多元制冷循环装置制造方法及图纸

提供一种多元制冷循环装置，能够减小设置在辅助间内的设备的设置面积，并且能够缩短用于向半导体器件制造装置移送冷却介质的配管。多元制冷循环装置(2)具备：供第1制冷剂循环的第1制冷循环(5)，该第1制冷剂与用于冷却半导体器件制造装置(1)的冷却介质进行热交换；和供第2制冷剂循环的第2制冷循环(6)，该第2制冷剂与第1制冷剂进行热交换，第1制冷循环(5)的至少一部分配置在设置有半导体器件制造装置(1)的无尘室内，第2制冷循环(6)配置在辅助间内。内。内。

【技术实现步骤摘要】
多元制冷循环装置


[0001]本专利技术涉及包含低温侧制冷循环和高温侧制冷循环的多元制冷循环装置，尤其涉及在蚀刻装置等半导体器件制造装置的冷却中使用的多元制冷循环装置。

技术介绍

[0002]为了扩大存储器容量，作为3D
‑
NAND的技术革新，层叠化不断推进。因层叠化而蚀刻工艺所耗费的加工处理时间增加，生产能力(生产率：through
‑
put)的降低成为课题。为了缩短蚀刻加工时间、提高生产率，将蚀刻装置的处理腔室冷却到
‑
30℃～
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120℃左右的低温是有效的。
[0003]因此，为了实现
‑
30℃～
‑
120℃左右的低温，自以往起使用二元制冷循环装置等制冷装置，其已被多家公司产品化。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2012
‑
193908号公报
[0007]专利文献2：日本特开2013
‑
64559号公报
[0008]专利文献3：国际公开第2012/128229号

