発器１０７は、第１流体通流装置３５０と接続し、第１流体通流装置３５０における流体を冷媒により温度制御する。すなわち、第２蒸発器１０７は、第２膨張弁１０６から供給された冷媒を、第１流体通流装置３５０における液体と熱交換させる。ここで、液体と熱交換した冷媒は、低温且つ低圧の気体の状態となって第２蒸発器１０７から流出して再び圧縮機１０１で圧縮される。

【0061】

液体循環装置２００は、液体を貯留するタンク２０１と、タンク２０１から液体を汲み出すポンプ２０２と、それぞれポンプ２０２から流出する液体を通過させる並列に配置される第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３と、を備える。液体循環装置２００は、上述したように第１蒸発器１０４に接続され、第１蒸発器１０４で冷媒により温度制御される液体を、ポンプ２０２の駆動により第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３に送る。そして、第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３のそれぞれを流出する液体は、タンク２０１に循環する。

【0062】

詳しくは、液体循環装置２００は、タンク２０１、ポンプ２０２、及び第１蒸発器１０４によって温度制御される被温調部２１４を有するメイン流路２２０と、メイン流路２２０の下流端から分岐する第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３と、を有する。そして、第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３それぞれの下流端は、メイン流路２２０の上流端に接続する。そして、第１分岐流路２２１に第１熱交換器２１１が設けられ、第２分岐流路２２２に第２熱交換器２１２が設けられ、第３分岐流路２２３に第３熱交換器２１３が設けられる。そして、第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３のそれぞれを流出する液体は、メイン流路２２０の上流端からタンク２０１に循環する。液体循環装置２００が循環させる液体は、例えば不凍液であり、エチレングリコール水溶液などでもよい。当該液体は特に限られるものではなく、エーテル系液体、フッ素系液体、フッ素エーテル系液体、シリコーンオイルなどでもよい。

【0063】

ここで、液体循環装置２００におけるタンク２０１及びポンプ２０２は、冷凍サイクル装置１００の筐体１００Ｃに収容されている。一方で、第１熱交換器２１１は、後述する第１気体供給装置３１０の筐体３１１に収容される。第２熱交換器２１２は、後述する第２気体供給装置３２０の筐体３２１に収容される。第３熱交換器２１３は、後述する第３気体供給装置３３０の筐体３３１に収容される。液体循環装置２００の一部は、冷凍サイクル装置１００に一体化されている。一方で、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０は、冷凍サイクル装置１００から分離している。

【0064】

気体供給装置３００は、第１気体供給装置３１０と、第２気体供給装置３２０と、第３気体供給装置３３０と、を含む。

【0065】

第１気体供給装置３１０は、液体循環装置２００における第１熱交換器２１１に接続される。そして、第１気体供給装置３１０は、第１熱交換器２１１を通過する液体により温度制御される空気をその送風機３１６で温度制御対象に供給する。第１気体供給装置３１０の温度制御対象は、現像装置２Ａの処理室３である。

【0066】

第２気体供給装置３２０は、液体循環装置２００における第２熱交換器２１２に接続される。第２気体供給装置３２０は、第２熱交換器２１２を通過する液体により温度制御される空気をその送風機３２６で温度制御対象に供給する。第２気体供給装置３２０の温度制御対象は、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３である。

【0067】

第３気体供給装置３３０は、液体循環装置２００における第３熱交換器２１３に接続される。第３気体供給装置３３０は、第３熱交換器２１３を通過する液体により温度制御される空気をその送風機３３６で温度制御対象に供給する。第３気体供給装置３３０の温度制御対象は、機能膜形成装置２Ｃの処理室３である。

【0068】

図１を参照し、第１気体供給装置３１０は、気体取込口３１１Ａ及び気体供給口３１１Ｂを有する筐体３１１と、加熱器３１４と、加湿器３１５と、送風機３１６と、インバータ３１７と、コントローラ３１８と、を備える。第１気体供給装置３１０では、気体取込口３１１Ａから気体供給口３１１Ｂまでの気体流路を通流する空気が、第１熱交換器２１１により冷却された後、加熱器３１４により加熱され、加湿器３１５により加湿される。第１熱交換器２１１は、上記気体流路に配置されている。気体取込口３１１Ａから気体供給口３１１Ｂまでの気体流路は、例えば管状の気体通流ダクトにより形成される。

【0069】

図１における二点鎖線の矢印α１は、第１気体供給装置３１０により温調及び湿調される空気の流れを示している。矢印α１に示すように、気体取込口３１１Ａに流入する空気は、まず、第１熱交換器２１１により冷却される。この際、除湿も行われる。次いで、空気は、加熱器３１４により加熱され、その後、加湿器３１５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３１１Ｂから第１ダクト３０に流入する。気体供給口３１１Ｂは、上方に開口している。

【0070】

加熱器３１４の形式は特に限られるものではなく、電気ヒータで構成されてもよく、冷凍回路（冷凍サイクル装置１００）の高温の冷媒を通過させる熱交換器で構成されてもよい。加湿器３１５の形式も特に限られるものではなく、スチーム（蒸気）式、滴下浸透気化式、及び超音波式のいずれで構成されてもよい。

【0071】

気体取込口３１１Ａから気体供給口３１１Ｂまで空気を流すための駆動力は、送風機３１６が発生させる。送風機３１６は、ファンを回転させるモータを有し、本実施の形態では、モータとして三相交流モータ又はブラシレスモータが採用される。そして、送風機３１６は、モータをインバータ３１７により制御する。インバータ３１７は、モータに供給する交流電流の周波数を調節することで、モータ回転数を調整する。これにより、送風機３１６は、流量調節可能に第１内部ダクト部４Ａに空気を供給できる。

【0072】

コントローラ３１８は、加熱器３１４、加湿器３１５及びインバータ３１７を制御する。コントローラ３１８は、加湿器３１５の下流側に配置される図示しない一つ又は複数の温度センサ及び一つ又は複数の湿度センサからの検出情報に基づき、加熱器３１４及び加湿器３１５の一部又は全部の動作を制御することで、供給する空気の温度が目標温度になるように及び供給する空気の湿度が目標湿度になるように制御してもよい。また、コントローラ３１８は、加湿器３１５の下流側に配置される一つ又は複数の流量センサからの検出情報に基づき、処理室３内に流入する空気が目標流量になるようにインバータ３１７を介して送風機３１６を制御してもよい。また、第１熱交換器２１１を通過する冷媒の流量を制御することにより、空気の温度調節が行われてもよい。この際、ポンプ２０２の回転数を図示しないコントローラで調節することで、冷媒の流量が調節されてもよい。

