JP2746025B2

JP2746025B2 - ２チャンネル液体冷却装置

Info

Publication number: JP2746025B2
Application number: JP4323963A
Authority: JP
Inventors: 哲荒井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JPH06174388A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマエッチング装
置等の半導体製造装置の冷却用や凍結脱水処理装置の処
理用などに使用される２チャンネル液体冷却装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平３−６９２２９
号公報に開示される如く、温度調節のための流体通流部
をもつ試料台を備えたプラズマプロセス装置において、
プラズマエッチング中は、低温流体循環系から流体通流
部に低温流体を通流させて試料台を冷却し、反応室内の
メンテナンスを行うときは、反応室の大気中への開放に
よる試料台への結露を避けるために、高温流体循環系か
ら流体通流部に前記低温流体よりも温度の高い高温流体
を通流させて試料台を露点以上に昇温するように両循環
系を前記流体通流部に対し選択的に接続する手段を備え
る技術は、公知のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、高温流体循環系から流体通流部に高温流体を循
環させているとき、低温流体循環系の低温流体の温度調
節を行っていないので、流体通流部に循環させる流体を
高温流体から低温流体に切り換えたときの低温流体の温
度上昇が大きく、流体通流部が所定温度で安定するまで
に時間がかかるという問題があった。

【０００４】そこで、本発明では、第１被冷却部（５
０）に循環させるブラインを高温ブライン系統（２０）
のブラインから低温ブライン系統（１０）のブラインに
切り換えたときから、第１被冷却部（５０）の温度が第
１所定温度（Ｔ１）で安定するまでの時間を短縮するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、第１ポンプ（１
５）を有しブラインを系外の第１被冷却部（５０）に循
環可能とした低温ブライン系統（１０）と、第２ポンプ
（２５）を有し低温ブライン系統（１０）のブラインと
同種で低温ブライン系統（１０）のブラインより高温の
ブラインを系外の第１被冷却部（５０）に循環可能とし
た高温ブライン系統（２０）と、低温ブライン系統（１
０）のブラインの温度を検出する第１温度センサー（１
６）と、高温ブライン系統（２０）のブラインの温度を
検出する第２温度センサー（２６）と、第１温度センサ
ー（１６）の検出温度に基づき低温ブライン系統（１
０）のブラインの温度を設定温度に調節する低温ブライ
ン温度調節手段（１７）と、第２温度センサー（２６）
の検出温度に基づき高温ブライン系統（２０）のブライ
ンの温度を設定温度に調節する高温ブライン温度調節手
段（２７）と、低温ブライン系統（１０）のブラインを
収容する第１タンク（１２）と、低温ブライン系統（１
０）と高温ブライン系統（２０）のブラインを相互に切
り換えて系外の第１被冷却部（５０）に循環させるブラ
イン切換手段とを備え、低温ブライン系統（１０）から
第１被冷却部（５０）にブラインを循環させていると
き、低温ブライン温度調節手段（１７）の設定温度を第
１所定温度（Ｔ１）にし、高温ブライン系統（２０）か
ら第１被冷却部（５０）にブラインを循環させていると
き、低温ブライン系統（１０）では第１被冷却部（５
０）へのブラインの循環を停止すると共に低温ブライン
温度調節手段（１７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ
１）より低温の第２所定温度（Ｔ２）にする構成とした
ものである。

【０００６】請求項２の発明の講じた手段は、請求項１
に記載の２チャンネル液体冷却装置において、低温ブラ
イン系統（１０）から第１被冷却部（５０）にブライン
を循環させているとき、高温ブライン系統（２０）から
第２被冷却部（６０）にブラインを循環させる構成とし
たものである。

【０００７】請求項３の発明の講じた手段は、請求項１
又は２に記載の２チャンネル液体冷却装置において、低
温ブライン温度調節手段（１７）が、ブラインを冷却す
る冷凍サイクルの蒸発器（１１）と、低温ブライン温度
調節手段（１７）の設定温度と第１温度センサー（１
６）の検出温度とに基づく第１コントローラ（１４）の
出力によりブラインを加熱する第１電気ヒータ（１３）
とを備える構成としたものである。

【０００８】請求項４の発明の講じた手段は、請求項３
に記載の２チャンネル液体冷却装置において、低温ブラ
イン温度調節手段（１７）の蒸発器（１１）と第１電気
ヒータ（１３）とを第１タンク（１２）内に設ける構成
としたものである。

【０００９】請求項５の発明の講じた手段は、請求項１
又は２に記載の２チャンネル液体冷却装置において、低
温ブライン温度調節手段（１７）が、ブラインを冷却す
る冷凍サイクルの蒸発器（１１）と、低温ブライン温度
調節手段（１７）の設定温度と第１温度センサー（１
６）の検出温度とに基づく第１コントローラ（１４）の
出力により蒸発器（１１）の冷凍能力を調節する能力調
節手段とを備える構成としたものである。

