JP2002071216A - チラーにおけるブライン昇温方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チラーの立ち上げ所要時間を短縮する。 【解決手段】 ブライン流路１の所定位置に対して熱的
に連結された冷却装置２と、ブライン流路１の他の所定
位置に対して熱的に連結された加熱装置の一種であるヒ
ータ３と、ブライン流路１のさらに他の所定位置に設け
られてブラインの流量を制御するポンプ４と、ヒータ３
の通電量を制御するヒータコントローラ５と、ポンプ４
の回転数を制御するポンプコントローラ６と、ヒータコ
ントローラ５およびポンプコントローラ６を制御するメ
インコントローラ７と、ブライン流路１のブライン出口
部に設けられてブラインの温度を検出する温度センサ８
とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプによって
移動されるブラインと冷却装置および加熱装置との間で
熱交換を行わせることによりブラインの温度を所定温度
に設定して吐出するチラーにおいて、ブラインを所定温
度にまで昇温させるための方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体製造装置などに対して
所定温度のブラインを供給するための装置として、ポン
プによって移動されるブラインと冷却装置および加熱装
置との間で熱交換を行わせることによりブラインの温度
を所定温度に設定して吐出するチラーが提供されてい
る。

【０００３】この構成のチラーを採用すれば、ブライン
と冷却装置および加熱装置との間で熱交換を行わせるこ
とによりブラインを所定温度に保持することができる。

【０００４】具体的には、負荷がかかった状態において
もブラインの温度を±１．０℃程度に保持することがで
き、例えば、エッチング時に半導体ウエハーの温度を一
定に保持して再現性を高め、エッチングの高品質化を達
成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、チラーを起動
させてからブラインの温度が所定温度にまで昇温させる
ための所要時間、または設定温度を上昇させた場合にお
いてブラインの温度が設定温度にまで昇温させるための
所要時間が長くなり、稼働率の低下をもたらせてしまう
という不都合がある。

【０００６】さらに説明する。

【０００７】ブラインとしては、不活性であること、温
暖化係数が小さいことなどが要求されるが、これらの要
求を全て満足することは著しく困難である。具体的に
は、ブラインとして汎用されているフロリナートでは、
温度が１５０℃程度になると気化、分解などの悪影響が
認められることが知られている。

【０００８】したがって、ブラインを昇温させるための
加熱装置（例えば、ヒータ）の発熱量が大きくなりすぎ
ると（電力密度を大きくしすぎると）、上記の悪影響が
発生することになり、このような不都合の発生を防止し
ようとすれば、加熱装置の発熱量（ヒータの電力密度）
を小さくしなければならない。

【０００９】そして、加熱装置の発熱量を小さくすれ
ば、ブラインの昇温速度が小さくなるため、チラーを起
動させてからブラインを所定温度にまで昇温させるため
の所要時間、または設定温度を上昇させた場合において
ブラインの温度が設定温度にまで昇温させるための所要
時間が長くなり、この昇温期間には所定の動作（例え
ば、エッチング動作）を行わせることができないので、
稼働率が低下してしまう。すなわち、メンテナンス後や
設定温度上昇時には、チラーの立ち上げ所要時間が長く
なってしまい、稼働率が低下してしまう。

【００１０】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、チラーの立ち上げ所要時間を短縮するこ
とができる昇温方法およびその装置を提供することを目
的している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１のチラーにおけ
るブライン昇温方法は、ブラインの温度を所定温度にま
で昇温させるに当たって、加熱装置の発熱量を増加させ
るとともに、ブラインの流量を増加させるべくポンプの
動作速度を増加させる方法である。

【００１２】請求項２のチラーにおけるブライン昇温方
法は、前記加熱装置の増加された発熱量を、ブラインの
流量非増加時におけるブライン温度がブラインに悪影響
を及ぼす温度以上、かつブラインの流量増加時における
ブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度未満にな
るように設定する方法である。

【００１３】請求項３のチラーにおけるブライン昇温方
法は、ブラインの温度を所定温度にまで昇温させるに当
たって、加熱装置を動作させるとともに、ブライン供給
対象装置に含まれる加熱装置を動作させる方法である。

【００１４】請求項４のチラーにおけるブライン昇温装
置は、加熱装置の発熱量を増加させる発熱量増加手段
と、ブラインの流量を増加させるべくポンプの動作速度
を増加させるポンプ制御手段とを含むものである。

【００１５】請求項５のチラーにおけるブライン昇温装
置は、前記発熱量増加手段として、前記加熱装置の増加
された発熱量を、ブラインの流量非増加時におけるブラ
イン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度以上、かつブ
ラインの流量増加時におけるブライン温度がブラインに
悪影響を及ぼす温度未満になるように設定するものを採
用するものである。

