(57)【要約】【課題】  冷却水フィルタユニット及び被冷却装置に関し、フィルタ詰まりが発生した場合に被冷却装置の停止を防止するとともに、メンテナンス作業を容易にする。【解決手段】  冷却水フィルタ２及び水圧計３を備えた冷却水供給経路４に、冷却水フィルタ５を備えた冷却水バイパス経路６をバイパス経路開放手段７を介して接続するとともに、水圧計３の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、バイパス経路開放手段７に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段８を備える。【選択図】          図１
2006019604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水フィルタ及び水圧計を備えた冷却水供給経路に、冷却水フィルタを備えた冷却水バイパス経路をバイパス経路開放手段を介して接続するとともに、前記水圧計の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、前記バイパス経路開放手段に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放手段制御手段を備えていることを特徴とする冷却水フィルタユニット。
【請求項２】
上記冷却水供給経路に流量計を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷却水フィルタユニット。
【請求項３】
上記水圧計が、水圧が予め設定した圧力を超えた場合に警報出力を出力する機能を有する接点付圧力計であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却水フィルタユニット。
【請求項４】
上記バイパス経路開放手段が空圧弁からなるとともに、上記バイパス経路開放手段制御手段が、駆動エアをエア信号として前記バイパス経路開放手段に供給する電磁弁を備えたリレーボックスからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却水フィルタユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却水フィルタユニットを備えたことを特徴とする被冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却水フィルタユニット及び被冷却装置に関するものであり、特に、半導体製造装置に使用されている高温になりうる発熱ユニットを循環水冷するための冷却水フィルタユニットの目詰まり等に起因する運転中止を防止するための構成に特徴のある冷却水フィルタユニット及び被冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造装置は、電熱線、マグネットコイル、コンプレッサ、熱交換機、或いは、真空ポンプ等の高温部になりやすい発熱ユニットを備えているため、半導体製造装置を安定に運転するために冷却水を循環させて発熱ユニットの加熱による装置停止を予防している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この様な半導体製造装置に使用されている各種の冷却ユニットには、３ｋ系（３ｋｇ／ｃｍ2 の供給圧力）或いは５ｋ系（５ｋｇ／ｃｍ2 の供給圧力）の冷却水が通水されている。
【０００４】
この様な目的で使用される冷却水には、純水ほどの水質が求められないため、工業用水或いは市水と呼ばれる一般的な安価な水が用いられており、或いは、回収した純水が用いられており、これらを特段に冷却することなく、室温、例えば、２０℃で循環供給している。
【０００５】
この内、工業用水或いは市水には回収純水に比べてＭｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｆｅ等の元素成分が多く含まれているため、これらの元素成分が冷却水配管の管内壁にスケール（湯垢）として堆積するため、冷却水配管路の詰まりが発生しやすい。
【０００６】
このように、スケールの堆積により冷却したい箇所の配管口径が狭くなって詰まりが発生した場合に、冷却ユニットを交換したり或いはオーバーホールが必要になり、生産設備へのダメージが大きくなるため、冷却水の供給側にフィルタを設置することが一般的に広く知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、この場合にもフィルタ自体の目詰まりは避けられないため、冷却水の圧力または流量を監視している。
例えば、日常点検或いは週点検により冷却水の圧力または流量の経時変化を目視確認したり、或いは、半導体製造装置側にインターロックを設けて冷却水の流量を監視し、流量計の流量が規定値を下回った場合に設備を停止させている。
【０００８】
即ち、詰まりが発生した場合、半導体製造装置の発熱ユニットが十分冷却されなくなって、自己発熱による昇温によって装置停止となり、半導体製造装置によっては処理が中断されて製品没が発生するために、詰まりを監視する必要がある。
【特許文献１】国際公開０１−００３１６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１４３９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、監視によりフィルタ目詰まりが検知された場合には、フィルタを交換する必要があるが、フィルタ設置の施工方法にもよるが、バイパス経路を設けていない場合には、冷却ユニットを全て停止させてからフィルタ交換を行う必要があり、半導体製造装置はフィルタメンテナンス中に停止を余儀なくされ、場合によっては長時間停止することになるという問題がある。
