特許 7547525 半導体製造プロセスのための冷却システム、および半導体製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】半導体製造プロセスのための冷却システム、および半導体製造システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20240902BHJP

   F25B 7/00 20060101ALI20240902BHJP

   F25B 1/053 20060101ALI20240902BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 399Y

F25B7/00 D

F25B1/053 Z

H01L21/302 101G

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023032484

(22)【出願日】2023-03-03

【審査請求日】2024-05-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】福住 幸大

【審査官】庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１７４８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１７９９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２４０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１７４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５４３３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２３５８３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９４４５４７０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ７／００

Ｆ２５Ｂ １／０５３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２３／４７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造プロセスに使用される複数の処理チャンバを冷却するための冷却システムであって、
クリーンルーム内に配置された前記複数の処理チャンバを冷却するための冷却液を生成し、前記冷却液を前記複数の処理チャンバに供給する少なくとも１つの熱交換ユニットと、
不凍液を冷却するための冷却装置と、
前記熱交換ユニットと前記冷却装置との間を延びる不凍液循環ラインと、
前記不凍液を前記不凍液循環ライン内で循環させるための不凍液ポンプを備え、
前記熱交換ユニットは、
前記冷却液を前記複数の処理チャンバを通って循環させるための冷却液ポンプと、
前記冷却液と前記不凍液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記冷却液の循環方向において、前記熱交換器の上流側に配置された冷却側バッファタンクを備えている、冷却システム。

【請求項2】

前記冷却装置は、
前記不凍液と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷凍装置と、
前記第１冷媒と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷凍装置と、
前記第１冷凍装置と前記第２冷凍装置との間で中間媒体を循環させるための中間媒体循環ラインを備えている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項3】

前記冷却装置は、二元冷凍サイクルを備えた冷凍機である、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項4】

前記熱交換ユニットは、前記クリーンルームの下にあるサブファブエリア内に配置されている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項5】

前記第１冷凍装置は、前記クリーンルームの下にあるサブファブエリア内に配置され、
前記第２冷凍装置は、前記クリーンルームおよび前記サブファブエリアの外に配置されている、請求項２に記載の冷却システム。

【請求項6】

前記第１冷凍装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機を備えたターボ冷凍機であり、
前記圧縮機は、
羽根車と、
前記羽根車と一体に回転可能な回転体と、
前記回転体を非接触で回転可能に支持する磁気軸受を備えている、請求項５に記載の冷却システム。

【請求項7】

前記冷却装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機を備えたターボ冷凍機であり、
前記圧縮機は、
羽根車と、
前記羽根車と一体に回転可能な回転体と、
前記回転体を非接触で回転可能に支持する磁気軸受を備えている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項8】

前記冷却装置は、前記クリーンルームおよび前記クリーンルームの下にあるサブファブエリアの外に配置されている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項9】

前記熱交換ユニットは、前記冷却システムから取り外し可能に構成されている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項10】

前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、前記複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の熱交換ユニットである、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項11】

前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、前記複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の熱交換ユニットである、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項12】

前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、単一の熱交換ユニットである、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項13】

前記冷却システムは、前記複数の処理チャンバを加熱するための加熱液を生成し、前記加熱液を前記複数の処理チャンバに供給する少なくとも１つの加熱ユニットをさらに備えており、
前記加熱ユニットは、
前記加熱液を加熱する加熱装置と、
前記加熱液を前記複数の処理チャンバを通って循環させるための加熱液ポンプと、
前記加熱液の循環方向において前記加熱装置の上流側に配置された加熱側バッファタンクを備えている、請求項１に記載の冷却システム。

【請求項14】

前記加熱ユニットは、前記冷却システムから取り外し可能に構成されている、請求項１３に記載の冷却システム。

【請求項15】

前記少なくとも１つの加熱ユニットは、前記複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の加熱ユニットである、請求項１３に記載の冷却システム。

【請求項16】

前記少なくとも１つの加熱ユニットは、前記複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の加熱ユニットである、請求項１３に記載の冷却システム。

【請求項17】

前記少なくとも１つの加熱ユニットは、単一の加熱ユニットである、請求項１３に記載の冷却システム。

【請求項18】

半導体製造プロセスを実行するための複数の処理チャンバを有する半導体製造装置と、
前記複数の処理チャンバの温度を調節するための温度調節器と、
前記温度調節器と前記熱交換ユニットとの間を延びる冷却液ラインと、
前記温度調節器と前記複数の処理チャンバとの間を延びる温度調節液ラインと、
前記複数の処理チャンバを冷却するための、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の冷却システムを備えている、半導体製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エッチング装置などの半導体製造装置の冷却に使用される冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程の１つであるドライエッチング工程では、クリーンルームに配置されたエッチング装置が使用され、主にクリーンルームの階下にあるサブファブエリアには、エッチング装置の複数の処理チャンバを流れる循環液を冷却するための冷却システムなどが配置される。機械室などの一般的な設備機械が設置される環境とは異なり、クリーンルームおよびサブファブエリアには、高い清浄度が求められる。図１１は、複数の処理チャンバを冷却するための冷却システムを示す模式図である。図１１に示すように、エッチング装置５０１は、複数の処理チャンバ５０２を有しており、各処理チャンバ５０２内でウェーハのエッチングを行うように構成されている。

【0003】

複数の処理チャンバ５０２は、同じ数の複数のチラー５０５にそれぞれ連結されている。これらチラー５０５は独立に稼働しており、複数の処理チャンバ５０２を冷却するための循環液を複数の処理チャンバ５０２にそれぞれ供給する。各チラー５０５は、蒸発器５０６、圧縮機５０７、および凝縮器５０８を有する冷凍サイクルを備えており、冷凍サイクル内で冷媒が循環する。各チラー５０５の冷凍サイクルでは、凝縮器５０８内で、冷媒と大型冷凍機５１０により生成される冷却液との間で熱交換が行われ、蒸発器５０６内で、冷媒と複数の処理チャンバ５０２を冷却するための循環液との間で熱交換が行われる。冷媒との熱交換により冷却された循環液は、複数の処理チャンバ５０２内を通過しながら、複数の処理チャンバ５０２を冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－８１１４５号公報

【文献】特開２０２１－７７０８５号公報

【文献】特開２０２２－１７４８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数のチラー５０５は、サブファブエリア内に配置されており、大型冷凍機５１０は、クリーンルームおよびサブファブエリアの外にある機械室などに配置されている。近年では、エッチング装置の処理チャンバの数は増加する傾向にあり、これら処理チャンバに対応して設けられるチラーの数も増加する傾向にある。しかしながら、サブファブエリアはクリーンルームの直下に設ける必要があるため、サブファブエリアの大きさには限度がある。結果として、増加する数のチラーを置くスペースがサブファブエリア内に確保できないという問題があった。また、チラーの数の増加に伴い、冷却システム全体の消費電力の増加が課題となっていた。

【0006】

そこで、本発明は、大きな設置スペースを必要とせず、半導体製造装置に使用される複数の処理チャンバを冷却することができ、かつ冷却システム全体の消費電力を削減することができる冷却システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様では、半導体製造プロセスに使用される複数の処理チャンバを冷却するための冷却システムであって、クリーンルーム内に配置された前記複数の処理チャンバを冷却するための冷却液を生成し、前記冷却液を前記複数の処理チャンバに供給する少なくとも１つの熱交換ユニットと、不凍液を冷却するための冷却装置と、前記熱交換ユニットと前記冷却装置との間を延びる不凍液循環ラインと、前記不凍液を前記不凍液循環ライン内で循環させるための不凍液ポンプを備え、前記熱交換ユニットは、前記冷却液を前記複数の処理チャンバを通って循環させるための冷却液ポンプと、前記冷却液と前記不凍液との間で熱交換を行う熱交換器と、前記冷却液の循環方向において、前記熱交換器の上流側に配置された冷却側バッファタンクを備えている、冷却システムが提供される。

【0008】

本発明によれば、熱交換ユニットは、従来の複数のチラーの冷凍サイクルとは異なり、蒸発器、圧縮機、凝縮器などの構成要素を有していないので、サブファブエリア内に大きな設置スペースを必要とせず、半導体製造装置に使用される複数の処理チャンバを冷却することができる。
さらに、本発明によれば、複数の処理チャンバに供給する冷却液を生成するための、十分に低い温度の不凍液を冷却装置で包括的に生成することにより、高い冷却効率を達成できる。結果として、冷却装置の消費電力は、従来の複数のチラーの総消費電力よりも小さく、省エネ運転が達成できる。