【００１０】請求項６の発明の講じた手段は、請求項５
に記載の２チャンネル液体冷却装置において、低温ブラ
イン温度調節手段（１７）の蒸発器（１１）を第１タン
ク（１２）内に設ける構成としたものである。

【００１１】請求項７の発明の講じた手段は、請求項
１，２，３，４，５又は６に記載の２チャンネル液体冷
却装置において、高温ブライン温度調節手段（２７）
が、ブラインを冷却する熱交換器（２１）と、高温ブラ
イン温度調節手段（２７）の設定温度と第２温度センサ
ー（２６）の検出温度とに基づく第２コントローラ（２
４）の出力によりブラインを加熱する第２電気ヒータ
（２３）とを備える構成としたものである。

【００１２】請求項８の発明の講じた手段は、請求項
１，２，３，４，５又は６に記載の２チャンネル液体冷
却装置において、高温ブライン温度調節手段（２７）
が、高温ブライン温度調節手段（２７）の設定温度と第
２温度センサー（２６）の検出温度とに基づく第２コン
トローラ（２４）の出力によりブラインを加熱する第２
電気ヒータ（２３）を備える構成としたものである。

【００１３】

【作用】請求項１の発明では、第１被冷却部（５０）を
第１所定温度（Ｔ１）に調節する場合は、低温ブライン
温度調節手段（１７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ
１）にし、第１温度センサー（１６）の検出温度に基づ
いて低温ブライン温度調節手段（１７）でブラインの温
度を第１所定温度（Ｔ１）に調節し、第１ポンプ（１
５）を作動させ、ブライン切換手段で低温ブライン系統
（１０）から系外の第１被冷却部（５０）にブラインを
循環させる。第１被冷却部（５０）を第１所定温度（Ｔ
１）より高温に調節する場合は、高温ブライン温度調節
手段（２７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ１）より高
温にし、第２温度センサー（２６）の検出温度に基づい
て高温ブライン温度調節手段（２７）でブラインの温度
を第１所定温度（Ｔ１）より高温の高温ブライン温度調
節手段（２７）の設定温度に調節し、第２ポンプ（２
５）を作動させ、ブライン切換手段で高温ブライン系統
（２０）から系外の第１被冷却部（５０）にブラインを
循環させ、このとき、低温ブライン系統（１０）では、
ブライン切換手段で、第１被冷却部（５０）へのブライ
ンの循環を停止し、低温ブライン温度調節手段（１７）
の設定温度を第１所定温度（Ｔ１）よりも低温の第２所
定温度（Ｔ２）にし、第１温度センサー（１６）の検出
温度に基づいて低温ブライン温度調節手段（１７）でブ
ラインの温度を第２所定温度（Ｔ２）に調節しておくこ
とにより、第１被冷却部（５０）を再度第１所定温度
（Ｔ１）に調節するとき、第２所定温度（Ｔ２）に調節
されていた低温ブライン系統（１０）のブラインが第１
被冷却部（５０）に流れることで温度が上昇していた第
１被冷却部（５０）の温度低下を迅速にでき、第１被冷
却部（５０）に循環させるブラインを高温ブライン系統
（２０）のブラインから低温ブライン系統（１０）のブ
ラインに切り換えてから第１被冷却部（５０）の温度が
第１所定温度（Ｔ１）で安定するまでの時間を短縮する
ことができる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明の作
用に加えて、ブライン切換手段で低温ブライン系統（１
０）から第１被冷却部（５０）にブラインを循環させて
いるとき高温ブライン系統（２０）から第２被冷却部
（６０）にブラインを循環させることで、第１被冷却部
（５０）を第１所定温度（Ｔ１）に調節すると同時に第
２被冷却部（６０）を高温ブライン温度調節手段（２
７）の設定温度に調節することができる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明の作用に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）
において、冷凍サイクルの蒸発器（１１）で冷媒とブラ
インとの間で熱交換させてブラインを冷却し、低温ブラ
イン温度調節手段（１７）の設定温度と第１温度センサ
ー（１６）の検出温度とに基づく第１コントローラ（１
４）の出力により第１電気ヒータ（１３）でブラインを
加熱することによりブラインの温度を設定温度に微調整
することができる。

【００１６】請求項４の発明では、請求項３の発明の作
用に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）の蒸発
器（１１）と第１電気ヒータ（１３）とを第１タンク
（１２）内に設けることで、高温ブライン系統（２０）
から第１被冷却部（５０）にブラインを循環させている
とき、第１ポンプ（１５）を停止させたまま低温ブライ
ン系統（１０）のブラインの温度を設定温度である第２
所定温度（Ｔ２）に調節できる。