【0073】

コントローラ３１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されてもよく、この場合、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、各種処理を行う。また、コントローラ３１８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。

【0074】

第２気体供給装置３２０は、気体取込口３２１Ａ及び気体供給口３２１Ｂを有する筐体３２１と、加熱器３２４と、加湿器３２５と、送風機３２６と、インバータ３２７と、コントローラ３２８と、を備える。第２気体供給装置３２０では、気体取込口３２１Ａから気体供給口３２１Ｂまでの気体流路を通流する空気が、第２熱交換器２１２により冷却された後、加熱器３２４により加熱され、加湿器３２５により加湿される。第２熱交換器２１２は、上記気体流路に配置されている。気体取込口３２１Ａから気体供給口３２１Ｂまでの気体流路は、例えば管状の気体通流ダクトにより形成される。

【0075】

図１における二点鎖線の矢印α２は、第２気体供給装置３２０により温調及び湿調される空気の流れを示している。矢印α２に示すように、気体取込口３２１Ａに流入する空気は、まず、第２熱交換器２１２により冷却される。この際、除湿も行われる。次いで、空気は、加熱器３２４により加熱され、その後、加湿器３２５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３２１Ｂから第２ダクト４０に流入する。気体供給口３２１Ｂは上方に開口している。第２気体供給装置３２０を構成する各部の構成は第１気体供給装置３１０の各部の構成と基本的に同様であるため、詳しい説明は省略する。

【0076】

第３気体供給装置３３０は、気体取込口３３１Ａ及び気体供給口３３１Ｂを有する筐体３３１と、加熱器３３４と、加湿器３３５と、送風機３３６と、インバータ３３７と、コントローラ３３８と、を備える。第３気体供給装置３３０では、気体取込口３３１Ａから気体供給口３３１Ｂまでの気体流路を通流する空気が、第３熱交換器２１３により冷却された後、加熱器３３４により加熱され、加湿器３３５により加湿される。第３熱交換器２１３は、上記気体流路に配置されている。気体取込口３３１Ａから気体供給口３３１Ｂまでの気体流路は、例えば管状の気体通流ダクトにより形成される。

【0077】

図１における二点鎖線の矢印α３は、第３気体供給装置３３０により温調及び湿調される空気の流れを示している。矢印α３に示すように、気体取込口３３１Ａに流入する空気は、まず、第３熱交換器２１３により冷却される。この際、除湿も行われる。次いで、空気は、加熱器３３４により加熱され、その後、加湿器３３５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３３１Ｂから第３ダクト５０に流入する。気体供給口３３１Ｂは上方に開口している。第３気体供給装置３３０を構成する各部の構成は第１気体供給装置３１０及び第２気体供給装置３２０の各部の構成と基本的に同様であるため、詳しい説明は省略する。

【0078】

以上のようにして温度制御システムＳ１は、温度及び湿度が制御された空気を温度制御対象である各処理室３に供給する。第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０は互いに分離している。一方で、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０はそれぞれ、液体循環装置２００の一部と一体化される。詳しくは、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０はそれぞれ、液体循環装置２００の対応する熱交換器２１１、２１２、２１３を内蔵する。液体循環装置２００における第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３の一部は、冷凍サイクル装置１００における筐体１００Ｃに収容され、第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３の他の部分は、筐体１００Ｃの外部に配置される。第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３における筐体１００Ｃの外部に配置される部分は、筐体１００Ｃから外部に延び出して、対応する第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０に進入する。

【0079】

そして、第１分岐流路２２１における第１気体供給装置３１０の内部に位置する部分に第１熱交換器２１１が設けられる。第２分岐流路２２２における第２気体供給装置３２０の内部に位置する部分に第２熱交換器２１２が設けられる。第３分岐流路２２３における第３気体供給装置３３０の内部に位置する部分に第３熱交換器２１３が設けられる。第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３における外部に露出する部分には、特に断熱性が確保されることが望ましい。第１分岐流路２２１、第２分岐流路２２２及び第３分岐流路２２３には、又はこれら含む液体循環装置２００の配管部分の全体には、断熱材が設けられてもよい。

【0080】

一方で、第１流体通流装置３５０は、図２に示すように第２蒸発器１０７に接続される。第１流体通流装置３５０は、流体としての温調液を貯留する温調液タンク３５１と、温調液タンク３５１から温調液を汲み出す第１温調液ポンプ３５２と、それぞれ第１温調液ポンプ３５２から流出する温調液を通過させる並列に配置される第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４と、を備える。第１流体通流装置３５０は、第２蒸発器１０７で冷媒により温度制御される温調液を、第１温調液ポンプ３５２の駆動により第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４に送る。第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４は、温調液を通過させつつ加熱できる。図示の第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４は、通路形成部内に電気ヒータを収容する。そして、第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４のそれぞれを流出する温調液は、図示しない温度制御対象を通過した後、温調液タンク３５１に循環する。

【0081】

詳しくは、第１流体通流装置３５０は、温調液タンク３５１、第１温調液ポンプ３５２、及び第２蒸発器１０７によって温度制御される被温調部３５５を有する温調液メイン流路３５６と、温調液メイン流路３５６の下流端から分岐する第１温調液分岐流路３５７及び第２温調液分岐流路３５８と、を有する。第１温調液分岐流路３５７に第１加熱器３５３が設けられ、第２温調液分岐流路３５８に第２加熱器３５４が設けられている。第１温調液分岐流路３５７及び第２温調液分岐流路３５８のそれぞれから流出する流体は、対応する温度制御対象を通過した後、温調液メイン流路３５６の上流端から温調液タンク３５１に循環する。

【0082】

温調液による温度制御対象は、例えば現像装置２Ａにおいてウェハを保持するステージなどでもよい。また、第１流体通流装置３５０が通流させる温調液は、例えば不凍液であり、エチレングリコール水溶液などでもよい。当該温調液は特に限られるものではなく、エーテル系液体、フッ素系液体、フッ素エーテル系液体、シリコーンオイルなどでもよい。

【0083】

第２流体通流装置３６０は、第１流体通流装置３５０の温調液タンク３５１に接続され、温調液タンク３５１の温調液を引き込んで温度制御対象を温度制御した後、温調液を温調液タンク３５１に循環させる。第２流体通流装置３６０は、温調液タンク３５１から温調液を汲み出す第２温調液ポンプ３６２と、それぞれ第２温調液ポンプ３６２から流出する温調液を通過させる並列に配置される第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４と、を備える。図示省略したが、図２におけるＸ１－Ｘ１’の間には、温調液タンク３５１からの温調液を第２温調液ポンプ３６２側に通流させる配管部材が設けられる。Ｘ２－Ｘ２’の間には、第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４から温度制御対象を通過した温調液を温調液タンク３５１側に通流させる配管部材が設けられる。