【0009】

一態様では、前記冷却装置は、前記不凍液と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷凍装置と、前記第１冷媒と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷凍装置と、前記第１冷凍装置と前記第２冷凍装置との間で中間媒体を循環させるための中間媒体循環ラインを備えている。
本発明によれば、第１冷凍装置と第２冷凍装置を備えた冷却装置は、複数の処理チャンバを包括的に冷却し、第１冷凍装置と第２冷凍装置が直列に接続されることにより二元冷凍サイクルの冷却装置と同等の作用があり、必要な十分に低い温度にまで不凍液を冷却することができる。また、第１冷凍装置および第２冷凍装置は、別個の装置として構成されているため、異なる場所に設置することができる。

【0010】

一態様では、前記冷却装置は、二元冷凍サイクルを備えた冷凍機である。
本発明によれば、二元冷凍サイクルを持つ冷却装置は、単独で複数の処理チャンバを包括的に冷却するのに必要な十分に低い温度にまで不凍液を冷却することができる。
一態様では、前記熱交換ユニットは、前記クリーンルームの下にあるサブファブエリア内に配置されている。
本発明によれば、熱交換ユニットはクリーンルームの下のサブファブエリア内に設置することにより、クリーンルーム内の設置面積を減らすことができる。
一態様では、前記第１冷凍装置は、前記クリーンルームの下にあるサブファブエリア内に配置され、前記第２冷凍装置は、前記クリーンルームおよび前記サブファブエリアの外に配置されている。
本発明によれば、第１冷凍装置をサブファブエリア内に配置することにより、熱交換ユニットまでの配管を短くすることができ、熱損失を減らすことができる。
また、第２冷凍装置をクリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置することにより、クリーンルームとサブファブエリア内に必要な設置スペースを小さくすることができる。

【0011】

一態様では、前記第１冷凍装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機を備えたターボ冷凍機であり、前記圧縮機は、羽根車と、前記羽根車と一体に回転可能な回転体と、前記回転体を非接触で回転可能に支持する磁気軸受を備えている。
本発明によれば、圧縮機に磁気軸受を使用したターボ冷凍機は、潤滑油を使用しておらず、かつ低騒音のため、高い清浄度が求められるサブファブエリアに配置することができる。
一態様では、前記冷却装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機を備えたターボ冷凍機であり、前記圧縮機は、羽根車と、前記羽根車と一体に回転可能な回転体と、前記回転体を非接触で回転可能に支持する磁気軸受を備えている。
本発明によれば、圧縮機に磁気軸受を使用したターボ冷凍機は、遠心式の圧縮機を使用することにより、容積式の圧縮機を使用している従来のチラーと比較して大容量化、および高効率化を図ることができる。また、磁気軸受を使用することにより、オイルフリーとなり、油回収をする必要がなく、さらに効率化される。そのため、単独で複数の処理チャンバを包括的に冷却するのに必要な十分に低い温度にまで不凍液を冷却することができる。
一態様では、前記冷却装置は、前記クリーンルームおよび前記クリーンルームの下にあるサブファブエリアの外に配置されている。
本発明によれば、冷却装置をクリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置することにより、クリーンルームとサブファブエリア内に必要な設置スペースを小さくすることができる。

【0012】

一態様では、前記熱交換ユニットは、前記冷却システムから取り外し可能に構成されている。
本発明によれば、熱交換ユニットを容易に取り外して、メンテナンス、修理などを実行することができる。さらに、熱交換ユニットを、仕様を変更した新たなユニットに容易に置き換えることができる。
一態様では、前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、前記複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の熱交換ユニットである。
本発明によれば、複数の熱交換ユニットは、複数の処理チャンバ内の処理サイクルに従って独立に動作することができる。

【0013】

一態様では、前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、前記複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の熱交換ユニットである。
本発明によれば、熱交換ユニット自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、熱交換ユニットに接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。
一態様では、前記少なくとも１つの熱交換ユニットは、単一の熱交換ユニットである。
本発明によれば、熱交換ユニット自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、熱交換ユニットに接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。
また、冷却側バッファタンクがひとつになるので、各処理チャンバからの戻りの冷却液の温度にばらつきがあっても冷却側バッファタンクが熱的バッファとして機能して冷却液が均一の温度となり、熱交換器での熱交換条件が良くなる。

【0014】

一態様では、前記冷却システムは、前記複数の処理チャンバを加熱するための加熱液を生成し、前記加熱液を前記複数の処理チャンバに供給する少なくとも１つの加熱ユニットをさらに備えており、前記加熱ユニットは、前記加熱液を加熱する加熱装置と、前記加熱液を前記複数の処理チャンバを通って循環させるための加熱液ポンプと、前記加熱液の循環方向において前記加熱装置の上流側に配置された加熱側バッファタンクを備えている。
本発明によれば、各処理チャンバを冷却のみならず、加熱することができる。
一態様では、前記加熱ユニットは、前記冷却システムから取り外し可能に構成されている。
本発明によれば、加熱ユニットを容易に取り外して、メンテナンス、修理などを実行することができる。さらに、加熱ユニットを、仕様を変更した新たなユニットに容易に置き換えることができる。

【0015】

一態様では、前記少なくとも１つの加熱ユニットは、前記複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の加熱ユニットである。
本発明によれば、複数の加熱ユニットは、複数の処理チャンバ内の処理サイクルに従って独立に動作することができる。
一態様では、前記少なくとも１つの加熱ユニットは、前記複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の加熱ユニットである。
本発明によれば、加熱ユニット自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、加熱ユニットに接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。
また、各処理チャンバ内で実行される処理サイクル中に各処理チャンバを加熱すべき時間は比較的短い。したがって、複数の処理チャンバでの加熱時間が重複しないように各処理チャンバの処理サイクルを調整すれば、加熱能力が大きくない（すなわち消費電力の小さい）加熱装置を用いて複数の処理チャンバを加熱することができる。

【0016】

一態様では、前記少なくとも１つの加熱ユニットは、単一の加熱ユニットである。
本発明によれば、加熱ユニット自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、加熱ユニットに接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。
また、各処理チャンバ内で実行される処理サイクル中に各処理チャンバを加熱すべき時間は比較的短い。したがって、複数の処理チャンバでの加熱時間が重複しないように各処理チャンバの処理サイクルを調整すれば、加熱能力が大きくない（すなわち消費電力の小さい）加熱装置を用いて複数の処理チャンバを加熱することができる。
また、加熱側バッファタンクがひとつになるので、各処理チャンバからの戻りの加熱液の温度にばらつきがあっても加熱側バッファタンクが熱的バッファとして機能して加熱液が均一の温度となり、加熱装置に流れる加熱液の温度の変動を低減させることができる。

【0017】

一態様では、半導体製造プロセスを実行するための複数の処理チャンバを有する半導体製造装置と、前記複数の処理チャンバの温度を調節するための温度調節器と、前記温度調節器と前記熱交換ユニットとの間を延びる冷却液ラインと、前記温度調節器と前記複数の処理チャンバとの間を延びる温度調節液ラインと、前記複数の処理チャンバを冷却するための上記冷却システムを備えている、半導体製造システムが提供される。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、熱交換ユニットは、従来の複数のチラーの冷凍サイクルとは異なり、圧縮機、凝縮器、蒸発器などの構成要素を有していないので、サブファブエリア内に大きな設置スペースを必要とせず、半導体製造装置に使用される複数の処理チャンバを冷却することができる。
さらに、本発明によれば、複数の処理チャンバに供給する冷却液を生成するための、十分に低い温度の不凍液を冷却装置で包括的に生成することにより、高い冷却効率を達成できる。結果として、冷却装置の消費電力は、従来の複数のチラーの総消費電力よりも小さく、省エネ運転が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】冷却システムを含む半導体製造システムの一実施形態を示す模式図である。

【図2】冷却装置の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。

【図3】第１冷凍装置の第１圧縮機の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。

【図4】冷却装置の詳細構造の他の実施形態を示す模式図である。

【図5】冷却システムを含む半導体製造システムの他の実施形態を示す模式図である。

【図6】図５に示す冷却装置の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。

【図7】冷却システムを含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図8】冷却システムを含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図9】冷却システムを含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図10】冷却システムを含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

【図11】従来の冷却システムを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、冷却システム５を含む半導体製造システムの一実施形態を示す模式図である。半導体製造システムは、半導体製造プロセスを実行するための複数の（本実施形態では３つの）処理チャンバ２Ａ～２Ｃを有する半導体製造装置１と、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃの温度を調節するための複数の（本実施形態では３つの）温度調節器３Ａ～３Ｃと、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを冷却するための冷却システム５を備えている。半導体製造装置１および温度調節器３Ａ～３Ｃは、クリーンルーム内に配置されている。