【００１７】請求項５の発明では、請求項１又は２の発
明の作用に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）
において、冷凍サイクルの蒸発器（１１）で冷媒とブラ
インとの間で熱交換させてブラインを冷却し、低温ブラ
イン温度調節手段（１７）の設定温度と第１温度センサ
ー（１６）の検出温度とに基づく第１コントローラ（１
４）の出力により能力調節手段で蒸発器（１１）の冷凍
能力を調節することによりブラインの温度を設定温度に
調節することができ、エネルギーの無駄を少なくするこ
とができる。

【００１８】請求項６の発明では、請求項５の発明の作
用に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）の蒸発
器（１１）を第１タンク（１２）内に設けることで、高
温ブライン系統（２０）から第１被冷却部（５０）にブ
ラインを循環させているとき、第１ポンプ（１５）を停
止させたまま低温ブライン系統（１０）のブラインの温
度を設定温度である第２所定温度（Ｔ２）に調節でき
る。

【００１９】請求項７の発明では、請求項１，２，３，
４，５又は６の発明の作用に加えて、高温ブライン温度
調節手段（２７）において、熱交換器（２１）で冷却水
とブラインとの間で熱交換させてブラインを冷却し、高
温ブライン温度調節手段（２７）の設定温度と第２温度
センサー（２６）の検出温度とに基づく第２コントロー
ラ（２４）の出力により第２電気ヒータ（２３）でブラ
インを加熱することによりブラインの温度を設定温度に
微調整することができる。

【００２０】請求項８の発明では、請求項１，２，３，
４，５又は６の発明の作用に加えて、高温ブライン温度
調節手段（２７）において、高温ブライン温度調節手段
（２７）の設定温度と第２温度センサー（２６）の検出
温度とに基づく第２コントローラ（２４）の出力により
第２電気ヒータ（２３）でブラインを加熱することによ
りブラインの温度を設定温度に調節することができ、エ
ネルギーの無駄を少なくすることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づき
説明する。

【００２２】図１は、本発明の２チャンネル液体冷却装
置を凍結脱水処理装置の処理用に利用した第１実施例の
ブライン系統図である。第１実施例においては、内部に
伝熱管（５２）を備えた分離室（５１）が第１被冷却部
（５０）になる。

【００２３】低温ブライン系統（１０）では、低温ブラ
イン温度調節手段（１７）が、ブラインを冷却する２元
冷却装置の低温側冷凍サイクルの蒸発器（１１）と、低
温ブライン温度調節手段（１７）の設定温度と第１温度
センサー（１６）の検出温度とに基づく第１コントロー
ラ（１４）の出力によりブラインを加熱する第１電気ヒ
ータ（１３）とで構成され、蒸発器（１１）で冷媒とブ
ラインとの間で熱交換させてブラインを冷却し、冷却さ
れたブラインを第１タンク（１２）に収容し、第１タン
ク（１２）内の第１電気ヒータ（１３）でブラインの温
度を設定温度に調節し、第１タンク（１２）に収容され
たブラインを第１ポンプ（１５）で送り出すことができ
る。

【００２４】高温ブライン系統（２０）では、高温ブラ
イン温度調節手段（２７）が、冷却水とブラインとの間
で熱交換させてブラインを冷却する熱交換器（２１）
と、高温ブライン温度調節手段（２７）の設定温度と第
２温度センサー（２６）の検出温度とに基づく第２コン
トローラ（２４）の出力によりブラインを加熱する第２
電気ヒータ（２３）とで構成され、熱交換器（２１）で
ブラインを冷却し、冷却されたブラインを第２タンク
（２２）に収容し、第２タンク（２２）内の第２電気ヒ
ータ（２３）でブラインの温度を設定温度に調節し、第
２タンク（２２）に収容されたブラインを第２ポンプ
（２５）で送り出すことができる。

【００２５】ブライン切換手段は、２つの三方弁（３
１），（３２）と２つの二方弁（３３），（３４）とか
ら構成され、ガス中に含まれる水分などの凍結成分をガ
スから分離する分離モードでは、第１ポンプ（１５）で
送り出されたブラインが伝熱管（５２）に流れる方向に
三方弁（３１）を開き、二方弁（３３）を開け、第２ポ
ンプ（２５）で送り出されたブラインが高温自己循環路
（４２）に流れる方向に三方弁（３２）を開き、二方弁
（３４）を閉じる。また、分離室（５１）内に結霜した
凍結成分を分離室（５１）から排出する排出モードで
は、第１ポンプ（１５）で送り出されたブラインが低温
自己循環路（４１）に流れる方向に三方弁（３１）を開
き、二方弁（３３）を閉じ、第２ポンプ（２５）で送り
出されたブラインが伝熱管（５２）に流れる方向に三方
弁（３２）を開き、二方弁（３４）を開く。