【0084】

第２流体通流装置３６０では、第２温調液ポンプ３６２から流出する温調液が冷却水熱交換器３７０で冷却された後、第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４に送られる。第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４は、温調液を通過させつつ加熱できる。図示の第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４は、通路形成部内に電気ヒータを収容する。そして、第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４のそれぞれを流出する温調液は、図示しない温度制御対象を通過した後、温調液タンク３５１に循環する。

【0085】

第３加熱器３６３及び第４加熱器３６４から流出する温調液による温度制御対象は、例えば現像装置２Ａにおける壁部分などでもよい。冷却水熱交換器３７０は、例えば水により、温調液を温度制御してもよい。冷却水熱交換器３７０は、空冷式の熱交換器でもよい。なお、第２流体通流装置３６０の各部の構成及び接続態様は、第１流体通流装置３５０と同様のため、説明は省略する。

【0086】

（ダクト）
図１に戻り、第１ダクト３０は、第１気体供給装置３１０の気体供給口３１１Ｂと、半導体製造システム１における第１内部ダクト部４Ａに設けられた気体導入口５Ａとを接続している。図１において、符号ＵＤは、鉛直方向を示す。符号Ｃａは、気体供給口３１１Ｂの中心を示し、符号Ｃｂは、気体導入口５Ａの中心を示している。また、符号Ｌ１は、気体供給口３１１Ｂの中心Ｃａと気体導入口５Ａの中心Ｃｂとを結んだ仮想的な直線を示している。

【0087】

ここで、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度は０度以上４５度以下であり、詳しくは、０度である。そして、気体供給口３１１Ｂの中心軸線と、気体導入口５Ａの中心軸線とが同軸に位置し、気体供給口３１１Ｂと気体導入口５Ａとは鉛直方向ＵＤで互いに正対している。そして、第１ダクト３０は、気体供給口３１１Ｂから気体導入口５Ａにわたり真っ直ぐに且つ鉛直方向ＵＤに平行に延びる状態で気体供給口３１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。そして、第１ダクト３０の中心軸線Ｃ１と、直線Ｌ１とが一致している。

【0088】

また、第２ダクト４０は、第２気体供給装置３２０の気体供給口３２１Ｂと、半導体製造システム１における第２内部ダクト部４Ｂに設けられた気体導入口５Ｂとを接続している。図１において、符号Ｃｃは、気体供給口３２１Ｂの中心を示し、符号Ｃｄは、気体導入口５Ｂの中心を示している。符号Ｌ２は、気体供給口３２１Ｂの中心Ｃｃと気体導入口５Ｂの中心Ｃｄとを結んだ仮想的な直線を示している。

【0089】

直線Ｌ２が鉛直方向となす角度も０度以上４５度以下であり、詳しくは、０度である。そして、気体供給口３２１Ｂの中心軸線と、気体導入口５Ｂの中心軸線とが同軸に位置し、気体供給口３２１Ｂと気体導入口５Ｂとは鉛直方向ＵＤで互いに正対している。そして、第２ダクト４０は、気体供給口３２１Ｂから気体導入口５Ｂにわたり真っ直ぐに且つ鉛直方向ＵＤに平行に延びる状態で気体供給口３２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。そして、第２ダクト４０の中心軸線Ｃ２と、直線Ｌ２とが一致している。

【0090】

なお、本実施の形態のように気体供給口と気体導入口とが互いに正対する場合には、直線Ｌ１、Ｌ２が鉛直方向となす角度は、０度が良い。直線Ｌ１、Ｌ２が鉛直方向となす角度は、好ましくは３０度以下であり、より好ましくは２２．５度以下であり、さらに好ましくは１５度以下、１０度以下、５度以下である。

【0091】

また、第３ダクト５０は、第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂと、半導体製造システム１における第３内部ダクト部４Ｃに設けられた気体導入口５Ｃとを接続している。図１において、符号Ｃｅは、気体供給口３３１Ｂの中心を示し、符号Ｃｆは、気体導入口５Ｃの中心を示している。また、符号Ｌ３は、気体供給口３３１Ｂの中心Ｃｅと気体導入口５Ｃの中心Ｃｆとを結んだ仮想的な直線を示している。

【0092】

直線Ｌ３が鉛直方向となす角度も０度以上４５度以下であり、詳しくは、約３０度である。そして、第３ダクト５０は、気体供給口３３１Ｂから気体導入口５Ｃにわたり真っ直ぐに延び且つその中心軸線Ｃ３を直線Ｌ３に一致させて延びる状態で気体供給口３３１Ｂと気体導入口５Ｃとを接続している。すなわち、第３ダクト５０の中心軸線ＣＣと、直線Ｌ３とは一致している。

【0093】

図示の例では、第３ダクト５０の両端部が斜めに切り取られることにより、第３ダクト５０は、その中心軸線Ｃ３を直線Ｌ３に一致させて延びる。ただし、図示のように、第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂと、第３内部ダクト部４Ｃに設けられた気体導入口５Ｃとが水平方向にずれ、直線Ｌ３が鉛直方向ＵＤとなす角度が０度よりも大きい場合、第３ダクト５０の両端部のうちの少なくとも一方の端部を含む一部を除く部分における第３ダクト５０の中心軸線Ｃ３と、直線Ｌ３とが一致するように、第３ダクト５０が気体供給口３３１Ｂと気体導入口５Ｃとを接続してもよい。すなわち、第３ダクト５０の両端部のうちの少なくとも一方の端部を含む一部が曲げられ、第３ダクト５０の残り部の部分が、中心軸線Ｌ３を直線Ｌ３に一致させて延びるように第３ダクト５０が気体供給口３３１Ｂと気体導入口５Ｃとを接続してもよい。この場合、第３ダクト５０における５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上の部分で、中心軸線Ｃ３が直線Ｌ３と一致することが好ましい。中心軸線Ｌ３が直線Ｌ３に一致する部分が大きくなるほど、ダクト長さ及び圧損を抑制できる。