技术实现思路

[0009]但是，在这些二元制冷循环装置中，与单级制冷循环装置相比设备数量增加，将这些设备连结的配管也变多，因此不可避免地，装置的整体尺寸变大。作为半导体器件制造装置的通常的设置状况，如图10所示，负责半导体器件加工的工艺腔室(例如，蚀刻装置的处理腔室)设置在无尘室(clean room)内，对工艺腔室进行冷却的二元制冷循环装置设置在与无尘室不同的区域、即设置各种周边设备的辅助生产间(Sub
‑
Fabrication)、通称辅助间(Sub
‑
Fab)的区域。
[0010]无尘室与辅助间的位置关系在大多情况下为楼上与楼下的位置关系，辅助间内的设备的设置面积原则上无法超过楼上的半导体器件制造装置的设置面积。另外，设置于辅助间的装置存在多个，因此缩小设置面积是各种装置的基本课题。然而，半导体器件制造装置的层叠构造的层数具有增加倾向，与此相随，预想到二元制冷循环装置在今后会变得大型化。
[0011]除了上述问题以外，用于移送超低温的冷却介质的配管需要由与用于防止结露和进行隔热相应的厚度的保冷材料覆盖，施工的劳力和成本上升。而且，不仅需要用于在从辅助间到无尘室的长距离范围内设置这样的配管的空间，而且配管越长，周围环境气体的温度越容易传递到配管内的冷却介质(冷却效果变低)。
[0012]另外，半导体器件制造装置的冷却中使用的冷却介质的温度根据工艺而大幅变动，与之相应地制冷装置内的制冷剂的温度也容易变动。其结果为，存在制冷装置的运转变得不稳定、无法恰当冷却半导体器件制造装置的情况。
[0013]因此，本专利技术提供一种多元制冷循环装置，能够减小设置在辅助间内的设备的设置面积、并且能够缩短用于向半导体器件制造装置移送冷却介质的配管。
[0014]另外，本专利技术提供一种能够实现稳定运转而恰当冷却半导体器件制造装置的多元制冷循环装置。
[0015]在一个方案中，提供一种多元制冷循环装置，用于冷却半导体器件制造装置，具备：供第1制冷剂循环的第1制冷循环，该第1制冷剂与用于冷却上述半导体器件制造装置的冷却介质进行热交换；和供第2制冷剂循环的第2制冷循环，该第2制冷剂与上述第1制冷剂进行热交换，上述第1制冷循环的至少一部分配置在设置有上述半导体器件制造装置的无尘室内，上述第2制冷循环配置在辅助间内。
[0016]根据本专利技术，多元制冷循环装置的构成要素分为两部分且分别配置在无尘室和辅助间中，因此能够减小设置在辅助间内的设备的设置面积。
[0017]另外，由于第1制冷循环的至少一部分配置在无尘室内，所以能够缩短用于从第1制冷循环向半导体器件制造装置(例如蚀刻装置的处理腔室)移送超低温的冷却介质的冷却配管。其结果为，能够减小冷却配管用的空间，并且冷却效率提高。
[0018]在一个方案中，上述第1制冷循环整体配置在上述无尘室内。
[0019]根据本专利技术，能够进一步减小辅助间内的设置面积。
[0020]在一个方案中，上述第1制冷循环包括：第1蒸发器，其构成为在上述冷却介质与上述第1制冷剂之间进行热交换，生成气相的上述第1制冷剂；第1压缩机，其构成为对上述气相的第1制冷剂进行压缩；第1冷凝器，其构成为使压缩后的上述气相的第1制冷剂冷凝而生成液相的上述第1制冷剂；和第1膨胀机构，其为了使上述第1制冷剂的压力和温度降低而配置在上述第1冷凝器与上述第1蒸发器之间，上述第1蒸发器和上述第1膨胀机构配置在上述无尘室内，上述第1压缩机及上述第1冷凝器配置在上述辅助间内。
[0021]根据本专利技术，在楼下的辅助间内配置第1压缩机和第1冷凝器，在楼上的无尘室内配置第1蒸发器和第1膨胀机构，因此，从第1压缩机漏出到第1制冷剂内的润滑油不会滞留于第1蒸发器，能够使润滑油在其重力作用下返回到第1压缩机。
[0022]在一个方案中，上述多元制冷循环装置还具备使中间介质在上述第1制冷循环与上述第2制冷循环之间循环的中间介质循环管道，上述中间介质循环管道在上述第1制冷循环与上述第2制冷循环之间延伸。
[0023]根据本专利技术，第1制冷循环的第1制冷剂与第2制冷循环的第2制冷剂借助中间介质进行热交换。对于中间介质，只要能够将第1制冷剂的热传递给第2制冷剂，则能够使用比第1制冷剂及第2制冷剂更容易处理的流体。因此，对于中间介质循环管道，能够使用树脂管等具有柔软性的配管。其结果为，能够降低制造成本，而且，第1制冷循环和第2制冷循环的配置自由度增大。由于中间介质的温度(例如，0℃～
‑
80℃)比冷却介质的温度(例如，
‑
30℃～
‑
120℃)高，所以与覆盖冷却配管的保冷材料相比，覆盖中间介质循环管道的保冷材料可以更简易。
[0024]另外，中间介质由于具有与其体积相应的热容量，所以也作为第1制冷剂与第2制冷剂之间的热学缓冲物而发挥功能。通常，在半导体器件制造装置的冷却中使用后的冷却介质的温度会发生变动，与之相应地第1制冷剂的温度也容易变动。中间介质由于能够吸收这样的第1制冷剂的温度变动，所以能够使多元制冷循环装置的运转稳定。其结果为，多元
制冷循环装置能够向半导体器件制造装置供给稳定温度的冷却介质。
[0025]在一个方案中，上述多元制冷循环装置还具备连接于上述中间介质循环管道的缓冲箱。
[0026]根据本专利技术，能够增加中间介质的热容量，能够使多元制冷循环装置的运转进一步稳定。
[0027]在一个方案中，上述中间介质为载冷剂(防冻液)。
[0028]根据本专利技术，对于中间介质循环管道，能够使用树脂管等具有柔软性的廉价配管。其结果为，能够降低制造成本，而且第1制冷循环和第2制冷循环的配置自由度增大。
[0029]在一个方案中，上述多元制冷循环装置还具备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元制冷循环装置，用于冷却半导体器件制造装置，其特征在于，具备：供第1制冷剂循环的第1制冷循环，该第1制冷剂与用于冷却所述半导体器件制造装置的冷却介质进行热交换；和供第2制冷剂循环的第2制冷循环，该第2制冷剂与所述第1制冷剂进行热交换，所述第1制冷循环的至少一部分配置在设置有所述半导体器件制造装置的无尘室内，所述第2制冷循环配置在辅助间内。2.根据权利要求1所述的多元制冷循环装置，其特征在于，所述第1制冷循环整体配置在所述无尘室内。3.根据权利要求1所述的多元制冷循环装置，其特征在于，所述第1制冷循环包括：第1蒸发器，其构成为在所述冷却介质与所述第1制冷剂之间进行热交换，生成气相的所述第1制冷剂；第1压缩机，其构成为对所述气相的第1制冷剂进行压缩；第1冷凝器，其构成为使压缩后的所述气相的第1制冷剂冷凝而生成液相的所述第1制冷剂；和第1膨胀机构，其为了使所述第1制冷剂的压力和温度降低而配置在所述第1冷凝器与所述第1蒸发器之间，所述第1蒸发器和所述第1膨胀机构配置在所述无尘室内，所述第1压缩机及所述第1冷凝器配置在所述辅助间内。4.根据权利要求1所述的多元制冷循环装置，其特征在于，所述多元制冷循环装置还具备用于使中间介质在所述第1制冷循环与所述第2制冷循环之间循环的中间介质循环管道，所述中间介质循环管道在所述第1制冷循环与所述第2制冷循环之间延伸。5.根据权利要求4所述的多元制冷循环装置，其特征在于，所述多元制冷循环装置还具备连接于所述中间介质循环管道的缓冲箱。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：小博基司，福住幸大，坂内伸隆，宫田启雅，
申请(专利权)人：荏原冷热系统株式会社，
类型：发明
国别省市：