【００２６】ガス中に含まれる水分などの凍結成分をガ
スから分離する場合は、ブライン切換手段を分離モード
にし、低温ブライン温度調節手段（１７）の設定温度を
ガス中から分離したい凍結成分が凝固する温度より低温
の第１所定温度（Ｔ１）、例えば−４０℃に設定する。
このとき、ドレン排出口（５３）を閉じ、分離室（５
１）にガスを通過させることによりブラインで冷却され
た分離室（５１）内に凍結成分が着霜し、ガスから凍結
成分を分離することができる。

【００２７】分離室（５１）内に着霜した凍結成分を分
離室（５１）から排出する場合は、あらかじめ高温ブラ
イン温度調節手段（２７）の設定温度を第１所定温度
（Ｔ１）より高温で、ガス中から分離した凍結成分が融
解する温度より高温の第３所定温度（Ｔ３）、例えば４
０℃に設定し、ブラインを４０℃に調節しておき、分離
室（５１）内に着霜した凍結成分の分離室（５１）から
の排出を開始するとき、高温ブライン温度調節手段（２
７）の設定温度を４０℃にしたままブライン切換手段を
排出モードにし、分離室（５１）へのガスの通過を中止
し、ドレン排出口（５３）を開ける。高温ブライン系統
（２０）のブラインで分離室（５１）が昇温されるの
で、分離室（５１）内に着霜した凍結成分が融解し、ド
レン排出口（５３）から排出される。また、低温ブライ
ン系統（１０）では、低温ブライン温度調節手段（１
７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ１）より低温の第２
所定温度（Ｔ２）、例えば−４５℃に設定し、ブライン
を−４５℃に調節する。ここでは、第２所定温度（Ｔ
２）を−４５℃としたが、低温ブライン系統（１０）と
高温ブライン系統（２０）から相互にブラインが流れる
部分の熱容量を考慮して第２所定温度を（Ｔ２）を設定
することが好ましい。

【００２８】分離室（５１）内に着霜した凍結成分の分
離室（５１）からの排出が終了し、再度、ガス中に含ま
れる水分などの凍結成分をガスから分離する場合は、ブ
ライン切換手段を分離モードにし、低温ブライン温度調
節手段（１７）の設定温度を−４０℃にするが、凍結成
分を分離室（５１）から排出している間に−４５℃に調
節されていた低温ブライン系統（１０）のブラインが伝
熱管（５２）に流れることで４０℃まで温度が上昇して
いた分離室（５１）の温度低下を迅速にでき、分離室
（５１）の温度が−４０℃で安定するまでの時間を短縮
することができるので、凍結脱水処理装置の稼働率が向
上する。

【００２９】図２は、第１実施例の蒸発器（１１）と第
１温度センサー（１６）とを第１タンク（１２）内に設
け、熱交換器（２１）と第２温度センサー（２６）とを
第２タンク（２２）内に設けた２チャンネル液体冷却装
置の第２実施例のブライン系統図である。

【００３０】第２実施例におけるブライン切換手段は、
２つの三方弁（３５），（３６）から構成され、ガス中
に含まれる水分などの凍結成分を分離する分離モードで
は、第１ポンプ（１５）で送り出されたブラインが伝熱
管（５２）に流れる方向に三方弁（３６）を開き、ブラ
インが伝熱管（５２）から第１タンク（１２）に戻る方
向に三方弁（３５）を開く。このとき第２ポンプ（２
５）は停止させる。また、分離室（５１）内に結霜した
凍結成分を分離室（５１）から排出する排出モードで
は、第２ポンプ（２５）で送り出されたブラインが伝熱
管（５２）に流れる方向に三方弁（３６）を開き、ブラ
インが伝熱管（５２）から第２タンク（２２）に戻る方
向に三方弁（３５）を開く。このとき第１ポンプ（１
５）は停止させる。

【００３１】第２実施例において、ガス中に含まれる水
分などの凍結成分をガスから分離する場合及び分離室
（５１）内に結霜した凍結成分を分離室（５１）から排
出する場合の操作を第１実施例と同様に行うことで凍結
脱水処理装置の稼働率が向上する。また、低温ブライン
系統（１０）から伝熱管（５２）へブラインを循環させ
ないとき、第１タンク（１２）内でブラインの温度を調
節できるので、低温自己循環路（４１）や第１ポンプ
（１５）の運転の必要がなく、高温ブライン系統（２
０）から伝熱管（５２）へブラインを循環させないと
き、第２タンク（２２）内でブラインの温度を調節でき
るので、高温自己循環路（４２）や第２ポンプ（２５）
の運転の必要がない。