【0021】

本実施形態の半導体製造装置１は、エッチング処理を実施するエッチング装置である。一実施形態では、半導体製造装置１は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置など他の処理を行う装置であってもよい。本実施形態では、半導体製造装置１は、３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃを有しているが、一実施形態では、半導体製造装置１は、２つの処理チャンバ、あるいは４つ以上の処理チャンバを有してもよい。半導体製造システムは、複数の処理チャンバの数に対応する数の温度調節器を備えている。複数の温度調節器３Ａ～３Ｃは、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃにそれぞれ連結されており、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃの温度を調節する温度調節液をそれぞれ生成するように構成されている。これにより、複数の温度調節器３Ａ～３Ｃは、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃの温度を個別に調節することができる。

【0022】

冷却システム５は、３つの温度調節器３Ａ～３Ｃを介して３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃに連結されている。冷却システム５は、３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃを冷却するための冷却液を生成する複数の（本実施形態では３つの）熱交換ユニット８Ａ～８Ｃと、３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃを加熱するための加熱液を生成する複数の（本実施形態では３つの）加熱ユニット９Ａ～９Ｃと、不凍液を冷却するための冷却装置１０を備えている。

【0023】

本実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃの数は、処理チャンバ２Ａ～２Ｃの数と同じであり、加熱ユニット９Ａ～９Ｃの数は、処理チャンバ２Ａ～２Ｃの数と同じである。一実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃの数は、処理チャンバ２Ａ～２Ｃの数よりも少なくてもよく、加熱ユニット９Ａ～９Ｃの数は、処理チャンバ２Ａ～２Ｃの数よりも少なくてもよい。

【0024】

冷却システム５の少なくとも一部は、サブファブエリア内に配置されている。本実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃ、加熱ユニット９Ａ～９Ｃ、および冷却装置１０の一部は、サブファブエリア内に配置されている。冷却液および加熱液としては、フッ素系の不活性液体などの同じ種類の液体が使用される。熱交換ユニット８Ａ～８Ｃ、および加熱ユニット９Ａ～９Ｃをクリーンルームの下のサブファブエリア内に設置することにより、クリーンルーム内の設置面積を減らすことができる。

【0025】

半導体製造システムは、３つの温度調節器３Ａ～３Ｃと３つの熱交換ユニット８Ａ～８Ｃとの間をそれぞれ延びる３つの冷却液ライン１２と、３つの温度調節器３Ａ～３Ｃと３つの加熱ユニット９Ａ～９Ｃとの間をそれぞれ延びる３つの加熱液ライン１５と、３つの温度調節器３Ａ～３Ｃと３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃとの間をそれぞれ延びる３つの温度調節液ライン１８をさらに備えている。３つの冷却液ライン１２は基本的に同じ構成を有しており、３つの加熱液ライン１５は基本的に同じ構成を有しており、３つの温度調節液ライン１８は基本的に同じ構成を有しているので、以下では、温度調節器３Ａと熱交換ユニット８Ａとの間を延びる冷却液ライン１２、温度調節器３Ａと加熱ユニット９Ａとの間を延びる加熱液ライン１５、および温度調節器３Ａと処理チャンバ２Ａとの間を延びる温度調節液ライン１８について説明する。また、３つの温度調節器３Ａ～３Ｃは、基本的に同じ構成を有しているため、その重複する説明を省略する。

【0026】

温度調節器３Ａと熱交換ユニット８Ａとの間を延びる冷却液ライン１２は、熱交換ユニット８Ａにより生成された冷却液を温度調節器３Ａに供給するための冷却液供給ライン１３と、処理チャンバ２Ａおよび温度調節器３Ａを通過した冷却液を熱交換ユニット８Ａに戻すための冷却液戻りライン１４を備えている。温度調節器３Ａと加熱ユニット９Ａとの間を延びる加熱液ライン１５は、加熱ユニット９Ａにより生成された加熱液を温度調節器３Ａに供給するための加熱液供給ライン１６と、処理チャンバ２Ａおよび温度調節器３Ａを通過した加熱液を加熱ユニット９Ａに戻すための加熱液戻りライン１７を備えている。温度調節器３Ａと処理チャンバ２Ａとの間を延びる温度調節液ライン１８は、温度調節器３Ａにより生成された温度調節液を処理チャンバ２Ａに供給するための温度調節液供給ライン１９と、処理チャンバ２Ａを通過した温度調節液を温度調節器３Ａに戻すための温度調節液戻りライン２０を備えている。

【0027】

冷却液供給ライン１３の一端は、熱交換ユニット８Ａに連結され、加熱液供給ライン１６の一端は、加熱ユニット９Ａに連結されている。冷却液供給ライン１３および加熱液供給ライン１６の他端は、温度調節器３Ａの混合部２２に連結されている。熱交換ユニット８Ａにより生成された冷却液と、加熱ユニット９Ａにより生成された加熱液は、冷却液供給ライン１３および加熱液供給ライン１６をそれぞれ流れて、温度調節器３Ａの混合部２２で混合され、温度調節液を形成する。処理チャンバ２Ａに送られる温度調節液の温度は、冷却液の流量と加熱液の流量（すなわち、冷却液と加熱液との混合比）によって決まる。温度調節器３Ａは、図示しない冷却液流量調節弁および加熱液流量調節弁を備え、処理チャンバ２Ａの目標温度に基づいて、冷却液流量調節弁および加熱液流量調節弁により冷却液の流量および加熱液の流量を調節する。このようにして、温度調節器３Ａは、処理チャンバ２Ａの温度を調節するための温度調節液を生成する。

【0028】

一実施形態では、冷却液の流量を０にして、処理チャンバ２Ａに加熱液のみを供給してもよい。同様に、加熱液の流量を０にして、処理チャンバ２Ａに冷却液のみを供給してもよい。処理チャンバ２Ａの目標温度は、処理チャンバ２Ａを冷却するための温度であってもよいし、処理チャンバ２Ａを加熱するための温度であってもよい。

【0029】

温度調節器３Ａの混合部２２は、温度調節液供給ライン１９を通じて処理チャンバ２Ａに連結されている。温度調節器３Ａにより生成された温度調節液は、温度調節液供給ライン１９を流れて、処理チャンバ２Ａに供給される。処理チャンバ２Ａは、温度調節液戻りライン２０を通じて温度調節器３Ａの分配部２３に連結されている。冷却液戻りライン１４の一端は分配部２３に連結され、冷却液戻りライン１４の他端は熱交換ユニット８Ａに連結されている。加熱液戻りライン１７の一端は分配部２３に連結され、加熱液戻りライン１７の他端は加熱ユニット９Ａに連結されている。

【0030】

処理チャンバ２Ａ内を通過した温度調節液は、温度調節液戻りライン２０を流れて温度調節器３Ａの分配部２３で冷却液戻りライン１４と加熱液戻りライン１７に分配される。すなわち、温度調節液の一部は、冷却液として冷却液戻りライン１４を通じて熱交換ユニット８Ａに戻され、温度調節液の他の部分は、加熱液として加熱液戻りライン１７を通じて加熱ユニット９Ａに戻される。このようにして、冷却液は、冷却液ライン１２および温度調節液ライン１８を通じて、熱交換ユニット８Ａ、温度調節器３Ａ、および処理チャンバ２Ａとの間を循環する。加熱液は、加熱液ライン１５および温度調節液ライン１８を通じて、加熱ユニット９Ａ、温度調節器３Ａ、および処理チャンバ２Ａとの間を循環する。

【0031】

同様に、熱交換ユニット８Ｂにより生成された冷却液は、熱交換ユニット８Ｂ、温度調節器３Ｂ、および処理チャンバ２Ｂとの間を循環し、加熱ユニット９Ｂにより生成された加熱液は、加熱ユニット９Ｂ、温度調節器３Ｂ、および処理チャンバ２Ｂとの間を循環する。熱交換ユニット８Ｃにより生成された冷却液は、熱交換ユニット８Ｃ、温度調節器３Ｃ、および処理チャンバ２Ｃとの間を循環し、加熱ユニット９Ｃにより生成された加熱液は、加熱ユニット９Ｃ、温度調節器３Ｃ、および処理チャンバ２Ｃとの間を循環する。

【0032】

次に熱交換ユニット８Ａ～８Ｃの構成について、説明する。３つの熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、基本的に同じ構成を有しているので、以下では、熱交換ユニット８Ａについて説明する。熱交換ユニット８Ａは、冷却液を処理チャンバ２Ａを通って循環させるための冷却液ポンプ３０と、冷却液と冷却装置１０から供給された不凍液との間で熱交換を行う熱交換器３１と、冷却液の循環方向において、熱交換器３１の上流側に配置された冷却側バッファタンク３３を備えている。冷却液供給ライン１３は、冷却液ポンプ３０を介して熱交換器３１に連結され、冷却液戻りライン１４は冷却側バッファタンク３３を介して熱交換器３１に連結されている。冷却液ポンプ３０は、冷却液供給ライン１３に連結されており、冷却液の循環方向において、熱交換器３１の下流側に配置されている。一実施形態では、冷却液ポンプ３０は、冷却液の循環方向において、熱交換器３１の上流側に配置されてもよい。冷却側バッファタンク３３は、冷却液戻りライン１４および熱交換器３１に連結されている。冷却液ポンプ３０は、冷却液を温度調節器３Ａ、処理チャンバ２Ａ、および熱交換ユニット８Ａを通って循環させるように構成されている。