【００１６】請求項６のチラーにおけるブライン昇温装
置は、加熱装置を動作させる第１加熱装置動作手段と、
ブライン供給対象装置に含まれる加熱装置を動作させる
第２加熱装置動作手段とを含むものである。

【００１７】

【作用】請求項１のチラーにおけるブライン昇温方法で
あれば、ブラインの温度を所定温度にまで昇温させるに
当たって、加熱装置の発熱量を増加させるとともに、ブ
ラインの流量を増加させるべくポンプの動作速度を増加
させるのであるから、発熱量の増加によって熱交換量を
増加させることができ、しかも流量を増加させることに
よりブラインの昇温を抑制してブラインに悪影響が生じ
ることを防止することができる。この結果、立ち上げ所
要時間を短縮して稼働率を高めることができる。

【００１８】請求項２のチラーにおけるブライン昇温方
法であれば、前記加熱装置の増加された発熱量を、ブラ
インの流量非増加時におけるブライン温度がブラインに
悪影響を及ぼす温度以上、かつブラインの流量増加時に
おけるブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度未
満になるように設定するのであるから、ブラインに悪影
響が生じることを確実に防止し、しかも請求項１と同様
の作用を達成することができる。

【００１９】請求項３のチラーにおけるブライン昇温方
法であれば、ブラインの温度を所定温度にまで昇温させ
るに当たって、加熱装置を動作させるとともに、ブライ
ン供給対象装置に含まれる加熱装置を動作させるのであ
るから、発熱量の増加によって熱交換量を増加させるこ
とができ、しかも加熱装置の分散によりブラインの昇温
を抑制してブラインに悪影響が生じることを防止するこ
とができる。この結果、立ち上げ所要時間を短縮して稼
働率を高めることができる。

【００２０】請求項４のチラーにおけるブライン昇温装
置であれば、発熱量増加手段によって加熱装置の発熱量
を増加させ、ポンプ制御手段によってブラインの流量を
増加させるべくポンプの動作速度を増加させることがで
きる。

【００２１】したがって、発熱量の増加によって熱交換
量を増加させることができ、しかも流量を増加させるこ
とによりブラインの昇温を抑制してブラインに悪影響が
生じることを防止することができ、ひいては、立ち上げ
所要時間を短縮して稼働率を高めることができる。

【００２２】請求項５のチラーにおけるブライン昇温装
置であれば、前記発熱量増加手段として、前記加熱装置
の増加された発熱量を、ブラインの流量非増加時におけ
るブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度以上、
かつブラインの流量増加時におけるブライン温度がブラ
インに悪影響を及ぼす温度未満になるように設定するも
のを採用するのであるから、ブラインに悪影響が生じる
ことを確実に防止し、しかも請求項４と同様の作用を達
成することができる。

【００２３】請求項６のチラーにおけるブライン昇温装
置であれば、第１加熱装置動作手段により加熱装置を動
作させ、第２加熱装置動作手段によりブライン供給対象
装置に含まれる加熱装置を動作させることができる。

【００２４】したがって、発熱量の増加によって熱交換
量を増加させることができ、しかも加熱装置の分散によ
りブラインの昇温を抑制してブラインに悪影響が生じる
ことを防止することができ、ひいては、立ち上げ所要時
間を短縮して稼働率を高めることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のチラーにおけるブライン昇温方法およびその装置
の実施の態様を詳細に説明する。

【００２６】図１はこの発明のブライン昇温装置が組み
込まれたチラーの構成を示す概略図である。

【００２７】このチラーは、ブライン供給対象装置（図
示せず）と連通されるブライン流路１と、ブライン流路
１の所定位置に対して熱的に連結された冷却装置２と、
ブライン流路１の他の所定位置に対して熱的に連結され
た加熱装置の一種であるヒータ（例えば、高電力密度ヒ
ータ）３と、ブライン流路１のさらに他の所定位置に設
けられてブラインの流量を制御するポンプ４と、ヒータ
３の通電量を制御するヒータコントローラ５と、ポンプ
４の回転数を制御するポンプコントローラ６と、ヒータ
コントローラ５およびポンプコントローラ６を制御する
メインコントローラ７と、ブライン流路１のブライン出
口部に設けられてブラインの温度を検出する温度センサ
８とを有している。なお、冷却装置２を制御するための
構成は図示を省略している。その理由は、冷却装置２の
冷却能力に拘わらず、ブラインに悪影響を及ぼすおそれ
が全くないからである。