【００３２】図３は、本発明の２チャンネル液体冷却装
置をプラズマエッチング装置の冷却用に利用した第３実
施例のブライン系統図である。

【００３３】第３実施例においては、内部にウエハ受台
伝熱管（６６）を備えたウエハ受台（６５）が第１被冷
却部（５０）になり、内部に上部電極伝熱管（６３）を
備えた上部電極（６２）が第２被冷却部（６０）にな
る。第３実施例における低温ブライン系統（１０）及び
高温ブライン系統（２０）の構成は、第１実施例と同様
である。

【００３４】プラズマエッチング装置は、真空状態に保
持される真空チャンバ（６１）を備えており、高周波電
源（６７）を接続した上部電極（６２）とウエハ受台
（６５）との間にプラズマを発生させ、ウエハ受台（６
５）に保持されたシリコンウエハ（６４）をドライエッ
チングする。このようなプラズマエッチング装置では、
シリコンウエハ（６４）を保持するウエハ受台（６５）
がブラインによって氷点下に冷却され、その冷却温度は
高集積化が進むほど低くする必要があり、４メガビット
では、氷点下数十度を必要とする。また、プラズマの発
生にともない高温に加熱される上部電極（６２）もブラ
インによって数十度に冷却される。

【００３５】第３実施例におけるブライン切換手段は、
３つの三方弁（３１），（３７），（３８）とひとつの
二方弁（３３）とから構成され、プラズマエッチング装
置を運転させる運転モードでは、第１ポンプ（１５）で
送り出されたブラインがウエハ受台伝熱管（６６）に流
れる方向に三方弁（３１）を開き、二方弁（３３）を開
け、第２ポンプ（２５）で送り出されたブラインが上部
電極伝熱管（６３）に流れる方向に三方弁（３８）を開
き、ブラインが上部電極伝熱管（６３）から熱交換器
（２１）に戻る方向に三方弁（３７）を開く。また、ウ
エハ受台（６５）のメンテナンスを行うメンテナンスモ
ードでは、第１ポンプ（１５）で送り出されたブライン
が低温自己循環路（４１）に流れる方向に三方弁（３
１）を開き、二方弁（３３）を閉じ、第２ポンプ（２
５）で送り出されたブラインがウエハ受台伝熱管（６
６）に流れる方向に三方弁（３８）を開き、ブラインが
ウエハ受台伝熱管（６６）から熱交換器（２１）に戻る
方向に三方弁（３７）を開く。

【００３６】プラズマエッチング装置を運転させる場合
は、ブライン切換手段を運転モードにし、低温ブライン
温度調節手段（１７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ
１）、例えば−５０℃に設定することによりウエハ受台
（６５）を−５０℃に冷却し、高温ブライン系統（２
０）の設定温度を第３所定温度（Ｔ３）、例えば４０℃
に設定することにより上部電極（６２）を４０℃に冷却
する。

【００３７】プラズマエッチング装置のウエハ受台（６
５）のメンテナンスを行う場合は、プラズマエッチング
装置の運転を停止し、真空チャンバ（６１）を大気中に
開放するが、このときウエハ受台（６５）の温度が露点
以下のままであるとウエハ受台（６５）に結露や結霜が
生じ、プラズマエッチング装置の再起動時の真空チャン
バ（６１）内の真空性や雰囲気に悪影響が及ぶ。そこ
で、メンテナンスに際し、真空チャンバ（６１）を大気
中に開放する前に高温ブライン温度調節手段（２７）の
設定温度を４０℃にしたままブライン切換手段をメンテ
ナンスモードにし、高温ブライン系統（２０）のブライ
ンをウエハ受台伝熱管（６６）に循環させることでウエ
ハ受台（６５）を昇温し、ウエハ受台（６５）の温度が
露点以上になった後に真空チャンバ（６１）を大気中に
開放する。また、低温ブライン系統（１０）では、低温
ブライン温度調節手段（１７）の設定温度を第１所定温
度（Ｔ１）より低温の第２所定温度（Ｔ２）、例えば−
５５℃に設定し、ブラインを−５５℃に調節する。ここ
では、第２所定温度（Ｔ２）を−５５℃としたが、低温
ブライン系統（１０）と高温ブライン系統（２０）から
相互にブラインが流れる部分の熱容量を考慮して第２所
定温度を（Ｔ２）を設定することが好ましい。