【0033】

冷却液戻りライン１４を通じて熱交換ユニット８Ａに戻された冷却液は、冷却側バッファタンク３３内に貯留される。冷却側バッファタンク３３は、熱的バッファとして機能し、熱交換器３１に供給される冷却液の温度の変動を低減させることができる。冷却側バッファタンク３３から流出した冷却液は熱交換器３１に導かれ、熱交換器３１内で冷却装置１０から供給された不凍液と熱交換を行う。冷却液と不凍液との熱交換の結果、冷却液は冷却され、その一方で不凍液は加熱される。熱交換器３１内を通過することによって冷却された冷却液は、冷却液ポンプ３０によって冷却液供給ライン１３を通じて温度調節器３Ａに供給され、温度調節液供給ライン１９を通じて処理チャンバ２Ａに供給される。このようにして、熱交換ユニット８Ａは、冷却液を温度調節器３Ａを介して処理チャンバ２Ａに供給する。

【0034】

同様に、熱交換ユニット８Ｂは、冷却液を温度調節器３Ｂを介して処理チャンバ２Ｂに供給し、熱交換ユニット８Ｃは、冷却液を温度調節器３Ｃを介して処理チャンバ２Ｃに供給する。本実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、冷却システム５から個別に取り外し可能に構成されている。これにより、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃのいずれかを取り外して、メンテナンス、修理などを実行することができる。さらに、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃを、仕様を変更した新たなユニットに容易に置き換えることができる。一実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、冷却システム５から取り外し可能に構成されていなくてもよい。例えば、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、加熱ユニット９Ａ～９Ｃと一体に構成されていてもよい。

【0035】

次に加熱ユニット９Ａ～９Ｃの構成について、説明する。３つの加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、基本的に同じ構成を有しているので、以下では、加熱ユニット９Ａについて説明する。加熱ユニット９Ａは、加熱液を加熱する加熱装置４０と、加熱液を処理チャンバ２Ａを通じて循環させるための加熱液ポンプ４１と、加熱液の循環方向において加熱装置４０の上流側に配置された加熱側バッファタンク４３を備えている。加熱液供給ライン１６は、加熱液ポンプ４１を介して加熱装置４０に連結され、加熱液戻りライン１７は加熱側バッファタンク４３を介して加熱装置４０に連結されている。加熱液ポンプ４１は、加熱液供給ライン１６に連結されており、加熱液の循環方向において、加熱装置４０の下流側に配置されている。一実施形態では、加熱液ポンプ４１は、加熱液の循環方向において、加熱装置４０の上流側に配置されてもよい。加熱側バッファタンク４３は、加熱液戻りライン１７および加熱装置４０に連結されている。加熱液ポンプ４１は、加熱液を温度調節器３Ａ、処理チャンバ２Ａ、および加熱ユニット９Ａを通って循環させるように構成されている。

【0036】

加熱液戻りライン１７を通じて加熱ユニット９Ａに戻された加熱液は、加熱側バッファタンク４３内に貯留される。加熱側バッファタンク４３は、熱的バッファとして機能し、加熱装置４０に流れる加熱液の温度の変動を低減させることができる。加熱側バッファタンク４３から流出した加熱液は加熱装置４０に導かれ、加熱装置４０内で加熱される。加熱装置４０内で加熱された加熱液は、加熱液ポンプ４１によって加熱液供給ライン１６を通じて温度調節器３Ａに供給され、温度調節液供給ライン１９を通じて処理チャンバ２Ａに供給される。このようにして、加熱ユニット９Ａは、加熱液を温度調節器３Ａを介して処理チャンバ２Ａに供給する。加熱装置４０は、電気ヒータ等を用いることができる。加熱装置４０の構成は、液体を加熱できるものであれば、特に限定されない。

【0037】

同様に、加熱ユニット９Ｂは、加熱液を温度調節器３Ｂを介して処理チャンバ２Ｂに供給し、加熱ユニット９Ｃは、加熱液を温度調節器３Ｃを介して処理チャンバ２Ｃに供給する。本実施形態では、加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、冷却システム５から個別に取り外し可能に構成されている。これにより、加熱ユニット９Ａ～９Ｃのいずれかを取り外して、メンテナンス、修理などを実行することができる。さらに、加熱ユニット９Ａ～９Ｃを、仕様を変更した新たなユニットに容易に置き換えることができる。一実施形態では、加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、冷却システム５から取り外し可能に構成されていなくてもよい。例えば、加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃと一体に構成されていてもよい。

【0038】

冷却システム５は、３つの熱交換ユニット８Ａ～８Ｃと冷却装置１０との間を延びる不凍液循環ライン２５と、不凍液を不凍液循環ライン２５内で循環させるための不凍液ポンプ２７をさらに備えている。不凍液ポンプ２７は、不凍液循環ライン２５に配置されており、不凍液を冷却装置１０と３つの熱交換ユニット８Ａ～８Ｃとの間で循環させるように構成されている。不凍液としては、例えば、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）液、またはエチレングリコール液などを用いることができる。

【0039】

不凍液循環ライン２５は、冷却装置１０に連結された主幹循環ライン２６と、主幹循環ライン２６から分岐する第１分岐供給ライン２８Ａ、第１分岐戻りライン２９Ａ、第２分岐供給ライン２８Ｂ、第２分岐供戻りライン２９Ｂ、第３分岐供給ライン２８Ｃ、および第３分岐戻りライン２９Ｃを備えている。第１分岐供給ライン２８Ａおよび第１分岐戻りライン２９Ａは、主幹循環ライン２６と熱交換ユニット８Ａとの間を延びている。第２分岐供給ライン２８Ｂおよび第２分岐供戻りライン２９Ｂは、主幹循環ライン２６と熱交換ユニット８Ｂとの間を延びている。第３分岐供給ライン２８Ｃおよび第３分岐戻りライン２９Ｃは、主幹循環ライン２６と熱交換ユニット８Ｃとの間を延びている。不凍液ポンプ２７は、不凍液循環ライン２５の主幹循環ライン２６に配置されている。

【0040】

冷却装置１０から供給された不凍液は、主幹循環ライン２６を流れて、第１分岐供給ライン２８Ａ、第２分岐供給ライン２８Ｂ、および第３分岐供給ライン２８Ｃに分流する。第１分岐供給ライン２８Ａを流れる不凍液は、熱交換ユニット８Ａの熱交換器３１に導かれ、上述したように、熱交換器３１内で冷却液と熱交換を行う。熱交換器３１内を通過することによって加熱された不凍液は、第１分岐戻りライン２９Ａを通って主幹循環ライン２６に合流する。

【0041】

同様に、第２分岐供給ライン２８Ｂを流れる不凍液は、熱交換ユニット８Ｂの熱交換器３１に導かれ、熱交換器３１内で冷却液と熱交換を行う。熱交換器３１内を通過することによって加熱された不凍液は、第２分岐供戻りライン２９Ｂを通って主幹循環ライン２６に合流する。第３分岐供給ライン２８Ｃを流れる不凍液は、熱交換ユニット８Ｃの熱交換器３１に導かれ、熱交換器３１内で冷却液と熱交換を行う。熱交換器３１内を通過することによって加熱された不凍液は、第３分岐戻りライン２９Ｃを通って主幹循環ライン２６に合流する。

【0042】

熱交換ユニット８Ａ～８Ｃを通過して、主幹循環ライン２６に合流した不凍液は、冷却装置１０に戻される。第１分岐戻りライン２９Ａ、第２分岐供戻りライン２９Ｂ、および第３分岐戻りライン２９Ｃが主幹循環ライン２６に接続される合流点は、第１分岐供給ライン２８Ａ、第２分岐供給ライン２８Ｂ、および第３分岐供給ライン２８Ｃが主幹循環ライン２６から分岐する分岐点よりも、不凍液の循環方向において下流側に位置する。

【0043】

本実施形態によれば、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、従来の複数のチラー（図１１参照）の冷凍サイクルとは異なり、圧縮機、凝縮器、蒸発器などの構成要素を有していないので、サブファブエリア内に大きな設置スペースを必要とせず、半導体製造装置１に使用される複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを冷却することができる。