【0094】

また、気体供給口（３１１Ｂ、３２１Ｂ、３３１Ｂ）は水平方向や斜めに開口してもよく、気体導入口（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）も水平方向や斜めに開口してもよい。この場合、気体供給口（３１１Ｂ、３２１Ｂ、３３１Ｂ）の中心軸線と、気体導入口（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）の中心軸線とは、非平行となる。このような場合、以下のような接続態様でダクト（３０、４０、５０）が接続されてもよい。
（１）直線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が鉛直方向ＵＤとなす角度が０度であり、ダクトの両端部のうちの一方の端部を含む一部を除く部分におけるダクトの中心軸線と、前記直線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）とが一致するように、ダクトが気体供給口と気体導入口とを接続する。
（２）直線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が鉛直方向ＵＤとなす角度が０度でない場合に、ダクトは、鉛直方向ＵＤと平行に延びる部分と１つの湾曲部分とで気体導入口と気体供給口とを接続する。

【0095】

上記（１）で接続を行う場合、ダクトにおける５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上の部分で、中心軸線Ｃ３が直線Ｌ３と一致することが好ましい。上記（２）で接続を行う場合、ダクトにおける５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上の部分が、鉛直方向ＵＤと平行に延びることが好ましい。

【0096】

第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０の形式は特に限られるものではなく、折り曲げ可能なフレキシブルダクトでもよいし、折り曲げ不能なリジッドなダクトでもよい。本実施の形態では、第１ダクト３０及び第２ダクト４０がともに真っ直ぐに延びるため、折り曲げ不要で且つ圧損が抑制される。そのため、リジッドなダクトを用いることで、圧損の更なる抑制とコストダウンを図ってもよい。また、第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０は断面形状が円形でもよいし、矩形でもよい。すなわち第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０は、円形ダクトでもよいし、角形ダクトでもよい。

【0097】

（作用・効果）
次に、本実施の形態の作用について説明する。

【0098】

冷凍サイクル装置１００は、第１蒸発器１０４において冷媒により液体循環装置２００における液体を温度制御する。液体循環装置２００は、第１蒸発器１０４で冷媒により温度制御された液体を第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３に送る。そして、第１熱交換器２１１は、冷媒により温度制御された液体により第１気体供給装置３１０における空気を温度制御する。第２熱交換器２１２は、冷媒により温度制御された液体により第２気体供給装置３２０における空気を温度制御する。第３熱交換器２１３は、冷媒により温度制御された液体により第３気体供給装置３３０における空気を温度制御する。

【0099】

そして、第１気体供給装置３１０では、空気が第１熱交換器２１１により冷却され、次いで、加熱器３１４により加熱され、その後、加湿器３１５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３１１Ｂから第１ダクト３０に流入する。そして、第１ダクト３０から第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａに受け入れられた空気は、半導体製造システム１における第１内部ダクト部４Ａの内部を介して各現像装置２Ａの受入口３Ａから各現像装置２Ａの処理室３に供給される。

【0100】

同様に、第２気体供給装置３２０では、空気が第２熱交換器２１２により冷却され、次いで、加熱器３２４により加熱され、その後、加湿器３２５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３２１Ｂから第２ダクト４０に流入する。そして、第２ダクト４０から第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂに受け入れられた空気は、半導体製造システム１における第２内部ダクト部４Ｂの内部を介して各レジスト膜形成装置２Ｂの受入口３Ｂから各レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３に供給される。

【0101】

同様に、第３気体供給装置３３０では、空気が第３熱交換器２１３により冷却され、次いで、加熱器３３４により加熱され、その後、加湿器３３５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３３１Ｂから第３ダクト５０に流入する。そして、第３ダクト５０から第３内部ダクト部４Ｃの気体導入口５Ｃに受け入れられた空気は、半導体製造システム１における第３内部ダクト部４Ｃの内部を介して各機能膜形成装置２Ｃの受入口から各機能膜形成装置２Ｃの処理室３に供給される。

【0102】

以上のような温度制御システムＳ１では、冷凍サイクル装置１００と、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０との間に液体循環装置２００を介在させる。この場合、冷凍サイクル装置１００を温度制御対象に近づけずに、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０を、対応する温度制御対象に近づけることが可能となる。具体的には、本実施の形態では、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０を、対応する温度制御対象に近づけている。これにより、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０から対応する温度制御対象に至るまでに生じる気体（空気）に対する圧損及び空気の温度及び／又は湿度の変化を抑制できる。

【0103】

詳しくは、冷凍サイクル装置の冷媒で気体を直接的に温度制御して温度制御対象に供給する一般的な構造では、冷凍サイクル装置から温度制御対象までの距離が長い場合に、気体を通流させるダクトが長くなり得る。そのため、気体に対する圧損や気体の温度及び／又は湿度の変化が大きくなり得る。例えば、図１における冷凍サイクル装置１００の位置で第１蒸発器１０４により空気を温度制御し、温度制御対象としての現像装置２Ａの処理室３、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び機能膜形成装置２Ｃの処理室３まで３つのダクトを分岐させて空気を送る一般的な構成では、各ダクトの長さは長くなる。この場合、圧損が増加し空気の状態変化も大きくなり得る。一方で、例えば、現像装置２Ａの処理室３、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び機能膜形成装置２Ｃの処理室３の直下にそれぞれ、専用の冷凍サイクル装置を設置することは、省エネルギーや、設備コストなどの観点で望ましいとは言えない。

【0104】

これに対して、温度制御システムＳ１は、冷凍サイクル装置１００の冷媒により、液体循環装置２００が循環させる液体を介して空気を温度制御する。これにより、空気の温度制御位置を温度制御対象に近づけることが可能になる。具体的には、第１気体供給装置３１０における空気の温度制御位置を、現像装置２Ａの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ａに近づけることが可能となる。第２気体供給装置３２０における空気の温度制御位置を、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｂに近づけることが可能となる。また、第３気体供給装置３３０における空気の温度制御位置を、機能膜形成装置２Ｃの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｃに近づけることが可能となる。したがって、一般的な構造で生じ得る、圧損や温度及び／又は湿度の変化の問題が解消され得る。また、例えばレジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び機能膜形成装置２Ｃの処理室３の直下に、冷凍サイクル装置１００とは別の専用の冷凍サイクル装置を設置する場合に比べて、温度制御システムＳ１のフットプリントを大幅に抑制することができる。

【0105】

よって、本実施の形態に係る温度制御システムＳ１によれば、温度制御対象に供給する気体を、エネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