【００３８】ウエハ受台伝熱管（６６）に高温ブライン
を循環させている間は、上部電極伝熱管（６３）への高
温ブラインの循環が停止するが、プラズマエッチング装
置の運転停止中は、上部電極（６２）を冷却する必要が
ないので、高温ブライン系統（２０）から上部電極伝熱
管（６３）へのブラインの循環が停止されても問題は生
じない。

【００３９】ウエハ受台（６５）のメンテナンスが終了
し、プラズマエッチング装置を再起動する場合は、ブラ
イン切換手段を運転モードにし、低温ブライン温度調節
手段（１７）の設定温度を−５０℃にするが、ウエハ受
台（６５）のメンテナンス中に−５５℃に調節されてい
た低温ブライン系統（１０）のブラインがウエハ受台伝
熱管（６６）に流れることで４０℃まで温度が上昇して
いたウエハ受台（６５）の温度低下を迅速にでき、ウエ
ハ受台（６５）の温度が−５０℃で安定するまでの時間
を短縮することができるので、プラズマエッチング装置
の稼働率が向上する。あるプラズマエッチング装置に用
いる２チャンネル液体冷却装置において、ウエハ受台
（６５）のメンテナンスに際し、ウエハ受台伝熱管（６
６）に高温ブライン系統（２０）からブラインを循環さ
せる間、低温ブライン系統（１０）のブラインの温度調
節をしない場合、ウエハ受台（６５）のメンテナンスが
終了してウエハ受台伝熱管（６６）に循環させるブライ
ンを高温ブライン系統（２０）のブラインから低温ブラ
イン系統（１０）のブラインに切り換えたときから、ウ
エハ受台（６５）の温度が−５０℃±１℃で安定してプ
ラズマエッチングが可能になるまでに６０分程度必要で
あったのが、本発明では、この時間が４０分程度に短縮
できる。

【００４０】図４は、第３実施例における蒸発器（１
１）と第１温度センサー（１６）とを第１タンク（１
２）内に設け、熱交換器（２１）と第２温度センサー
（２６）とを第２タンク（２２）内に設けた２チャンネ
ル液体冷却装置の第４実施例のブライン系統図である。

【００４１】第４実施例におけるブライン切換手段は、
２つの三方弁（３７），（３８）と２つの二方弁（３
３），（３９）とから構成され、プラズマエッチング装
置を運転させる運転モードでは第１ポンプ（１５）で送
り出されたブラインがウエハ受台伝熱管（６６）に流れ
るように二方弁（３９），（３３）を開き、第２ポンプ
（２５）で送り出されたブラインが上部電極伝熱管（６
３）に流れる方向に三方弁（３８）を開き、ブラインが
上部電極伝熱管（６３）から第２タンク（２２）に戻る
方向に三方弁（３７）を開く。また、ウエハ受台（６
５）のメンテナンスを行うメンテナンスモードでは、第
２ポンプ（２５）で送り出されたブラインがウエハ受台
伝熱管（６６）に流れる方向に三方弁（３８）を開き、
ブラインがウエハ受台伝熱管（６６）から第２タンク
（２２）に戻る方向に三方弁（３７）を開く。このと
き、第１ポンプ（１５）は停止させ、二方弁（３９），
（３３）は閉じる。

【００４２】第４実施例において、プラズマエッチング
装置を運転する場合及び、ウエハ受台（６５）のメンテ
ナンスを行う場合の操作を第３実施例と同様に行うこと
でプラズマエッチング装置の稼働率が向上する。また、
低温ブライン系統（１０）からウエハ受台伝熱管（６
６）へブラインを循環させないとき、第１タンク（１
２）内でブラインの温度を調節できるので、低温自己循
環路（４１）や第１ポンプ（１５）の運転の必要がな
い。

【００４３】第１、第２、第３又は第４実施例の２チャ
ンネル液体冷却装置に用いるブラインは、使用する温度
範囲で凍結や引火しないエチレングリコールなどの有機
ブラインを用いる。

