特許 5901275 流体温度調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5901275

(24)【登録日】2016年3月18日

(45)【発行日】2016年4月6日

(54)【発明の名称】流体温度調整装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/00 20060101AFI20160324BHJP

   F25B 21/02 20060101ALI20160324BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/00 310E

   F25B21/02 M

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-278981(P2011-278981)

(22)【出願日】2011年12月20日

(65)【公開番号】特開2013-131344(P2013-131344A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年11月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】三股 充

(72)【発明者】

【氏名】前田 紘志

【審査官】 大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２０２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８５７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０６２５６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／００

Ｆ２５Ｂ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体通路を通過する流体を加熱するヒーターと、
複数のペルチェ素子を有し、前記流体通路を通過する前記流体を加熱又は冷却するペルチェモジュールと、
前記流体を目標温度に維持するための総熱エネルギーを、前記ヒーターの供給する熱エネルギーと前記ペルチェモジュールの供給する熱エネルギーとに分割して、前記ヒーターと前記ペルチェモジュールとの両方から前記流体に与える制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記ペルチェモジュールのジャンクション推定温度に基づいて、前記流体に供給する熱エネルギーの上限値を変更することを特徴とする流体温度調節装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記ヒーターの操作量と前記ペルチェモジュールの操作量との比率を、前記流体に供給する熱エネルギーの大きさに基づいて異ならせる請求項１に記載の流体温度調節装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記流体に供給する総熱エネルギーが所定の値よりも小さいときには、前記ペルチェモジュールの操作量が前記ヒーターの操作量よりも大きくなるように前記ヒーターと前記ペルチェモジュールとを制御する請求項２に記載の流体温度調節装置。

【請求項4】

前記制御部は、
サイクル制御又はデューティー制御により前記ヒーターに電力を供給する請求項１から３のいずれか１項に記載の流体温度調節装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記流体に供給する熱エネルギーが変化したとき、前記ペルチェモジュールの操作量と前記ヒーターの操作量との比率を一定に保ちつつ、それぞれが供給する熱エネルギーを変化させる請求項１に記載の流体温度調節装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記ヒーターの供給分と前記ペルチェモジュールの供給分とを単調に増加させる請求項１から５のいずれか１項に記載の流体温度調整装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体の温度を調整する流体温度調整装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造等においては、加熱した液体を用いて半導体ウエハー等の半導体を洗浄する工程がある。半導体の洗浄では、各プロセスに応じて一定の温度に温調された液体で洗浄している。液体の温度は各プロセスで異なり、常温よりも低い温度（例えば１５℃）又は常温よりも高い温度（例えば５０℃）の場合がある。液体の温調は、同一の温度制御装置で対応するため、温調装置には加熱と冷却との両方の機能が要求される。このような要求を満たすデバイスとしてペルチェモジュールが広く使用されている。

【0003】

洗浄用の液体を長時間使用すると劣化するため、ある程度、液体が劣化すると液交換が行われる。液交換時は常温の液体を例えば５０℃まで昇温する必要があるが、昇温にはある程度の時間を要する。近年、時間当たりのウェハ処理速度向上の要求が高まり、昇温時間の短縮が要求されている。ただし、薬液（洗浄用の液体）を冷却するプロセスは高温に加熱するプロセスに比べ比較的少ないため、冷却時間短縮の要求は強くない。そこでペルチェモジュールを内蔵した温度制御装置にヒーターを追加し昇温時間の短縮を図った温度制御装置が開発されている。例えば、特許文献１には、複数のペルチェ素子を有するペルチェモジュールとヒーターとを用いた液体温調装置の制御方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−８７７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１は、新液注入処理の開始と同時にヒーターを用いるとともに、ペルチェモジュールへの給電量を低下又は給電を停止させ、通常の状態ではペルチェモジュールへの通電制御によって液体の温調制御が行われ、液体の目標温度が維持される。

【0006】

特許文献１に記載されている技術は、新液注入処理の開始と同時にペルチェモジュールの給電量を低下又は給電を停止させるが、目標温度に液体を維持する制御においてはペルチェモジュールのみを用いる。このため、特許文献１に記載されている技術は、ヒーターを有しているにも関わらずその使用は限定的であるので、流体を目標温度に維持するための制御時には、ヒーターの能力を利用できていない。その結果、流体を迅速に目標温度にすることができなかった。

【0007】

本発明は、ペルチェモジュールとヒーターとを有する流体温度調節装置において、流体を目標温度にするまでの時間を短縮することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ペルチェモジュールとヒーターとの両方で加熱することにより、最大加熱能力を大きくし、昇温時間（液体を目標温度にするまでの時間）を短縮できる。ただし、両方で同時に加熱すると、装置内部が過熱し、耐久性低下を招く可能性がある。過熱しそうなときは操作量（供給する熱エネルギー）を制限することで耐久性低下を抑制しつつ、昇温時間を短縮できる。一般に、ヒーターは交流電源によるサイクル制御又はデューティー制御が用いられているが、熱エネルギーの出力分解能に制約がある。ヒーターの熱エネルギー出力分解能の影響が温度制御結果に影響を与える領域では、ペルチェモジュールによる加熱を主体とすることで、温度制御性能が向上し、昇温時間を短縮できる。

【0009】

本発明は、上述した観点から完成されたものであって、流体通路を通過する流体を加熱するヒーターと、複数のペルチェ素子を有し、前記流体通路を通過する前記流体を加熱又は冷却するペルチェモジュールと、前記流体を目標温度に維持するための総熱エネルギーを、前記ヒーターの供給する熱エネルギーと前記ペルチェモジュールの供給する熱エネルギーとに分割して、前記ヒーターと前記ペルチェモジュールとの両方から前記流体に与える制御部と、を含むことを特徴とする流体温度調節装置である。