【００１０】
また、通常は冷却水配管の取付け工事を行って冷却水フィルタを交換することになるので、フィルタメンテナンス作業に専門性が必要となるため、メンテナンス作業を簡単に行うことができないという問題がある。
【００１１】
したがって、本発明は、フィルタ詰まりが発生した場合に被冷却装置の停止を防止するとともに、メンテナンス作業を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、冷却水フィルタユニット１において、冷却水フィルタ２及び水圧計３を備えた冷却水供給経路４に、冷却水フィルタ５を備えた冷却水バイパス経路６をバイパス経路開放手段７を介して接続するとともに、水圧計３の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、バイパス経路開放手段７に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段８を備えていることを特徴とする。
【００１３】
このように、バイパス経路６に水圧計３の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、前記バイパス経路開放手段７に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段８を設けることによって、許容基準以上の詰まりが発生した場合に、自動的にバイパス経路６が開放されるので、半導体製造装置等の被冷却装置９が運転中止に至ることがなく、したがって、処理中断による製品没が発生することがない。
【００１４】
また、バイパス経路６にも冷却水フィルタ５を設けることによって、バイパス経路６を介して冷却水を通水しても被冷却装置９側の配管内壁にスケールが堆積することがないので、所定の期間の生産を終了したのちに、冷却装置９を停止して目詰まりを起こした冷却水フィルタ２を交換すれば良いので、生産効率を向上することができる。
【００１５】
また、このような冷却水供給系を冷却水フィルタユニット１として一体化しているので、メンテナンス作業が非常に容易になるとともに、最初の被冷却装置の設置においても、冷却水フィルタユニット１を配水管に取り付けるだけで、配水管自体の構成を変更する必要がないので、設置が容易になる。
【００１６】
また、このような冷却水フィルタユニットに流量計を併せて設けることが望ましく、水圧と併せて監視することによって、冷却効果をより確実に高めることができる。
【００１７】
また、この場合の水圧計３としては、水圧が予め設定した圧力を超えた場合に警報出力を出力する機能を有する接点付圧力計を用いることが望ましく、それによって、従来使用していた圧力計を接点付圧力計に置き換えるだけで良くなるので、冷却水フィルタユニットの基本構成の設計変更が必要でなくなる。
【００１８】
また、バイパス経路開放手段７としては、切り換え動作が確実で、切り換え時の冷却水経路の機密性が高く且つ動作速度が速い空圧弁を用いることが望ましい。
なお、空圧弁を使用する場合には、バイパス経路開放制御手段８としては、駆動エアをエア信号としてバイパス経路開放手段７に供給する電磁弁を備えたリレーボックスが典型的なものである。
【００１９】
また、バイパス経路６が開放された場合に、開放されたことを表示するＬＥＤ等を用いたモニタ手段を設けることが望ましく、それによって、冷却水運転情況を的確に把握することができる。
【００２０】
また、上述の冷却水フィルタユニット１を備えることによって、半導体製造装置等の製造装置或いは大型コンピュータ等の非製造装置等の被冷却装置９を、運転停止することなく正常に運転することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フィルタ詰まりが発生した場合に自動的に検知してバイパスに冷却水を流すように構成しているので、処理を中断することなく、装置の運転を継続することができる。
【００２２】
また、冷却水フィルタ及び水圧計を備えた冷却水供給経路、冷却水フィルタを備えた冷却水バイパス経路、バイパス経路開放手段、水圧計の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、バイパス経路開放手段に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段を一体化してユニットとしているので、フィルタ詰まりが発生した場合のメンテナンス作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、冷却水フィルタ及び接点付圧力計等の水圧計を備えた冷却水供給経路、冷却水フィルタを備えた冷却水バイパス経路、空圧弁等からなるバイパス経路開放手段、水圧計の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合にバイパス経路開放手段に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段、例えば、駆動エアをエア信号としてバイパス経路開放手段に供給する電磁弁を備えたリレーボックスを一体化して冷却水フィルタユニットを構成したものである。
【実施例１】
【００２４】
ここで、図２を参照して、本発明の実施例１の冷却水フィルタユニットを説明する。