【００４４】第１、第２、第３又は第４実施例の低温ブ
ライン温度調節手段（１７）から第１電気ヒータ（１
３）を取り去り、低温ブライン温度調節手段（１７）の
設定温度と第１温度センサー（１６）の検出温度とに基
づく第１コントローラ（１４）の出力により、能力調節
手段で２元冷凍装置の膨張弁（７１），（７３）の開度
を制御したり、圧縮機（７２），（７４）の回転数を制
御することにより蒸発器（１１）の冷凍能力を調節して
低温ブライン系統（１０）のブラインの温度を調節する
ことも可能である。また、第１又は第２実施例の高温ブ
ライン温度調節手段（２７）から熱交換器（２１）を取
り去って、高温ブライン温度調節手段（２７）の設定温
度と第２温度センサー（２６）の検出温度とに基づいて
第２コントローラ（２４）で出力が制御される第２電気
ヒータ（２３）によりブラインの温度を調節することも
可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１の発明
によれば、高温ブライン系統（２０）から第１被冷却部
（５０）にブラインを循環させるとき、低温ブライン系
統（１０）から第１被冷却部（５０）へのブラインの循
環を停止し、低温ブライン温度調節手段（１７）の設定
温度を第１所定温度（Ｔ１）より低温の第２所定温度
（Ｔ２）にすることにより第１被冷却部（５０）を再度
第１所定温度（Ｔ１）に調節するとき、第１被冷却部
（５０）に循環させるブラインを高温ブライン系統（２
０）のブラインから低温ブライン系統（１０）のブライ
ンに切り換えることにより第２所定温度（Ｔ２）に調節
されていた低温ブライン系統（１０）のブラインが第１
被冷却部（５０）に流れることで温度が上昇していた第
１被冷却部（５０）の温度低下を迅速にでき、第１被冷
却部（５０）の温度が第１所定温度（Ｔ１）で安定する
までの時間が短縮でき、第１被冷却部（５０）を備えた
装置の稼働率が向上する。

【００４６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、低温ブライン系統（１０）から第１被
冷却部（５０）にブラインを循環させているとき、高温
ブライン系統（２０）から第２被冷却部（６０）にブラ
インを循環させることにより、第１被冷却部（５０）を
第１所定温度（Ｔ１）に調節すると同時に第２被冷却部
（６０）を高温ブライン温度調節手段（２７）の設定温
度に調節することができ、高温ブライン系統（２０）の
設備を有効利用できる。

【００４７】請求項３の発明によれば、請求項１又は２
の発明の効果に加えて、低温ブライン温度調節手段（１
７）において、冷凍サイクルの蒸発器（１１）で冷媒と
ブラインとの間で熱交換させてブラインを冷却し、設定
温度と第１温度センサー（１６）の検出温度とに基づく
第１コントローラ（１４）の出力により第１電気ヒータ
（１３）でブラインを加熱することによりブラインの温
度を設定温度に微調整することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
の効果に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）の
蒸発器（１１）と第１電気ヒータ（１３）とを第１タン
ク（１２）内に設けることにより第１ポンプ（１５）を
停止させたままブラインの温度を設定温度に調節でき、
第１ポンプ（１５）のランニングコストを低減できる。

【００４９】請求項５の発明によれば、請求項１又は２
の発明の効果に加えて、低温ブライン温度調節手段（１
７）において、冷凍サイクルの蒸発器（１１）で冷媒と
ブラインとの間で熱交換させてブラインを冷却し、設定
温度と第１温度センサー（１６）の検出温度とに基づく
第１コントローラ（１４）の出力により能力調節手段で
蒸発器（１１）の冷凍能力を調節することによりブライ
ンの温度を設定温度に調節することができ、エネルギー
の無駄を少なくすることができ、ランニングコストを低
減できる。

【００５０】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
の効果に加えて、低温ブライン温度調節手段（１７）の
蒸発器（１１）を第１タンク（１２）内に設けることに
より第１ポンプ（１５）を停止させたままブラインの温
度を設定温度に調節でき、ランニングコストを低減でき
る。

【００５１】請求項７の発明によれば、請求項１，２，
３，４，５又は６の発明の効果に加えて、高温ブライン
温度調節手段（２７）において、熱交換器（２１）で冷
却水とブラインとの間で熱交換させてブラインを冷却
し、設定温度と第２温度センサー（２６）の検出温度と
に基づく第２コントローラ（２４）の出力により第２電
気ヒータ（２３）でブラインを加熱することによりブラ
インの温度を設定温度に微調整することができる。

【００５２】請求項８の発明によれば、請求項１，２，
３，４，５又は６の発明の効果に加えて、高温ブライン
温度調節手段（２７）において、設定温度と第２温度セ
ンサー（２６）の検出温度とに基づく第２コントローラ
（２４）の出力により第２電気ヒータ（２３）でブライ
ンを加熱することによりブラインの温度を設定温度に調
節することができ、エネルギーの無駄を少なくすること
ができ、ランニングコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る２チャンネル液体冷
却装置のブライン系統図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る２チャンネル液体冷
却装置のブライン系統図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る２チャンネル液体冷
却装置のブライン系統図である。