【0044】

さらに、本実施形態によれば、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃに供給する冷却液を生成するための、十分に低い温度の不凍液を冷却装置１０で包括的に生成することにより、高い冷却効率を達成できる。結果として、冷却装置１０の消費電力は、従来の複数のチラーの総消費電力よりも小さく、省エネ運転が達成できる。

【0045】

次に、冷却装置１０の構成について説明する。図２は、冷却装置１０の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。本実施形態の冷却装置１０は、不凍液と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷凍装置５１と、第１冷媒と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷凍装置５２を備えている。第１冷凍装置５１は、液相の第１冷媒（冷媒液）を蒸発させて気相の第１冷媒（冷媒ガス）を生成する第１蒸発器６１と、気相の第１冷媒を圧縮する第１圧縮機６２と、圧縮された気相の第１冷媒を凝縮させて液相の第１冷媒を生成する第１凝縮器６４を備えている。本実施形態の第１冷凍装置５１は、遠心式の第１圧縮機６２を備えたターボ冷凍機（遠心式冷凍機）である。第１蒸発器６１、第１圧縮機６２、および第１凝縮器６４は、第１冷媒ライン６６によって連結されている。第１冷媒は、第１冷媒ライン６６を通って第１蒸発器６１、第１圧縮機６２、第１凝縮器６４を循環する。

【0046】

第１冷凍装置５１は、第１蒸発器６１と第１凝縮器６４との間に位置する第１膨張機構としての第１膨張弁６７をさらに備えている。第１膨張弁６７は、第１冷媒ライン６６に取り付けられており、第１蒸発器６１と第１凝縮器６４との間に配置されている。第１凝縮器６４から第１蒸発器６１に流れる第１冷媒は第１膨張弁６７を通過することで、第１冷媒の圧力と温度が低下する。第１膨張弁６７を通過した第１冷媒は、第１蒸発器６１に流入する。

【0047】

上述した不凍液循環ライン２５は、第１蒸発器６１に接続されており、第１蒸発器６１内で不凍液と第１冷媒との熱交換が行われる。この熱交換の結果、不凍液は冷却されて低温（例えば、－３０℃～－１２０℃）となり、その一方で第１冷媒は不凍液により加熱されて蒸発し、冷媒ガスとなる。冷却された不凍液は、不凍液循環ライン２５を通って熱交換ユニット８Ａ～８Ｃに送られ、冷媒ガスは、第１冷媒ライン６６を通って第１圧縮機６２に送られる。第１圧縮機６２は、冷媒ガスを圧縮し、圧縮された冷媒ガスを第１凝縮器６４に送る。第１凝縮器６４では、後述するように、冷媒ガスは、凝縮されて冷媒液となる。

【0048】

第２冷凍装置５２は、液相の第２冷媒（冷媒液）を蒸発させて気相の第２冷媒（冷媒ガス）を生成する第２蒸発器７１と、気相の第２冷媒を圧縮する第２圧縮機７２と、圧縮された気相の第２冷媒を凝縮させて液相の第２冷媒を生成する第２凝縮器７４を備えている。本実施形態の第２冷凍装置５２は、遠心式の第２圧縮機７２を備えたターボ冷凍機（遠心式冷凍機）である。第２蒸発器７１、第２圧縮機７２、および第２凝縮器７４は、第２冷媒ライン７６によって連結されている。第２冷媒は、第２冷媒ライン７６を通って第２蒸発器７１、第２圧縮機７２、第２凝縮器７４を循環する。

【0049】

冷却装置１０は、第１冷凍装置５１と第２冷凍装置５２との間で中間媒体を循環させるための中間媒体循環ライン５５をさらに備えている。中間媒体循環ライン５５は、第１冷凍装置５１と第２冷凍装置５２とに接続されている。より具体的には、中間媒体循環ライン５５は、中間媒体を第２冷凍装置５２の第２蒸発器７１から第１冷凍装置５１の第１凝縮器６４に送るための中間媒体送りライン５５Ａと、中間媒体を第１冷凍装置５１の第１凝縮器６４から第２冷凍装置５２の第２蒸発器７１に戻すための中間媒体戻りライン５５Ｂを有している。中間媒体送りライン５５Ａの一端は第１凝縮器６４に接続され、中間媒体送りライン５５Ａの他端は第２蒸発器７１に接続されている。中間媒体戻りライン５５Ｂの一端は第１凝縮器６４に接続され、中間媒体戻りライン５５Ｂの他端は第２蒸発器７１に接続されている。

【0050】

中間媒体は、中間媒体循環ライン５５を通って第１冷凍装置５１の第１凝縮器６４と第２冷凍装置５２の第２蒸発器７１との間を循環する。気相の第１冷媒（冷媒ガス）と中間媒体は、第１凝縮器６４内で熱交換を行う。その結果、気相の第１冷媒は、中間媒体に冷却されて液相の第１冷媒（冷媒液）となる。中間媒体は、第１冷媒に加熱されて温度が上昇する。

【0051】

第１冷媒に加熱された中間媒体と、液相の第２冷媒（冷媒液）は、第２蒸発器７１内で熱交換を行う。その結果、液相の第２冷媒は、中間媒体に加熱されて気相の第２冷媒（冷媒ガス）となり、その一方で、中間媒体は、第２冷媒に冷却されて温度が低下する。冷却された中間媒体は、中間媒体循環ライン５５を通って第１冷凍装置５１の第１凝縮器６４に送られる。冷却された中間媒体と第１冷媒は、第１凝縮器６４内で熱交換を行う。このようにして、中間媒体は、中間媒体循環ライン５５を通って第１冷凍装置５１の第１凝縮器６４と第２冷凍装置５２の第２蒸発器７１との間を循環する。第２蒸発器７１から第１凝縮器６４に向かって流れる中間媒体の温度は、例えば、０℃～－８０℃である。

【0052】

第２蒸発器７１では、第２冷媒は中間媒体により加熱されて蒸発し、冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、第２冷媒ライン７６を通って第２圧縮機７２に送られる。第２圧縮機７２は、冷媒ガスを圧縮し、圧縮された冷媒ガスを第２凝縮器７４に送る。第２凝縮器７４では、図示しない冷却水源から供給される冷却水と、冷媒ガス（気相の第２冷媒）と熱交換が行われる。その結果、冷媒ガスは、凝縮されて冷媒液となる。

【0053】

上述したように、第１冷凍装置５１の第１冷媒と第２冷凍装置５２の第２冷媒は、中間媒体を介して熱交換する。中間媒体は、第１冷媒および第２冷媒とは異なる種類の液体である。より具体的には、中間媒体は、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）液、またはエチレングリコール液などのブライン（不凍液）である。したがって、中間媒体は、液相のまま中間媒体循環ライン５５を循環する。

【0054】

中間媒体には、第１冷媒の熱を第２冷媒に伝達することができる限りにおいて、第１冷媒および第２冷媒よりも取り扱いが容易なブライン（不凍液）を使用することができる。したがって、中間媒体循環ライン５５には、樹脂チューブなどの柔軟性のある安価な配管を使用することができる。結果として、製造コストを下げることができ、さらには第１冷凍装置５１と第２冷凍装置５２の配置の自由度が増す。

【0055】

また、中間媒体は、その体積に応じた熱的容量を有するので、第１冷媒と第２冷媒との間の熱的バッファとしても機能する。一般に、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃにおいて熱交換に使用された不凍液の温度は変動し、これに応じて第１冷媒の温度も変動しやすい。中間媒体は、このような第１冷媒の温度の変動を吸収することができるので、冷却装置１０の運転を安定させることができる。結果として、冷却装置１０は、安定した温度の不凍液を熱交換ユニット８Ａ～８Ｃに供給することができる。

【0056】

第２冷凍装置５２は、第２蒸発器７１と第２凝縮器７４との間に位置する第２膨張機構としての第２膨張弁７７をさらに備えている。第２膨張弁７７は、第２冷媒ライン７６に取り付けられており、第２蒸発器７１と第２凝縮器７４との間に配置されている。第２凝縮器７４から第２蒸発器７１に流れる第２冷媒は第２膨張弁７７を通過することで、第２冷媒の圧力と温度が低下する。第２膨張弁７７を通過した第２冷媒は、第２蒸発器７１に流入する。

【0057】

本実施形態によれば、第１冷凍装置５１と第２冷凍装置５２を備えた冷却装置１０は、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを包括的に冷却し、第１冷凍装置５１と第２冷凍装置５２が直列に接続されることにより二元冷凍サイクルの冷却装置と同等の作用があり、必要な十分に低い温度にまで不凍液を冷却することができる。さらに、第１冷凍装置５１および第２冷凍装置５２は、別個の装置として構成されているため、異なる場所に設置することができる。本実施形態では、第１冷凍装置５１は、サブファブエリア内に配置され、第２冷凍装置５２は、クリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置されている。第１冷凍装置５１をサブファブエリア内に配置することにより、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃまでの配管を短くすることができ、熱損失を減らすことができる。第２冷凍装置５２をクリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置することにより、クリーンルームとサブファブエリア内に必要な設置スペースを小さくすることができる。