【0106】

そして、本実施の形態では、上述のように、冷凍サイクル装置１００を温度制御対象に近づけずに、第１気体供給装置３１０における空気の温度制御位置を、現像装置２Ａの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ａに近づけることが可能となる。第２気体供給装置３２０における空気の温度制御位置を、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｂに近づけることが可能となる。また、第３気体供給装置３３０における空気の温度制御位置を、機能膜形成装置２Ｃの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｃに近づけることが可能となる。これに伴い、第１気体供給装置３１０の気体供給口３１１Ｂを、現像装置２Ａの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ａに近づけることが可能となる。第２気体供給装置３２０の気体供給口３２１Ｂを、レジスト膜形成装置２Ｂの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｂに近づけることが可能となる。第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂを、機能膜形成装置２Ｃの処理室３及び当該処理室３に対応する気体導入口５Ｃに近づけることが可能となる。これにより、気体供給口３１１Ｂ、３２１Ｂ、３３１Ｂの中心と気体導入口５Ａ、５Ｂ、５Ｃの中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度を、例えば０度以上４５度以下にでき、第１ダクト３０、第２ダクト４０及び第３ダクト５０の長さを効果的に抑えることができる。これにより、半導体製造プラントＰで消費されるエネルギー量を効果的に抑制できる。

【0107】

半導体製造プラントＰにおいて、上述のように第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０を設置する際には、まず、温度制御システムＳ１が準備される。次いで、気体供給装置３００からの空気を、温度制御対象としての処理室３に供給するべく気体供給装置３００（３１０、３２０、３３０）及び冷凍サイクル装置１００が配置される。気体供給装置３００及び冷凍サイクル装置１００を配置する工程では、気体供給装置３００（３１０、３２０、３３０）は、冷凍サイクル装置１００よりも気体導入口５Ａ、５Ｂ、５Ｃに近い位置に配置される。この例では、気体導入口５Ａ、５Ｂ，５Ｃと、冷凍サイクル装置と１００が、水平方向に離れるように冷凍サイクル装置１００が配置される。そして、この例では、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０に関して、気体供給口３１１Ｂ、３２１Ｂ，３３１Ｂの中心と気体導入口５Ａ、５Ｂ，５Ｃの中心とを結んだ直線Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３が鉛直方向ＵＤとなす角度が、０度以上４５度以下になるように、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０が配置される。すなわち、液体循環装置２００によって、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０を、対応する気体導入口５Ａ，５Ｂ，５Ｃに近づけることができる。そして、ダクト長を抑えることにより、ダクト圧損を抑制することができる。
なお、気体供給装置３００が、冷凍サイクル装置１００よりも気体導入口に近い状態とは、気体供給装置３００と気体導入口との間の最短距離が、冷凍サイクル装置１００と気体導入口との間の最短距離よりも小さくなる状態を意味する。気体供給装置３００及び冷凍サイクル装置１００がそれぞれ筐体を有する場合、最短距離の比較は、気体供給装置３００の筐体と気体導入口との間の最短距離と、冷凍サイクル装置１００の筐体と気体導入口との間の最短距離と、の比較により行われる。また、気体供給装置３００及び冷凍サイクル装置１００が筐体を有さない又は共通の筐体を有する場合、最短距離の比較は、気体供給装置３００の空気の温度制御位置（熱交換器の位置）と気体導入口との間の最短距離と、冷凍サイクル装置１００の第１蒸発器１０４の位置と気体導入口との間の最短距離と、の比較により行われる。

【0108】

＜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。図３は、第２の実施の形態に係る温度制御システムＳ２の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0109】

本実施の形態では、冷凍サイクル装置１００がホットガス分岐流路１２０を備える。そして、第１流体通流装置３５０における第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４は、ホットガス分岐流路１２０から供給される高温の冷媒を利用して温調液を加熱する。本実施の形態は、これらの構成で第１の実施の形態と異なる。

【0110】

ホットガス分岐流路１２０は、主冷媒回路１００Ａにおける圧縮機１０１の下流側であって凝縮器１０２の上流側の部分から延び、途中で二又に分岐して第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４を通過し、その後、合流する。そして、ホットガス分岐流路１２０は、第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４を流出した冷媒を主冷媒回路１００Ａに戻すべく、その下流端を、主冷媒回路１００Ａにおける圧縮機１０１の下流側であって凝縮器１０２の上流側の部分におけるホットガス分岐流路１２０の上流端の接続位置よりも下流側に接続する。

【0111】

第１加熱器３５３及び第２加熱器３５４は、ホットガス分岐流路１２０が通流させる高温の冷媒と温調液とを熱交換させることにより温調液を加熱できる。

【0112】

第２の実施の形態によれば、第１流体通流装置３５０における流体である温調液の加熱を電気ヒータではなく冷凍サイクル装置１００におけるホットガスを利用することでエネルギー消費量を効果的に抑制できる。

【0113】

＜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。図４は、第３の実施の形態に係る温度制御システムＳ３の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0114】

本実施の形態に係る温調制御システムＳ３は、冷凍サイクル装置としての空気冷凍サイクル装置４００を備える。また、液体循環装置２００が、空気冷凍サイクル装置４００が循環させる冷媒である空気により温度制御される第１液体を循環させる第１液体回路２４０と、第１液体により温度制御される第２液体を循環させる第２液体回路２５０とを有する。第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０は、第２気体により温度制御される空気を温度制御対象に供給する。本実施の形態は、これらの構成で第１の実施の形態と異なる。

【0115】

空気冷凍サイクル装置４００は、圧縮機４０１と、吸熱用熱交換器４０２と、回収熱交換器４０３と、膨張機４０４と、制御用熱交換器４０５とを空気がこの順で循環するように配管部材により接続した冷媒回路４０６を備える。空気は、圧縮機４０１で圧縮された後、吸熱用熱交換器４０２及び回収熱交換器４０３で段階的に冷却され、その後、膨張機４０４に流入する。その後、空気は膨張機４０４で膨張させられて、膨張機４０４から流出する。空気冷凍サイクル装置４００は、膨張機４０４で膨張させた空気を－７０℃以下、詳しくは－７０℃～－１１０℃まで降温させて制御用熱交換器４０５に流入させることが可能となっている。また、空気冷凍サイクル装置４００は、膨張機４０４で膨張させた空気を－４０℃～－７０℃の範囲にも制御できる。

【0116】

制御用熱交換器４０５は、液体循環装置２００における第１液体回路２４０に接続しており、制御用熱交換器４０５に流入した空気は、第１液体回路２４０における第１液体を温度制御した後、制御用熱交換器４０５から流出して圧縮機４０１に送られる。