【図４】本発明の第４実施例に係る２チャンネル液体冷
却装置のブライン系統図である。

【符号の説明】

１０低温ブライン系統１１蒸発器１２第１タンク１３第１電気ヒータ１４第１コントローラ１５第１ポンプ１６第１温度センサー１７低温ブライン温度調節手段２０高温ブライン系統２１熱交換器２３第２電気ヒータ２４第２コントローラ２５第２ポンプ２６第２温度センサー２７高温ブライン温度調節手段５０第１被冷却部６０第２被冷却部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１ポンプ（１５）を有しブラインを系
外の第１被冷却部（５０）に循環可能とした低温ブライ
ン系統（１０）と、第２ポンプ（２５）を有し低温ブラ
イン系統（１０）のブラインと同種で低温ブライン系統
（１０）のブラインより高温のブラインを系外の第１被
冷却部（５０）に循環可能とした高温ブライン系統（２
０）と、低温ブライン系統（１０）のブラインの温度を
検出する第１温度センサー（１６）と、高温ブライン系
統（２０）のブラインの温度を検出する第２温度センサ
ー（２６）と、第１温度センサー（１６）の検出温度に
基づき低温ブライン系統（１０）のブラインの温度を設
定温度に調節する低温ブライン温度調節手段（１７）
と、第２温度センサー（２６）の検出温度に基づき高温
ブライン系統（２０）のブラインの温度を設定温度に調
節する高温ブライン温度調節手段（２７）と、低温ブラ
イン系統（１０）のブラインを収容する第１タンク（１
２）と、低温ブライン系統（１０）と高温ブライン系統
（２０）のブラインを相互に切り換えて系外の第１被冷
却部（５０）に循環させるブライン切換手段とを備え、
低温ブライン系統（１０）から第１被冷却部（５０）に
ブラインを循環させているとき、低温ブライン温度調節
手段（１７）の設定温度を第１所定温度（Ｔ１）にし、
高温ブライン系統（２０）から第１被冷却部（５０）に
ブラインを循環させているとき、低温ブライン系統（１
０）では第１被冷却部（５０）へのブラインの循環を停
止すると共に低温ブライン温度調節手段（１７）の設定
温度を第１所定温度（Ｔ１）より低温の第２所定温度
（Ｔ２）にすることを特徴とする２チャンネル液体冷却
装置。
【請求項２】請求項１に記載の２チャンネル液体冷却
装置において、低温ブライン系統（１０）から第１被冷
却部（５０）にブラインを循環させているとき、高温ブ
ライン系統（２０）から第２被冷却部（６０）にブライ
ンを循環させることを特徴とする２チャンネル液体冷却
装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の２チャンネル液
体冷却装置において、低温ブライン温度調節手段（１
７）が、ブラインを冷却する冷凍サイクルの蒸発器（１
１）と、低温ブライン温度調節手段（１７）の設定温度
と第１温度センサー（１６）の検出温度とに基づく第１
コントローラ（１４）の出力によりブラインを加熱する
第１電気ヒータ（１３）とを備えることを特徴とする２
チャンネル液体冷却装置。
【請求項４】請求項３に記載の２チャンネル液体冷却
装置において、低温ブライン温度調節手段（１７）の蒸
発器（１１）と第１電気ヒータ（１３）とを第１タンク
（１２）内に設けることを特徴とする２チャンネル液体
冷却装置。
【請求項５】請求項１又は２に記載の２チャンネル液
体冷却装置において、低温ブライン温度調節手段（１
７）が、ブラインを冷却する冷凍サイクルの蒸発器（１
１）と、低温ブライン温度調節手段（１７）の設定温度
と第１温度センサー（１６）の検出温度とに基づく第１
コントローラ（１４）の出力により蒸発器（１１）の冷
凍能力を調節する能力調節手段とを備えることを特徴と
する２チャンネル液体冷却装置。
【請求項６】請求項５に記載の２チャンネル液体冷却
装置において、低温ブライン温度調節手段（１７）の蒸
発器（１１）を第１タンク（１２）内に設けることを特
徴とする２チャンネル液体冷却装置。
【請求項７】請求項１，２，３，４，５又は６に記載
の２チャンネル液体冷却装置において、高温ブライン温
度調節手段（２７）が、ブラインを冷却する熱交換器
（２１）と、高温ブライン温度調節手段（２７）の設定
温度と第２温度センサー（２６）の検出温度とに基づく
第２コントローラ（２４）の出力によりブラインを加熱
する第２電気ヒータ（２３）とを備えることを特徴とす
る２チャンネル液体冷却装置。
【請求項８】請求項１，２，３，４，５又は６に記載
の２チャンネル液体冷却装置において、高温ブライン温
度調節手段（２７）が、高温ブライン温度調節手段（２
７）の設定温度と第２温度センサー（２６）の検出温度
とに基づく第２コントローラ（２４）の出力によりブラ
インを加熱する第２電気ヒータ（２３）を備えることを
特徴とする２チャンネル液体冷却装置。