図２参照  
図２は、本発明の実施例１の冷却水フィルタユニットの概念的構成図であり、冷却水フィルタユニット１０は、冷却水供給配管２１、弁２２，２５、フィルタ２３、及び、接点付圧力計２４からなる冷却水本管２０と、冷却水供給配管３１、弁３２，３４、及び、フィルタ３３からなり冷却水本管２０に並列的に接続される冷却水バイパス管３０と、圧力計１２を備えた空圧弁１１と、接点付圧力計２５からの検出信号１３によって空圧弁１１をオンさせる駆動エア１４をエア信号１５として空圧弁１１に送る電磁弁（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ  Ｖａｌｖｅ）を備えたリレーボックス１６とによって構成される。
【００２５】
なお、この場合のフィルタ２３及びフィルタ３３は冷却水として用いる工業用水・市水中に含まれるＭｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｆｅ等の元素成分を除去するためのものであり、基本的な形状・構成は、一般家庭の蛇口に取り付けるフィルタと同様のものであり、内部に設けるフィルタ要素の性能・特性が異なるものである。
【００２６】
また、接点付圧力計２４は、通常の圧力計が水圧をモニタするだけのものであるのに対して、予め設定した閾値を超えた場合に電気接点が接触する警報接点を引き出して警報するものであり、従来の圧力計を置き換えるだけで良いので配管系を含む冷却システムの設計変更は不要となる。
【００２７】
また、空圧弁１１は、半導体製造技術分野において一般的に使用されているエアオペバルブで良く、ここでは、普段は閉じているＮＣ（ノーマルクローズ）型の空圧弁を用いる。
なお、この様な空圧弁１１は、切り換え動作が確実で、切り換え時の冷却水経路の機密性が高く且つ動作速度が速いという特性を有する。
【００２８】
また、この場合の駆動エア１４とは、５〜８ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧の空気からなり、この高圧空気を予めリレーボックス１６に供給しておき、接点付圧力計２４から警報が発せられた場合には電磁弁を介して高圧空気がエア信号１５として空圧弁１１に送られて、空圧弁１１をオープンさせる。
【００２９】
また、リレーボックス１６には、電磁弁が動作していることを告知するＬＥＤ（発光ダイオード）１７からなるモニタ手段を設けておき、冷却水バイパス管３０に冷却水が流れているか否か、したがって、冷却水本管２０に設けたフィルタ２３が目詰まりを起こしているか否かを確実に把握するようにする。
【００３０】
次に、この冷却水フィルタユニット１０の動作を説明すると、この冷却水フィルタユニット１０をＣＶＤ装置等の半導体製造装置の冷却ユニット４０と冷却水供給配管５０との間に接続して半導体製造装置の運転を行っている最中に冷却水本管２０に設けたフィルタ２３が目詰まりが発生し、水圧が予め設定した閾値を超えた場合に接点付圧力計２４において電気接点が接触する警報接点を引き出して検出信号１３をリレーボックス１６に送る。
【００３１】
リレーボックス１６においては検出信号１３により電磁弁を作動させて予め供給されている高圧空気からなる駆動エア１４をエア信号１５として空圧弁１１に送り、空圧弁１１をオープンすることによって、冷却水供給配管５０からの冷却水を冷却水バイパス管３０にバイパスして冷却ユニット４０に供給するとともに、その状態をＬＥＤ１７で表示する。
なお、この場合、冷却水本管２０の弁２２，２５はオープン状態のままとしているので、冷却水本管２０からも冷却水が供給された状態となる。
【００３２】
このように、冷却水本管２０に設けたフィルタ２３が目詰まりが発生した場合、冷却水バイパス管３０を介して冷却水を供給することができるので、半導体製造装置には常時冷却水が供給され、処理中に運転を中止する必要がないので、製品没が発生することはない。
【００３３】
また、メンテナンスは、一連の製品の製造が終了した後に行えば良く、定期点検或いは定期交換が不要になるため、メンテナンスが簡素化されるとともに、冷却水フィルタを寿命まで使い切ることが可能になり、それによって、ランニングコストを低減することができる。
【００３４】
また、メンテナンス作業においては、冷却水フィルタユニット１０を一体として交換すれば良いので、特殊な配管工事が不要となり、メンテナンス作業が容易になる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図３を参照して、本発明の実施例２の冷却水フィルタユニットを説明するが、この実施例２においては冷却水本管２０に流量計を設けたものであり、他の基本構成は上記の実施例１の冷却水フィルタユニットと同様である。
【００３６】
図３参照  
図３は、本発明の実施例２の冷却水フィルタユニットの概念的構成図であり、冷却水フィルタユニット１０は、冷却水供給配管２１、弁２２，２５、フィルタ２３、接点付圧力計２４、及び、流量計２６からなる冷却水本管２０と、冷却水供給配管３１、弁３２，３４、及び、フィルタ３３からなり冷却水本管２０に並列的に接続される冷却水バイパス管３０と、圧力計１２を備えた空圧弁１１と、接点付圧力計２４からの検出信号１３によって空圧弁１１をオンさせる駆動エア１４をエア信号１５として空圧弁１１に送る電磁弁を備えたリレーボックス１６とによって構成される。
【００３７】
この本発明の実施例２においては、水圧のみならず、流量計２６によって冷却水本管２０に流れる冷却水の流量を監視し、流量が予め設定した閾値を下回った場合に、駆動エア１４をエア信号１５として送るための検出信号１８をリレーボックス１６に出力する。