【0117】

制御用熱交換器４０５から流出した空気は、圧縮機４０１に戻る前に、回収熱交換器４０３で吸熱用熱交換器４０２を流出した空気と熱交換する。これにより、膨張機４０４に流入する前の空気が、吸熱用熱交換器４０２及び回収熱交換器４０３で段階的に冷却される。吸熱用熱交換器４０２は、例えば冷却媒体としての冷却水によって圧縮機４０１から流出する高圧の空気を冷却してもよい。吸熱用熱交換器４０２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。

【0118】

圧縮機４０１と膨張機４０４とは、共通のモータ４０７の駆動軸４０７Ａに接続されている。これにより、駆動軸４０７Ａの回転によって圧縮機４０１と膨張機４０４とが連動して回転する。

【0119】

また、空気冷凍サイクル装置４００は、ホットガス回路４０８を備える。ホットガス回路４０８は、空気を通流させる冷媒分岐路４０９と、冷媒分岐路４０９に設けられ空気を通過させる第１ホットガス熱交換器４１０と、冷媒分岐路４０９における第１ホットガス熱交換器４１０の下流側の部分に設けられ空気を通過させる第２ホットガス熱交換器４１１と、を有する。

【0120】

冷媒分岐路４０９は、冷媒回路４０６における圧縮機４０１の下流側であって吸熱用熱交換器４０２の上流側の部分から分岐し、冷媒回路４０６に再度接続される。詳しくは、冷媒分岐路４０９は、冷媒回路４０６における圧縮機４０１の下流側であって膨張機４０４の上流側の部分における回収熱交換器４０３の下流側の位置で、冷媒回路４０６に再度接続される。図４では、図示の簡素化のために、冷媒分岐路４０９の一部の図示が省略されている。図４におけるＹ１－Ｙ１’の間、及び、Ｙ２－Ｙ２’の間には、実際上、冷媒分岐路４０９の一部が存在する。

【0121】

また、ホットガス回路４０８は、第１三方弁４１２、第２三方弁４１３、第１バイパス路４１４、及び第２バイパス路４１５をさらに備える。

【0122】

第１三方弁４１２は、冷媒分岐路４０９における第１ホットガス熱交換器４１０の上流側の部分に設けられ、３つのポートのうちの２つのポートで冷媒分岐路４０９の一部を構成する。第１バイパス路４１４は、第１三方弁４１２の残りのポートに接続されるとともに、冷媒分岐路４０９における第１ホットガス熱交換器４１０の下流側であって第２ホットガス熱交換器４１１の上流側の部分に接続され、冷媒をバイパスする。

【0123】

第２三方弁４１３は、冷媒分岐路４０９における第１ホットガス熱交換器４１０の下流側であって第２ホットガス熱交換器４１１の上流側の部分に設けられ、３つのポートのうちの２つのポートで冷媒分岐路４０９の一部を構成する。そして、第２バイパス路４１５は、第２三方弁４１３の残りのポートに接続されるとともに、冷媒分岐路４０９における第２ホットガス熱交換器４１１の下流側の部分に接続され、冷媒をバイパスする。

【0124】

以上のようなホットガス回路４０８は、後述のように第１液体回路２４０における第１液体の加熱に利用される。

【0125】

一方で、第１液体回路２４０は、主回路２４０Ａと、二次回路２４０Ｂとを有する。主回路２４０Ａは、制御用熱交換器４０５に接続される。そして、主回路２４０Ａは、制御用熱交換器４０５との接続部分において第１液体と制御用熱交換器４０５に流入した空気とを熱交換させ、これにより、第１液体が空気によって温度制御される。主回路２４０Ａは、第１液体熱交換器２４１を有し、制御用熱交換器４０５から流出する第１液体を第１液体熱交換器２４１を通過させて制御用熱交換器４０５に戻す。第１液体熱交換器２４１は、第２液体回路２５０と接続し、第１液体により第２液体を温度制御する。

【0126】

また、二次回路２４０Ｂは、第１液体分岐路２４２と、第２液体熱交換器２４３と、を有する。第１液体分岐路２４２は、主回路２４０Ａにおける制御用熱交換器４０５による温度制御位置の下流側であって第１液体熱交換器２４１の上流側の部分から分岐して主回路２４０Ａに再度接続され、第１液体を通流させる。第２液体熱交換器２４３は、第１液体分岐路２４２に設けられ第１液体を通過させる。図示の第１液体分岐路２４２は、主回路２４０Ａにおける制御用熱交換器４０５による温度制御位置の下流側であって第１液体熱交換器２４１の上流側の部分から分岐するが、これに限られない。第１液体分岐路２４２は、第１液体熱交換器２４１の下流側であって制御用熱交換器４０５による温度制御位置の上流側の部分から分岐してもよい。また、図示の第１液体分岐路２４２は、主回路２４０Ａにおける第１液体熱交換器２４１の下流側であって制御用熱交換器４０５による温度制御位置の上流側の部分で、主回路２４０Ａに再度接続されている。なお、第１液体分岐路２４２が、第１液体熱交換器２４１の下流側であって制御用熱交換器４０５による温度制御位置の上流側の部分から分岐する場合、第１液体分岐路２４２は、分岐した位置の下流側の部分で再度接続される。

【0127】

二次回路２４０Ｂにおける第２液体熱交換器２４３は、第１流体通流装置３５０と接続し、第１液体により第１流体通流装置３５０における温調液を温度制御する。なお、図示省略するが、第１液体回路２４０は、第１液体を通流させるためのポンプを備えている。

【0128】

上述したホットガス回路４０８における第１ホットガス熱交換器４１０は、第１液体分岐路２４２における第２液体熱交換器２４３の上流側の部分に接続している。これにより、第１ホットガス熱交換器４１０は、通過させる空気により第１液体分岐路２４２における第２液体熱交換器２４３の上流側の部分を通流する第１液体を加熱できる。ここで、第１三方弁４１２は、空気が第１ホットガス熱交換器４１０に流れる状態と、空気が第１ホットガス熱交換器４１０に流れないように空気をバイパスする状態とを切り換えることができる。これにより、第１三方弁４１２は、空気により第１液体分岐路２４２を通流する第１液体を加熱する状態と、加熱しない状態とを切り換えることができる。なお、第１ホットガス熱交換器４１０は、第１液体分岐路２４２における第１液体熱交換器２４１の下流側の部分に接続してもよい。

【0129】

また、第２ホットガス熱交換器４１１は、主回路２４０Ａにおける第１液体分岐路２４２の接続位置の下流側であって第１液体熱交換器２４１の上流側の部分に接続している。これにより、第２ホットガス熱交換器４１１は、主回路２４０Ａを通流する第１液体を加熱できる。ここで、第２三方弁４１３は、空気が第２ホットガス熱交換器４１１に流れる状態と、空気が第２ホットガス熱交換器４１１に流れないように空気をバイパスする状態とを切り換えることができる。これにより、第２三方弁４１３は、空気により主回路２４０Ａを通流する第１液体を加熱する状態と、加熱しない状態とを切り換えることができる。