【0058】

通常、第１冷凍装置５１には、第１圧縮機６２の軸受部分などに潤滑油が用いられる。しかしながら、サブファブエリア内では高い清浄度が要求されるため、サブファブエリア内に第１冷凍装置５１を配置する場合、第１冷凍装置５１に潤滑油を使用できないことがあった。さらに、サブファブエリア内では、低騒音であることも求められる。そこで、本実施形態では、第１冷凍装置５１の第１圧縮機６２は、潤滑油を使用せず、低騒音を実現するために、軸受装置として磁気軸受を備えている。

【0059】

図３は、第１冷凍装置５１の第１圧縮機６２の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。本実施形態の第１圧縮機６２は、単段遠心式圧縮機から構成されている。より具体的には、第１圧縮機６２は、単段の羽根車８１と、羽根車８１と一体に回転可能な回転体８２と、羽根車８１および回転体８２を回転させる電動機８３と、回転体８２を非接触で回転可能に支持する磁気軸受８５および磁気軸受８６を備えている。本実施形態では、回転体８２は、回転軸であり、羽根車８１は回転軸に固定されている。一実施形態では、回転体８２は、回転軸とギヤとの組み合わせであってもよい。一実施形態では、羽根車８１は回転体８２と一体に構成されてもよい。磁気軸受８５および磁気軸受８６は、電動機８３の内部に配置されており、回転体８２を磁気浮上させて非接触で支持するように構成されている。一実施形態では、第１圧縮機６２は、多段の羽根車を備えた多段遠心式圧縮機であってもよい。

【0060】

第１圧縮機６２の吸込口には、第１冷媒の羽根車８１への吸込流量を調整するガイドベーン８８が配置されている。ガイドベーン８８は羽根車８１の吸込側に位置している。ガイドベーン８８は放射状に配置されており、各ガイドベーン８８が自身の軸心を中心として互いに同期して所定の角度だけ回転することにより、ガイドベーン８８の開度が変更される。第１蒸発器６１から送られた第１冷媒の冷媒ガスは、ガイドベーン８８を通過し、その後、回転する羽根車８１によって昇圧される。昇圧された第１冷媒の冷媒ガスは、第１冷媒ライン６６を通って第１凝縮器６４に送られる。

【0061】

本実施形態によれば、第１圧縮機６２は、非接触で回転体８２を支持する磁気軸受８５および磁気軸受８６を備えているため、第１圧縮機６２に潤滑油を使用する必要がなく、高い清浄度かつ低騒音で稼働させることができる。結果として、第１冷凍装置５１を高い清浄度かつ低騒音が求められるサブファブエリア内に配置することができる。一実施形態では、第２冷凍装置５２も第１冷凍装置５１と同様の構成を備え、第２圧縮機７２が非接触で回転体（図示せず）を支持する磁気軸受（図示せず）を備えてもよい。この場合、第２冷凍装置５２はサブファブエリア内に配置されてもよい。

【0062】

図４は、冷却装置１０の詳細構造の他の実施形態を示す模式図である。図４に示す冷却装置１０は、異なる沸点を有する第１冷媒と第２冷媒を用いた二元冷凍サイクルを備えている。第１冷媒の沸点は、第２冷媒の沸点よりも低い。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0063】

第１冷凍装置５１の凝縮器と、第２冷凍装置５２の蒸発器は、共通のカスケードコンデンサ９０から構成されている。カスケードコンデンサ９０は、第１冷凍装置５１の凝縮器が第２冷凍装置５２の蒸発器を兼ねている熱交換器である。二元冷凍サイクルを備えた冷却装置１０は、サブファブエリアに設置場所を確保できる場合は、サブファブエリア内に設置されてもよく、あるいは、クリーンルームおよびサブファブエリア内に設置場所を確保できない場合は、サブファブエリアの外に設置されてもよい。

【0064】

本実施形態では、上述した中間媒体循環ライン５５は設けられていない。第１冷凍装置５１の第１冷媒ライン６６と、第２冷凍装置５２の第２冷媒ライン７６の両方は、カスケードコンデンサ９０に接続されている。第１冷凍装置５１を循環する第１冷媒および第２冷凍装置５２を循環する第２冷媒は、カスケードコンデンサ９０を流れ、カスケードコンデンサ９０内で第１冷媒と第２冷媒との熱交換が行われる。

【0065】

本実施形態によれば、二元冷凍サイクルを備えた冷却装置１０は、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを冷却するのに必要な十分に低い温度まで、不凍液を冷却することができる。また、カスケードコンデンサ９０は第１冷凍装置５１の凝縮器が第２冷凍装置５２の蒸発器を兼ねているので、熱交換器を減らすことができ、冷却装置１０の設置面積を減らすことができる。

【0066】

図５は、冷却システム５を含む半導体製造システムの他の実施形態を示す模式図である。本実施形態の冷却装置１０は、単一のターボ冷凍機（遠心式冷凍機）であり、冷却装置１０の全体はサブファブエリア内に配置されている。図６は、図５に示す冷却装置１０の詳細構造の一実施形態を示す模式図である。冷却装置（ターボ冷凍機）１０は、冷媒液を蒸発させて冷媒ガス（気相の冷媒）を生成する蒸発器１０１と、冷媒ガスを圧縮する圧縮機１０２と、圧縮された冷媒ガスを凝縮させて冷媒液（液相の冷媒）を生成する凝縮器１０４を備えている。蒸発器１０１、圧縮機１０２、および凝縮器１０４は、冷媒ライン１０６によって連結されている。冷媒（冷媒ガスまたは冷媒液）は、冷媒ライン１０６を通って蒸発器１０１、圧縮機１０２、凝縮器１０４を循環する。

【0067】

冷却装置（ターボ冷凍機）１０は、蒸発器１０１と凝縮器１０４との間に位置する膨張機構としての膨張弁１０７をさらに備えている。膨張弁１０７は、冷媒ライン１０６に取り付けられている。凝縮器１０４から蒸発器１０１に流れる冷媒液は膨張弁１０７を通過することで、冷媒液の圧力と温度が低下する。膨張弁１０７を通過した冷媒液は、蒸発器１０１に流入する。

【0068】

上述した不凍液循環ライン２５は、蒸発器１０１に接続されており、蒸発器１０１内で不凍液と冷媒液との熱交換が行われる。この熱交換の結果、不凍液は冷却されて低温（例えば、－３０℃～－１２０℃）となり、その一方で冷媒液は不凍液により加熱されて蒸発し、冷媒ガスとなる。冷却された不凍液は、不凍液循環ライン２５を通って熱交換ユニット８Ａ～８Ｃに送られ、冷媒ガスは、冷媒ライン１０６を通って圧縮機１０２に送られる。圧縮機１０２は、冷媒ガスを圧縮し、圧縮された冷媒ガスを凝縮器１０４に送る。凝縮器１０４は、冷媒ガスを凝縮して、冷媒液を生成する。

【0069】

本実施形態の圧縮機１０２は、潤滑油を使用せず、低騒音を実現するために、軸受装置として磁気軸受を備えている。圧縮機１０２の構成の詳細は、図３を参照して説明した第１冷凍装置５１の第１圧縮機６２の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。

【0070】

圧縮機１０２に磁気軸受を使用した本実施形態の冷却装置（ターボ冷凍機）１０は、遠心式の圧縮機１０２を使用することにより、容積式の圧縮機を使用している従来のチラーと比較して大容量化、および高効率化を図ることができる。また、磁気軸受を使用することにより、オイルフリーとなり、油回収をする必要がなく、さらに効率化される。そのため、単独で複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを包括的に冷却するのに必要な十分に低い温度にまで不凍液を冷却することができる。本実施形態の冷却装置（ターボ冷凍機）１０は、図２を参照して説明した第１冷凍装置５１および第２冷凍装置５２のそれぞれよりも冷凍能力の高い大型のターボ冷凍機である。したがって、本実施形態の冷却装置（ターボ冷凍機）１０は、単独で不凍液の温度を－３０℃～－１２０℃程度まで冷却することができる。

【0071】

図５に示す実施形態では、冷却装置（ターボ冷凍機）１０はサブファブエリア内に配置されているが、一実施形態では冷却装置（ターボ冷凍機）１０はクリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置されてもよい。