【００２８】前記メインコントローラ７は、ブラインの
昇温動作を行うべきことを指示する昇温指示信号、ブラ
インの温度を所定温度に制御すべきことを指示する温度
制御指示信号を選択的に出力するとともに、温度制御指
示信号と共に目標温度指示信号を出力する。また、メイ
ンコントローラ７と図示しないブライン供給対象装置と
の間でデータ授受を行うようにしている。さらに、温度
センサ８からの温度検出信号を入力として昇温動作が完
了したか否かを判定し、昇温動作が完了したことを示す
判定結果に応答して昇温指示信号の出力を停止するとと
もに温度制御指示信号を出力する。

【００２９】前記ヒータコントローラ５は、メインコン
トローラ７から昇温指示信号が供給されたことに応答し
て最大の発熱量を実現するための電力をヒータ３に供給
し、メインコントローラ７から温度制御指示信号が供給
されたことに応答して、温度センサ８による検出温度を
目標温度と等しくするための電力をヒータ３に供給す
る。

【００３０】前記ポンプコントローラ６は、メインコン
トローラ７から昇温指示信号が供給されたことに応答し
て最大のブライン流量を実現するための回転数となるよ
うにポンプ４に最大回転数指令を供給し、メインコント
ローラ７から温度制御指示信号が供給されたことに応答
してブライン供給対象装置が要求するブライン流量を実
現するための回転数となるようにポンプ４に定常回転数
指令を供給する。

【００３１】前記ヒータ３は、最大の発熱量を、ブライ
ンの流量非増加時（ポンプ４が定常回転数で動作してい
る時）におけるブライン温度がブラインに悪影響を及ぼ
す温度以上、かつブラインの流量増加時（ポンプ４が最
大回転数で動作している時）におけるブライン温度がブ
ラインに悪影響を及ぼす温度未満になるように設定され
たものである。

【００３２】上記の構成のチラーの作用は次のとおりで
ある。

【００３３】チラーの立ち上げ時には、図２中（ａ）の
実線の昇温領域に示すように、最大の発熱量を実現する
ためのヒータ電力をヒータ３に供給するとともに、図２
中（ｂ）の実線の昇温領域に示すように、最大のブライ
ン流量を実現するための回転数となるようにポンプ４に
最大回転数指令を供給する。

【００３４】したがって、ヒータ電力を大きくすること
によってブラインに供給する熱量を増加させてブライン
の昇温を迅速化することができる｛図２中（ｃ）の実線
の昇温領域参照｝。すなわち、従来の昇温動作｛図２中
（ｃ）の破線参照｝と比較して、昇温所要時間を短縮す
ることができる。また、ポンプ４の回転数を定常回転数
に設定したままの状態では、ヒータ電力を大きくするこ
とに伴ってブラインが必要以上に昇温して気化、分解な
どの悪影響が生じる可能性が高いのであるが、この実施
態様においては、ポンプ４の回転数を最大回転数にする
のであるから、ブラインが必要以上に昇温することはな
く、気化、分解などの悪影響が生じる可能性を排除する
ことができる。

【００３５】そして、ブラインの昇温が完了した場合に
は、温度センサ８による検出温度を目標温度と等しくす
るための電力をヒータ３に供給するとともに、ポンプ４
を定常回転数で動作させることにより、所定温度、かつ
所定量のブラインをブライン供給対象装置に供給するこ
とができる。

【００３６】上記の実施態様においては、ヒータ３とし
て、最大の発熱量を、ブラインの流量非増加時（ポンプ
４が定常回転数で動作している時）におけるブライン温
度がブラインに悪影響を及ぼす温度以上、かつブライン
の流量増加時（ポンプ４が最大回転数で動作している
時）におけるブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす
温度未満になるように設定されたものを採用している
が、ヒータ３として、最大の発熱量を、ブラインの流量
非増加時（ポンプ４が定常回転数で動作している時）に
おけるブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度未
満になるように設定されたものを採用するとともに、ブ
ライン供給対象装置に含まれる加熱装置を動作させるよ
うにすることが可能である。もちろん、この場合には、
ポンプ４を常に定常回転数で動作させ続けるようにして
いる。

【００３７】図３はこの場合におけるヒータ電力、ブラ
イン供給対象装置に含まれる加熱装置による加熱量、お
よびブライン温度の変化を示す図である。

【００３８】図３から分かるように、ブラインの昇温を
行わせる場合には、ヒータ３の発熱によりブラインを昇
温させるだけでなく、ブライン供給対象装置に含まれる
加熱装置の発熱によってもブラインを昇温させることが
できる。

【００３９】したがって、この場合にも、ブラインの温
度を迅速に昇温させることができる。また、この場合に
は、ブラインが互いに異なる位置で昇温されるのである
から、ブライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度未
満に保持され続ける。