【0130】

第２液体回路２５０は、第１の実施の形態の液体循環装置２００と基本的に同じ構成である。すなわち、第２液体回路２５０は、第２液体を貯留するタンク２０１と、タンク２０１から第２液体を汲み出すポンプ２０２と、それぞれポンプ２０２から流出する第２液体を通過させる並列に配置される第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３と、を備える。

【0131】

上述したように、第２液体回路２５０は第１液体熱交換器２４１と接続し、第１液体熱交換器２４１は、第１液体により第２液体を温度制御する。第１液体熱交換器２４１で第１液体により温度制御される第２液体は、ポンプ２０２の駆動により第１熱交換器２１１、第２熱交換器２１２及び第３熱交換器２１３に送られる。そして、第１気体供給装置３１０は、第１熱交換器２１１を通過する第２液体により温度制御される空気をその送風機３１６で温度制御対象に供給する。第２気体供給装置３２０は、第２熱交換器２１２を通過する第２液体により温度制御される空気をその送風機３２６で温度制御対象に供給する。第３気体供給装置３３０は、第３熱交換器２１３を通過する第２液体により温度制御される空気をその送風機３３６で温度制御対象に供給する。

【0132】

以下、温度制御システムＳ３の動作例を説明する。温調システムＳ３は、冷却運転、加熱運転、及び、冷却及び加熱のコンビネーション運転を切り換えて行うことができる。図５は、冷却運転を説明図である。図６は、加熱運転を説明図である。図７は、冷却及び加熱のコンビネーション運転を説明図である。

【0133】

図５に示す冷却運転では、ホットガス回路４０８に圧縮機４０１が吐出した空気を送らない。この場合、液体循環装置２００における第１液体及び第２液体は早期に冷却される。

【0134】

図６に示す加熱運転では、ホットガス回路４０８にのみ圧縮機４０１が吐出した空気を送り、吸熱用熱交換器４０２側に空気を送らない。この場合、液体循環装置２００における第１液体及び第２液体は早期に昇温される。

【0135】

図７に示すコンビネーション運転では、圧縮機４０１が吐出した空気を、吸熱用熱交換器４０２側と、ホットガス回路４０８とに送る。この場合、液体循環装置２００における第１液体及び第２液体の温度を微調整できる。

【0136】

第１液体の目標温度が、－２０～－４０℃など、一般的な空気冷凍サイクル運転の膨張後空気温度よりも高い場合には、冷却運転、ホットガス運転、コンビネーション運転をこの順に行うことで、目標温度への制御時間を短縮することが可能となる。ただし、温度制御システムＳ３の運転状態は、特に限られるものではない。

【0137】

以上に説明した第３の実施の形態に係る温度制御システムＳ３では、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、冷凍サイクル装置１００と第２液体回路２５０との間に第１液体回路２４０を介在させることにより、第２液体の温度制御を柔軟に調節し易くなる。

【0138】

＜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。図８は、第４の実施の形態に係る温度制御システムＳ４の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0139】

本実施の形態では、複数の気体供給装置３００のうちの第１気体供給装置３１０が、冷凍サイクル装置１００及び液体循環装置２００の一部と一体化されている。一方で、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０は、冷凍サイクル装置１００から分離している。

【0140】

＜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。図９は、第５の実施の形態に係る温度制御システムＳ５を備える製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0141】

本実施の形態では、まず、半導体製造システム１と、温度制御システムＳ５とが同じフロアに設置される点で第１の実施の形態と異なる。

【0142】

そして、半導体製造システム１では、気体導入口５Ａ，５Ｂ，５Ｃの構成が第１の実施の形態と異なる。すなわち、現像装置２Ａに接続される第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａは、第１内部ダクト部４Ａの側面で開口している。そして、図示の例では、気体導入口５Ａが、水平方向に開口している。レジスト膜形成装置２Ｂに接続される第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂは、第２内部ダクト部４Ｂの側面で開口している。そして、図示の例では、気体導入口５Ｂが、水平方向に開口している。図示しないが、機能膜形成装置２Ｃに接続される第３内部ダクト部４Ｃの気体導入口５Ｃも、第３内部ダクト部４Ｃの側面で開口している。

【0143】

本実施の形態でも、気体供給装置３００は、第１気体供給装置３１０と、第２気体供給装置３２０と、第３気体供給装置３３０と、を含む。そして、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０は、冷凍サイクル装置１００から離れた位置に設けられている。なお、第３気体供給装置３３０は、紙面に直交する方向で第２気体供給装置３２０の裏側に位置するため、その図示を省略されている。

【0144】

第１気体供給装置３１０は、その気体供給口３１１Ｂが筐体３１１の側面で開口している点で第１の実施の形態と異なる。詳しくは、気体供給口３１１Ｂは、水平方向に開口している。また、第２気体供給装置３２０も、その気体供給口３２１Ｂが筐体３２１の側面で開口している点で第１の実施の形態と異なる。詳しくは、気体供給口３２１Ｂも、水平方向に開口している。図示しないが、第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂも、筐体３３１の側面で開口している。

【0145】

第１気体供給装置３１０は、液体循環装置２００の一部である第１熱交換器２１１を内蔵する。そして、第１気体供給装置３１０では、図９における二点鎖線の矢印α１’に示すように、気体取込口３１１Ａに流入する空気が、まず、第１熱交換器２１１により冷却される。次いで、空気は、加熱器３１４により加熱され、その後、加湿器３１５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３１１Ｂから第１ダクト３０に流入する。ここで、本実施の形態では、送風機３１６の向きが第１の実施の形態と異なっており、気体供給口３１１Ｂから流出する空気は、水平方向に沿って第１ダクト３０に流入する。

【0146】

また、本実施の形態では、第１気体供給装置３１０の気体供給口３１１Ｂと、第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａとが水平方向に相対しており、第１ダクト３０は、水平方向に真っ直ぐに延びて気体供給口３１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。気体供給口３１１Ｂの中心と気体導入口５Ａの中心とを結ぶ直線は、気体導入口５Ａの中心軸線と０度をなすことが望ましいが、４５度未満であれば良い。また、第１気体供給装置３１０は、冷凍サイクル装置１００よりも気体導入口５Ａに近い位置に配置されている。これにより、冷凍サイクル装置の蒸発器で気体を温度制御して供給する一般的な構造に比べて、ダクト長を抑制できる。なお、第１ダクト３０を設けずに、気体供給口３１１Ｂと気体導入口５Ａとが接続されてもよい。