【0072】

図７は、冷却システム５を含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。一実施形態では、図７に示すように、冷却装置１０は、クリーンルームおよびサブファブエリアの外に配置されてもよい。本実施形態では、熱交換ユニット８Ａ～８Ｃ、加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、サブファブエリア内に配置されている。このような冷却装置１０の配置により、クリーンルームとサブファブエリア内に必要な設置スペースを小さくすることができる。図７に示す実施形態には、図２乃至図６を参照して説明したいずれの冷却装置１０を適用してもよい。

【0073】

冷却装置１０の構成は、不凍液の温度を－３０℃～－１２０℃程度まで冷却できるものであれば、図２乃至図６を参照して説明した実施形態に限定されない。

【0074】

図８は、冷却システム５を含む半導体製造システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１を参照して説明した実施形態では、冷却システム５は、複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の熱交換ユニット（３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃと同じ数の３つの熱交換ユニット８Ａ～８Ｃ）を備えているが、一実施形態では、冷却システム５は、複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の熱交換ユニットを備えてもよい。図８に示す実施形態では、冷却システム５は、単一の熱交換ユニット８を備えている。

【0075】

同様に、図１を参照して説明した実施形態では、冷却システム５は、複数の処理チャンバの数と同じ数の複数の加熱ユニット（３つの処理チャンバ２Ａ～２Ｃと同じ数の３つの加熱ユニット９Ａ～９Ｃ）を備えているが、一実施形態では、冷却システム５は、複数の処理チャンバの数よりも少ない数の複数の加熱ユニットを備えてもよい。図８に示す実施形態では、冷却システム５は、単一の加熱ユニット９を備えている。熱交換ユニット８および加熱ユニット９の構成は、上述した熱交換ユニット８Ａおよび加熱ユニット９Ａの構成と基本的に同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0076】

本実施形態では、冷却システム５の不凍液循環ライン２５は、熱交換ユニット８と冷却装置１０との間を延びている。不凍液ポンプ２７は、不凍液循環ライン２５に配置されており、不凍液を冷却装置１０と熱交換ユニット８との間で循環させるように構成されている。冷却装置１０から供給された不凍液は、不凍液循環ライン２５を流れて、熱交換ユニット８の熱交換器３１に導かれ、熱交換器３１内で冷却液と熱交換を行う。熱交換器３１内を通過することによって加熱された不凍液は、不凍液循環ライン２５を通って冷却装置１０に戻される。

【0077】

熱交換ユニット８により生成された冷却液は、冷却液供給ライン１３を通じて温度調節器３Ａ～３Ｃに供給される。より具体的には、冷却液供給ライン１３は、熱交換ユニット８の熱交換器３１に連結された主幹冷却液供給ライン９３と、主幹冷却液供給ライン９３から分岐する第１冷却液供給ライン９３Ａ、第２冷却液供給ライン９３Ｂ、および第３冷却液供給ライン９３Ｃを備えている。第１冷却液供給ライン９３Ａは、主幹冷却液供給ライン９３と温度調節器３Ａとの間を延びている。第２冷却液供給ライン９３Ｂは、主幹冷却液供給ライン９３と温度調節器３Ｂとの間を延びている。第３冷却液供給ライン９３Ｃは、主幹冷却液供給ライン９３と温度調節器３Ｃとの間を延びている。冷却液ポンプ３０は、主幹冷却液供給ライン９３に連結されている。

【0078】

熱交換ユニット８により生成された冷却液は、主幹冷却液供給ライン９３を流れて、第１冷却液供給ライン９３Ａ、第２冷却液供給ライン９３Ｂ、および第３冷却液供給ライン９３Ｃに分流する。第１冷却液供給ライン９３Ａを流れる冷却液は、温度調節器３Ａの混合部２２で加熱ユニット９により生成された加熱液と混合され、処理チャンバ２Ａに供給される。同様に、第２冷却液供給ライン９３Ｂを流れる冷却液は、温度調節器３Ｂの混合部２２で加熱ユニット９により生成された加熱液と混合され、処理チャンバ２Ｂに供給される。第３冷却液供給ライン９３Ｃを流れる冷却液は、温度調節器３Ｃの混合部２２で加熱ユニット９により生成された加熱液と混合され、処理チャンバ２Ｃに供給される。このようにして、熱交換ユニット８は、冷却液を温度調節器３Ａ～３Ｃを介して処理チャンバ２Ａ～２Ｃに供給する。

【0079】

加熱ユニット９により生成された加熱液は、加熱液供給ライン１６を通じて温度調節器３Ａ～３Ｃに供給される。より具体的には、加熱液供給ライン１６は、加熱ユニット９の加熱装置４０に連結された主幹加熱液供給ライン９６と、主幹加熱液供給ライン９６から分岐する第１加熱液供給ライン９６Ａ、第２加熱液供給ライン９６Ｂ、および第３加熱液供給ライン９６Ｃを備えている。第１加熱液供給ライン９６Ａは、主幹加熱液供給ライン９６と温度調節器３Ａとの間を延びている。第２加熱液供給ライン９６Ｂは、主幹加熱液供給ライン９６と温度調節器３Ｂとの間を延びている。第３加熱液供給ライン９６Ｃは、主幹加熱液供給ライン９６と温度調節器３Ｃとの間を延びている。加熱液ポンプ４１は、主幹加熱液供給ライン９６に連結されている。

【0080】

加熱ユニット９により生成された加熱液は、主幹加熱液供給ライン９６を流れて、第１加熱液供給ライン９６Ａ、第２加熱液供給ライン９６Ｂ、および第３加熱液供給ライン９６Ｃに分流する。第１加熱液供給ライン９６Ａを流れる加熱液は、温度調節器３Ａの混合部２２で熱交換ユニット８により生成された冷却液と混合され、処理チャンバ２Ａに供給される。同様に、第２加熱液供給ライン９６Ｂを流れる加熱液は、温度調節器３Ｂの混合部２２で熱交換ユニット８により生成された冷却液と混合され、処理チャンバ２Ｂに供給される。第３加熱液供給ライン９６Ｃを流れる加熱液は、温度調節器３Ｃの混合部２２で熱交換ユニット８により生成された冷却液と混合され、処理チャンバ２Ｃに供給される。このようにして、加熱ユニット９は、加熱液を温度調節器３Ａ～３Ｃを介して処理チャンバ２Ａ～２Ｃに供給する。

【0081】

処理チャンバ２Ａ～２Ｃ内を通過した温度調節液は、温度調節液戻りライン２０を流れて温度調節器３Ａ～３Ｃの分配部２３で冷却液戻りライン１４と加熱液戻りライン１７に分配される。すなわち、温度調節液の一部は、冷却液として冷却液戻りライン１４を通じて熱交換ユニット８に戻され、温度調節液の他の部分は、加熱液として加熱液戻りライン１７を通じて加熱ユニット９に戻される。冷却液戻りライン１４は、熱交換ユニット８に連結された主幹冷却液戻りライン９４と、主幹冷却液戻りライン９４に合流する第１冷却液戻りライン９４Ａ、第２冷却液戻りライン９４Ｂ、および第３冷却液戻りライン９４Ｃを備えている。第１冷却液戻りライン９４Ａは、主幹冷却液戻りライン９４と温度調節器３Ａとの間を延びている。第２冷却液戻りライン９４Ｂは、主幹冷却液戻りライン９４と温度調節器３Ｂとの間を延びている。第３冷却液戻りライン９４Ｃは、主幹冷却液戻りライン９４と温度調節器３Ｃとの間を延びている。

【0082】

処理チャンバ２Ａ内を通過し、温度調節器３Ａの分配部２３で分配された冷却液は、第１冷却液戻りライン９４Ａを流れて、主幹冷却液戻りライン９４に合流する。処理チャンバ２Ｂ内を通過し、温度調節器３Ｂの分配部２３で分配された冷却液は、第２冷却液戻りライン９４Ｂを流れて、主幹冷却液戻りライン９４に合流する。処理チャンバ２Ｃ内を通過し、温度調節器３Ｃの分配部２３で分配された冷却液は、第３冷却液戻りライン９４Ｃを流れて、主幹冷却液戻りライン９４に合流する。主幹冷却液戻りライン９４を流れる冷却液は、熱交換ユニット８に戻される。

【0083】

加熱液戻りライン１７は、加熱ユニット９に連結された主幹加熱液戻りライン９７と、主幹加熱液戻りライン９７に合流する第１加熱液戻りライン９７Ａ、第２加熱液戻りライン９７Ｂ、および第３加熱液戻りライン９７Ｃを備えている。第１加熱液戻りライン９７Ａは、主幹加熱液戻りライン９７と温度調節器３Ａとの間を延びている。第２加熱液戻りライン９７Ｂは、主幹加熱液戻りライン９７と温度調節器３Ｂとの間を延びている。第３加熱液戻りライン９７Ｃは、主幹加熱液戻りライン９７と温度調節器３Ｃとの間を延びている。