【００４０】さらに、図１の実施態様に対して、ブライ
ン供給対象装置に含まれる加熱装置の発熱によるブライ
ンの昇温を併用することが可能であり、この場合には、
ブラインの昇温所要時間を一層短縮することができる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明は、発熱量の増加によっ
て熱交換量を増加させることができ、しかも流量を増加
させることによりブラインの昇温を抑制してブラインに
悪影響が生じることを防止することができ、ひいては、
立ち上げ所要時間を短縮して稼働率を高めることができ
るという特有の効果を奏する。

【００４２】請求項２の発明は、ブラインに悪影響が生
じることを確実に防止し、しかも請求項１と同様の効果
を奏する。

【００４３】請求項３の、発熱量の増加によって熱交換
量を増加させることができ、しかも加熱装置の分散によ
りブラインの昇温を抑制してブラインに悪影響が生じる
ことを防止することができ、ひいては、立ち上げ所要時
間を短縮して稼働率を高めることができるという特有の
効果を奏する。

【００４４】請求項４の発明は、発熱量の増加によって
熱交換量を増加させることができ、しかも流量を増加さ
せることによりブラインの昇温を抑制してブラインに悪
影響が生じることを防止することができ、ひいては、立
ち上げ所要時間を短縮して稼働率を高めることができる
という特有の効果を奏する。

【００４５】請求項５の発明は、ブラインに悪影響が生
じることを確実に防止し、しかも請求項４と同様の効果
を奏する。

【００４６】請求項６の発明は、発熱量の増加によって
熱交換量を増加させることができ、しかも加熱装置の分
散によりブラインの昇温を抑制してブラインに悪影響が
生じることを防止することができ、ひいては、立ち上げ
所要時間を短縮して稼働率を高めることができるという
特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のブライン昇温装置が組み込まれたチ
ラーの構成を示す概略図である。

【図２】図１のチラーの作用を説明する図である。

【図３】チラーの変更例作用を説明する図である。

【符号の説明】

２ 冷却装置 ３ ヒータ ４ ポンプ ５ ヒータコントローラ ６ ポンプコントローラ ７ メインコントローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ（４）によって移動されるブライ
   ンと冷却装置（２）および加熱装置（３）との間で熱交
   換を行わせることによりブラインの温度を所定温度に設
   定して吐出するチラーにおいて、 ブラインの温度を所定温度にまで昇温させるに当たっ
   て、加熱装置（３）の発熱量を増加させるとともに、ブ
   ラインの流量を増加させるべくポンプ（４）の動作速度
   を増加させることを特徴とするチラーにおけるブライン
   昇温方法。
2. 【請求項２】 前記加熱装置（３）の増加された発熱量
   は、ブラインの流量非増加時におけるブライン温度がブ
   ラインに悪影響を及ぼす温度以上、かつブラインの流量
   増加時におけるブライン温度がブラインに悪影響を及ぼ
   す温度未満になるように設定される請求項１に記載のチ
   ラーにおけるブライン昇温方法。
3. 【請求項３】 ポンプ（４）によって移動されるブライ
   ンと冷却装置（２）および加熱装置（３）との間で熱交
   換を行わせることによりブラインの温度を所定温度に設
   定してブライン供給対象装置に供給するチラーにおい
   て、 ブラインの温度を所定温度にまで昇温させるに当たっ
   て、加熱装置（３）を動作させるとともに、ブライン供
   給対象装置に含まれる加熱装置を動作させることを特徴
   とするチラーにおけるブライン昇温方法。
4. 【請求項４】 ポンプ（４）によって移動されるブライ
   ンと冷却装置（２）および加熱装置（３）との間で熱交
   換を行わせることによりブラインの温度を所定温度に設
   定して吐出するチラーにおいて、 加熱装置（３）の発熱量を増加させる発熱量増加手段
   （５）（７）と、 ブラインの流量を増加させるべくポンプ（４）の動作速
   度を増加させるポンプ制御手段（６）（７）と、 を含むことを特徴とするチラーにおけるブライン昇温装
   置。
5. 【請求項５】 前記発熱量増加手段（５）（７）は、前
   記加熱装置（３）の増加された発熱量を、ブラインの流
   量非増加時におけるブライン温度がブラインに悪影響を
   及ぼす温度以上、かつブラインの流量増加時におけるブ
   ライン温度がブラインに悪影響を及ぼす温度未満になる
   ように設定するものである請求項４に記載のチラーにお
   けるブライン昇温装置。
6. 【請求項６】 ポンプ（４）によって移動されるブライ
   ンと冷却装置（２）および加熱装置（３）との間で熱交
   換を行わせることによりブラインの温度を所定温度に設
   定してブライン供給対象装置に供給するチラーにおい
   て、 加熱装置（３）を動作させる第１加熱装置動作手段と、 ブライン供給対象装置に含まれる加熱装置を動作させる
   第２加熱装置動作手段と、 を含むことを特徴とするチラーにおけるブライン昇温装
   置。