【0147】

第２気体供給装置３２０も、液体循環装置２００の一部である第２熱交換器２１２を内蔵する。また、第２気体供給装置３２０でも、送風機３２６の向きが第１の実施の形態と異なる。そして、第２気体供給装置３２０では、図９における二点鎖線の矢印α２’に示すように、気体取込口３２１Ａに流入する空気が、まず、第２熱交換器２１２により冷却される。次いで、空気は、加熱器３２４により加熱され、その後、加湿器３２５により加湿される。その後、空気は、気体供給口３２１Ｂから水平方向に沿って第２ダクト４０に流入する。なお、第２ダクト４０を設けずに、気体供給口３２１Ｂと気体導入口５Ｂとが接続されてもよい。

【0148】

また、第１気体供給装置３１０側の場合と同様に、第２気体供給装置３２０の気体供給口３２１Ｂと、第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂとは、水平方向に相対しており、第２ダクト４０は、水平方向に真っ直ぐに延びて気体供給口３２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。気体供給口３２１Ｂの中心と気体導入口５Ｂの中心とを結ぶ直線は、気体導入口５Ｂの中心軸線と０度をなすことが望ましいが、４５度未満であれば良い。また、第２気体供給装置３２０は、冷凍サイクル装置１００よりも気体導入口５Ｂに近い位置に配置されている。これにより、冷凍サイクル装置の蒸発器で気体を温度制御して供給する一般的な構造に比べて、ダクト長を抑制できる。

【0149】

第３気体供給装置３３０における構成も、図９に示す第１気体供給装置３１０及び第２気体供給装置３２０と同様である。そして、第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂと、第３内部ダクト部４Ｃの気体導入口５Ｃとの関係も、図９に示す第１気体供給装置３１０及び第２気体供給装置３２０と同様となる。

【0150】

以上のような本実施の形態によっても、冷凍サイクル装置１００と、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０との間に液体循環装置２００を介在させる。これにより、冷凍サイクル装置１００を温度制御対象に近づけずに、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０を、対応する温度制御対象に近づけることが可能となる。そして、第１気体供給装置３１０、第２気体供給装置３２０及び第３気体供給装置３３０から対応する温度制御対象に至るまでに生じる気体（空気）に対する圧損及び空気の温度及び／又は湿度の変化を抑制できる。

【0151】

とりわけ、半導体製造システム１と、温度制御システムＳ５とが同じフロアに設置されることで、ダクト長を抑えやすくなり、圧損を効果的に抑制できる。

【0152】

＜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。図１０は、第６の実施の形態に係る温度制御システムＳ６を備える製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第５の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0153】

本実施の形態では、第５の実施の形態と同様に、半導体製造システム１と、温度制御システムＳ５とが同じフロアに設置される。ただし、半導体製造システム１における気体導入口５Ａ，５Ｂ，５Ｃが下方に開口する点で第５の実施の形態と異なる。また、第１気体供給装置３１０の気体供給口３１１Ｂが上方に開口し、第２気体供給装置３２０の気体供給口３２１Ｂが上方に開口し、図示しない第３気体供給装置３３０の気体供給口３３１Ｂが上方に開口している点で第５の実施の形態と異なる。

【0154】

第１気体供給装置３１０は、半導体製造システム１における気体導入口５Ａよりも下方に位置する。そして、第１気体供給装置３１０における気体供給口３１１Ｂから延びる第１ダクト３０は、斜め上方に延びて気体導入口５Ａに接続される。同様に、第２気体供給装置３２０は、半導体製造システム１における気体導入口５Ｂよりも下方に位置する。そして、第２気体供給装置３２０における気体供給口３２１Ｂから延びる第２ダクト４０は、斜め上方に延びて気体導入口５Ｂに接続される。このような実施の形態によっても、第５の実施の形態と同様の効果が得られる。

【0155】

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。例えば、上述の実施の形態では温度制御システムが半導体製造プラントに適用されているが、温度制御システムは、その他の製造プラントにも適用され得る。

【符号の説明】

【0156】

Ｓ１，Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６…温度制御システム
１…半導体製造システム
２…処理装置
２Ａ…現像装置
２Ｂ…レジスト膜形成装置
２Ｃ…機能膜形成装置
３…処理室
３Ａ…受入口
４…内部ダクト
４Ａ…第１内部ダクト部
４Ｂ…第２内部ダクト部
４Ｃ…第３内部ダクト部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…気体導入口
３０…第１ダクト
４０…第２ダクト
５０…第３ダクト
１００…冷凍サイクル装置
１００Ａ…主冷媒回路
１００Ｂ…二次冷媒回路
１０１…圧縮機
１０２…凝縮器
１０３…第１膨張弁
１０４…第１蒸発器
１０５…分岐路
１０６…第２膨張弁
１０７…第２蒸発器
１１０…冷却水供給管
２００…液体循環装置
２１１…第１熱交換器
２１２…第２熱交換器
２１３…第３熱交換器
２２０…メイン流路
２２１…第１分岐流路
２２２…第２分岐流路
２２３…第３分岐流路
２４０…第１液体回路
２４０Ａ…主回路
２４０Ｂ…二次回路
２４１…第１液体熱交換器
２４２…第１液体分岐路
２４３…第２液体熱交換器
２５０…第２液体回路
３００…気体供給装置
３１０…第１気体供給装置
３１１Ａ…気体取込口
３１１Ｂ…気体供給口
３１６…送風機
３２０…第２気体供給装置
３２１Ａ…気体取込口
３２１Ｂ…気体供給口
３２６…送風機
３３０…第３気体供給装置
３３１Ａ…気体取込口
３３１Ｂ…気体供給口
３３６…送風機
３５０…第１流体通流装置
３５３…第１加熱器
３５４…第２加熱器
３５６…温調液メイン流路
３５７…第１温調液分岐流路
３５８…第２温調液分岐流路
４００…空気冷凍サイクル装置
４０１…圧縮機
４０２…吸熱用熱交換器
４０３…回収熱交換器
４０４…膨張機
４０５…制御用熱交換器
４０６…冷媒回路
４０８…ホットガス回路
４０９…冷媒分岐路
４１０…第１ホットガス熱交換器
４１１…第２ホットガス熱交換器
４１２…第１三方弁
４１３…第２三方弁
４１４…第１バイパス路
４１５…第２バイパス路
Ｐ…半導体製造プラント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】