【0084】

処理チャンバ２Ａ内を通過し、温度調節器３Ａの分配部２３で分配された加熱液は、第１加熱液戻りライン９７Ａを流れて、主幹加熱液戻りライン９７に合流する。処理チャンバ２Ｂ内を通過し、温度調節器３Ｂの分配部２３で分配された加熱液は、第２加熱液戻りライン９７Ｂを流れて、主幹加熱液戻りライン９７に合流する。処理チャンバ２Ｃ内を通過し、温度調節器３Ｃの分配部２３で分配された加熱液は、第３加熱液戻りライン９７Ｃを流れて、主幹加熱液戻りライン９７に合流する。主幹加熱液戻りライン９７を流れる加熱液は、加熱ユニット９に戻される。

【0085】

このようにして、冷却液は、冷却液ライン１２および温度調節液ライン１８を通じて、熱交換ユニット８、温度調節器３Ａ～３Ｃ、および処理チャンバ２Ａ～２Ｃの間を循環する。加熱液は、加熱液ライン１５および温度調節液ライン１８を通じて、加熱ユニット９、温度調節器３Ａ～３Ｃ、および処理チャンバ２Ａ～２Ｃの間を循環する。

【0086】

本実施形態によれば、熱交換ユニット８自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、熱交換ユニット８に接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。また、冷却液戻りライン１４を通じて熱交換ユニット８に戻された冷却液は、冷却側バッファタンク３３内に貯留される。冷却側バッファタンク３３がひとつになるので、各処理チャンバ２Ａ～２Ｃからの戻りの冷却液の温度にばらつきがあっても冷却側バッファタンク３３が熱的バッファとして機能して冷却液が均一の温度となり、熱交換器３１での熱交換条件が良くなる。

【0087】

さらに、本実施形態によれば、加熱ユニット９自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、加熱ユニット９に接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。また、処理チャンバ２Ａ～２Ｃ内で実行される処理サイクル中に処理チャンバ２Ａ～２Ｃを加熱すべき時間は比較的短い。したがって、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃでの加熱時間が重複しないように処理チャンバ２Ａ～２Ｃの処理サイクルを調整すれば、加熱能力が大きくない（すなわち消費電力の小さい）加熱装置４０を用いて複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを加熱することができる。また、加熱液戻りライン１７を通じて加熱ユニット９に戻された加熱液は、加熱側バッファタンク４３内に貯留される。加熱側バッファタンク４３がひとつになるので、各処理チャンバ２Ａ～２Ｃからの戻りの加熱液の温度にばらつきがあっても加熱側バッファタンク４３内が熱的バッファとして機能して加熱液が均一の温度となり、加熱装置４０に流れる加熱液の温度の変動を低減させることができる。

【0088】

一実施形態では、図９に示すように、冷却システム５は、単一の熱交換ユニット８と、複数の加熱ユニット９Ａ～９Ｃを備えてもよい。単一の熱交換ユニット８、冷却液供給ライン１３、および冷却液戻りライン１４の構成は、図８を参照して説明した実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。冷却装置１０、複数の加熱ユニット９Ａ～９Ｃ、加熱液供給ライン１６、および加熱液戻りライン１７の構成は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0089】

本実施形態によれば、複数の加熱ユニット９Ａ～９Ｃは、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃ内の処理サイクルに従って独立に動作することができる。さらに、本実施形態によれば、熱交換ユニット８自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、熱交換ユニット８に接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。また、冷却側バッファタンク３３がひとつになるので、処理チャンバ２Ａ～２Ｃからの戻りの冷却液の温度にばらつきがあっても冷却側バッファタンク３３内で均一の温度となり、熱交換器３１での熱交換条件が良くなる。

【0090】

一実施形態では、図１０に示すように、冷却システム５は、複数の熱交換ユニット８Ａ～８Ｃと、単一の加熱ユニット９を備えてもよい。冷却装置１０、複数の熱交換ユニット８Ａ～８Ｃ、冷却液供給ライン１３、および冷却液戻りライン１４の構成は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。単一の加熱ユニット９、加熱液供給ライン１６、および加熱液戻りライン１７の構成は、図８を参照して説明した実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。

【0091】

本実施形態によれば、複数の熱交換ユニット８Ａ～８Ｃは、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃ内の処理サイクルに従って独立に動作することができる。さらに、本実施形態によれば、加熱ユニット９自体に必要な設置スペースが小さくできるのみならず、加熱ユニット９に接続される配管の数も少なくすることができる。結果として、サブファブエリア内に必要な設置スペースをさらに小さくすることができる。また、処理チャンバ２Ａ～２Ｃ内で実行される処理サイクル中に処理チャンバ２Ａ～２Ｃを加熱すべき時間は比較的短い。したがって、複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃでの加熱時間が重複しないように処理チャンバ２Ａ～２Ｃの処理サイクルを調整すれば、加熱能力が大きくない（すなわち消費電力の小さい）加熱装置４０を用いて複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを加熱することができる。

【0092】

図９および図１０に示す実施形態には、図４乃至図７を参照して説明した冷却装置１０を適用してもよい。

【0093】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0094】

１ 半導体製造装置
２Ａ～２Ｃ 処理チャンバ
３Ａ～３Ｃ 温度調節器
５ 冷却システム
８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 熱交換ユニット
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 加熱ユニット
１０ 冷却装置
１２ 冷却液ライン
１３ 冷却液供給ライン
１４ 冷却液戻りライン
１５ 加熱液ライン
１６ 加熱液供給ライン
１７ 加熱液戻りライン
１８ 温度調節液ライン
１９ 温度調節液供給ライン
２０ 温度調節液戻りライン
２２ 混合部
２３ 分配部
２５ 不凍液循環ライン
２６ 主幹循環ライン
２７ 不凍液ポンプ
２８Ａ 第１分岐供給ライン
２９Ａ 第１分岐戻りライン
２８Ｂ 第２分岐供給ライン
２９Ｂ 第２分岐供戻りライン
２８Ｃ 第３分岐供給ライン
２９Ｃ 第３分岐戻りライン
３０ 冷却液ポンプ
３１ 熱交換器
３３ 冷却側バッファタンク
４０ 加熱装置
４１ 加熱液ポンプ
４３ 加熱側バッファタンク
５１ 第１冷凍装置
５２ 第２冷凍装置
５５ 中間媒体循環ライン
６１ 第１蒸発器
６２ 第１圧縮機
６４ 第１凝縮器
６６ 第１冷媒ライン
６７ 第１膨張弁
７１ 第２蒸発器
７２ 第２圧縮機
７４ 第２凝縮器
７６ 第２冷媒ライン
７７ 第２膨張弁
８１ 羽根車
８２ 回転体
８３ 電動機
８５，８６ 磁気軸受
８８ ガイドベーン
９０ カスケードコンデンサ
９３ 主幹冷却液供給ライン
９３Ａ 第１冷却液供給ライン
９３Ｂ 第２冷却液供給ライン
９３Ｃ 第３冷却液供給ライン
９４ 主幹冷却液戻りライン
９４Ａ 第１冷却液戻りライン
９４Ｂ 第２冷却液戻りライン
９４Ｃ 第３冷却液戻りライン
９６ 主幹加熱液供給ライン
９６Ａ 第１加熱液供給ライン
９６Ｂ 第２加熱液供給ライン
９６Ｃ 第３加熱液供給ライン
９７ 主幹加熱液戻りライン
９７Ａ 第１加熱液戻りライン
９７Ｂ 第２加熱液戻りライン
９７Ｃ 第３加熱液戻りライン
１０１ 蒸発器
１０２ 圧縮機
１０４ 凝縮器
１０６ 冷媒ライン
１０７ 膨張弁
５０１ エッチング装置
５０２ 処理チャンバ
５０５ チラー
５０６ 蒸発器
５０７ 圧縮機
５０８ 凝縮器
５１０ 大型冷凍機

【要約】

【課題】大きな設置スペースを必要とせず、半導体製造装置に使用される複数の処理チャンバを冷却することができ、かつ冷却システム全体の消費電力を削減することができる冷却システムを提供する。
【解決手段】冷却システム５は、クリーンルーム内に配置された複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃを冷却するための冷却液を生成し、冷却液を複数の処理チャンバ２Ａ～２Ｃに供給する少なくとも１つの熱交換ユニット８と、不凍液を冷却するための冷却装置と、熱交換ユニット８と冷却装置１０との間を延びる不凍液循環ライン２５と、不凍液を循環させるための不凍液ポンプ２７を備え、熱交換ユニット８は、冷却液を循環させるための冷却液ポンプ３０と、冷却液と不凍液との間で熱交換を行う熱交換器３１と、冷却液の循環方向において、熱交換器３１の上流側に配置された冷却側バッファタンク３３を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】