【００３８】
即ち、この実施例２においては、接点付圧力計２４で検出した圧力及び流量計２６で検出した流量の一方が予め設定した閾値を超えた場合（或いは、下回った場合）に冷却水バイパス管３０に冷却水を流すようにしているので、より完全な冷却効果を維持することができる。
【００３９】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した構成要素は、それ自体に限られるものではない。
【００４０】
例えば、上記実施例においては、圧力計として、警報接点を取り出すことができる接点付圧力計を用いているが、接点付圧力計に限られるものではなく、通常の圧力計を用いて、検出した圧力を電圧値或いは電流値としての電気信号として出力して、電気出力を比較器により予め設定した水圧に対応する電圧値或いは電流値と比較して目詰まりを判定するようにしても良い。
【００４１】
また、上記の実施例においては、バイパス経路開放手段として空圧弁を用いているが、空圧弁に限られるものではなく、電磁弁等の他の弁機構を用いても良いものである。
【００４２】
また、上記の実施例においては、冷却水バイパス管３０にもフィルタ３３を設けているが、冷却水バイパス管３０にはフィルタ３３は必ずしも必要がないものである。
【００４３】
また、上記の実施例の説明においては、一連の製品の製造が終了した後に冷却水フィルタユニットを一括して交換しているため、冷却水バイパス管３０に冷却水を流した状態でも、冷却水本管２０の弁２２，２５はオープン状態のままとしているので、冷却水本管２０からも冷却水を供給しているが、冷却水バイパス管３０がオープンになった状態では、冷却水本管２０の弁２２，２５と閉じて、その間にフィルタ２３を交換するようにしても良いものである。
【００４４】
この場合には、フィルタ２３を交換したのち、冷却水バイパス管３０をクローズして冷却水本管２０に冷却水供給ラインを戻す必要があるので、リレーボックス１６にはリセット機能を持たせる。
【００４５】
ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照  
（付記１）  冷却水フィルタ２及び水圧計３を備えた冷却水供給経路４に、冷却水フィルタ２を備えた冷却水バイパス経路６をバイパス経路開放手段７を介して接続するとともに、前記水圧計３の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、前記バイパス経路開放手段７に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段８を備えていることを特徴とする冷却水フィルタユニット。
（付記２）  上記冷却水供給経路４に流量計を設けたことを特徴とする付記１記載の冷却水フィルタユニット。
（付記３）  上記水圧計３が、水圧が予め設定した圧力を超えた場合に警報出力を出力する機能を有する接点付圧力計であることを特徴とする付記１または２に記載の冷却水フィルタユニット。
（付記４）  上記バイパス経路開放手段７が空圧弁からなるとともに、上記バイパス経路開放制御手段８が、駆動エアをエア信号として前記バイパス経路開放手段７に供給する電磁弁を備えたリレーボックスからなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の冷却水フィルタユニット。
（付記５）  上記バイパス経路６が開放された場合に、開放されたことを表示するモニタ手段を上記リレーボックスに設けたことを特徴とする付記４記載の冷却水フィルタユニット。
（付記６）  付記１乃至５のいずれか１に記載の冷却水フィルタユニット１を備えたことを特徴とする被冷却装置。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の活用例としては、熱処理炉、或いは、ＣＶＤ装置等の半導体製造装置の発熱部を冷却するための冷却水フィルタユニットが典型的なものであるが、半導体製造装置用に限られるものではなく、発熱部を伴う各種の製造装置に適用されるものであり、さらには、製造装置だけではなく、冷却が必要な発熱部を伴う大型コンピュータ等の非製造装置用の冷却水フィルタユニットとしても適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の冷却水フィルタユニットの概念的構成図である。
【図３】本発明の実施例２の冷却水フィルタユニットの概念的構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  冷却水フィルタユニット
２  冷却水フィルタ
３  水圧計
４  冷却水供給経路
５  冷却水フィルタ
６  冷却水バイパス経路
７  バイパス経路開放手段
８  バイパス経路開放制御手段
９  被冷却装置
１０  冷却水フィルタユニット
１１  空圧弁
１２  圧力計
１３  検出信号
１４  駆動エア
１５  エア信号
１６  リレーボックス
１７  ＬＥＤ
１８  検出信号
２０  冷却水本管
２１  冷却水供給配管
２２  弁
２３  フィルタ
２４  接点付圧力計
２５  弁
２６  流量計
３０  冷却水バイパス管
３１  冷却水供給配管
３２  弁
３３  フィルタ
３４  弁
４０  冷却ユニット
５０  冷却水供給配管
【図１】
2006019604.tif 000003
【図２】
2006019604.tif 000004
【図３】
2006019604.tif 000005