【0010】

本発明において、前記制御部は、前記ヒーターの操作量と前記ペルチェモジュールの操作量との比率を、前記流体に供給する熱エネルギーの大きさに基づいて異ならせることが好ましい。

【0011】

本発明において、前記制御部は、前記流体に供給する総熱エネルギーが所定の値よりも小さいときには、前記ペルチェモジュールの操作量が前記ヒーターの操作量よりも大きくなるように前記ヒーターと前記ペルチェモジュールとを制御することが好ましい。

【0012】

本発明において、前記制御部は、サイクル制御又はデューティー制御により前記ヒーターに電力を供給することが好ましい。

【0013】

本発明において、前記制御部は、前記流体に供給する熱エネルギーが変化したとき、前記ペルチェモジュールの操作量と前記ヒーターの操作量との比率を一定に保ちつつ、それぞれが供給する熱エネルギーを変化させることが好ましい。

【0014】

本発明において、前記制御部は、前記ヒーターの供給分と前記ペルチェモジュールの供給分とを単調に増加させることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、ペルチェモジュールとヒーターとを有する流体温度調節装置において、流体を目標温度にするまでの時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本実施形態に係る流体温度調整装置を有する半導体ウエハー処理装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る流体温度調整装置が有する冷却加熱装置の図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る流体温度調整装置が有する制御部の制御ブロック図である。

【図4】図４は、操作量の上限値の変化を示す図である。

【図5】図５は、操作量の上限値の変化を示す図である。

【図6】図６は、ペルチェモジュールの操作量とヒーターの操作量との一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0018】

図１は、本実施形態に係る流体温度調整装置を有する半導体ウエハー処理装置の一例を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る流体温度調整装置が有する冷却加熱装置の図である。図１に示す半導体ウエハー処理装置１００は、半導体デバイスの製造工程において、シリコン等の半導体ウエハーＷを、加熱した純水等の流体Ｌで洗浄する装置である。半導体ウエハー処理装置１００は、流体温度調整装置１と、制御装置２と、液槽３と、流体配管４Ａ〜４Ｇと、ポンプ５と、弁６Ａ〜６Ｃと、洗浄部７とを含む。

【0019】

流体温度調整装置１は、半導体ウエハーＷを洗浄するための流体Ｌを加熱又は冷却して、その温度を調整する装置である。本実施形態において、流体Ｌは純水等の液体であるが、流体Ｌは液体に限定されるものではなく、気体であってもよい。流体Ｌの種類は問わず、純水以外であってもよい。

【0020】

＜液体温度調整装置＞
流体温度制御装置１０は、制御部１１と、ヒーター駆動部１２と、ペルチェ駆動部１３とを含む。制御部１１は、例えば、マイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算装置とメモリ等の記憶装置とを有している。ヒーター駆動部１２及びペルチェ駆動部１３は、例えば、スイッチング素子を含むドライバ回路である。

【0021】

制御部１１は、例えば、制御装置２から又はオペレーターのマニュアル操作により入力される操作量に基づいて、ヒーター駆動部１２とペルチェ駆動部１３との少なくとも一方の動作を制御する。また、制御部１１は、冷却加熱装置２０を保護するため、操作量に上限値を設ける制御を実行する。制御部１１は、演算装置が記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムの命令を実行することにより、これらの制御を実現する。

【0022】

ヒーター駆動部１２とペルチェ駆動部１３との少なくとも一方は、制御部１１から送信された指令値に基づき、冷却加熱装置２０が有するヒーター２２とペルチェモジュール２３との少なくとも一方を駆動する。上述した操作量とは、冷却加熱装置２０と流体Ｌとの間で交換される熱エネルギーの量に相当する指標である。操作量は、例えば、制御装置２が、流体Ｌの目標温度に基づいて求める。

【0023】

本実施形態において、制御部１１は、流体Ｌを加熱することにより目標温度に維持するための総熱エネルギーを、ヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分とに分割して、ヒーター２２とペルチェモジュール２３との両方から流体Ｌに与える。ヒーター２２の供給分とは、ヒーター２２の最大加熱能力に対するヒーター２２の加熱出力の比率であり、ペルチェモジュール２３の供給分とは、ペルチェモジュール２３の最大加熱能力に対するペルチェモジュール２３の加熱出力の比率である。供給分は、いわゆる操作量に相当する。このようにすることで、ペルチェモジュール２３とヒーター２２とを有する流体温度調節装置１において、流体Ｌを目標温度にするまでの時間を短縮することができる。また、制御部１１は、流体Ｌを冷却する場合、ペルチェモジュール２３のみを駆動して、流体Ｌから熱エネルギーを除去し、流体Ｌを冷却する。なお、制御部１１は、流体Ｌを目標温度に維持する場合に限らず、例えば、新たな流体Ｌが供給されたときに流体Ｌを昇温するために加熱する場合にも、ヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分とに分割して、ヒーター２２とペルチェモジュール２３との両方から流体Ｌに与えることができる。

【0024】

図１、図２に示すように、冷却加熱装置２０は、流体通路２１を通過する流体Ｌを加熱するヒーター２２と、流体通路２１を通過する流体Ｌを加熱又は冷却するペルチェ素子のモジュールであるペルチェモジュール２３とを含む。ペルチェモジュール２３は、複数のペルチェ素子を有する。流体通路２１は、本体部２０Ｂ内に形成される。本体部２０Ｂは、流体Ｌに接触した場合に不純物を発生させにくく、酸又はアルカリ等によって冒されにくい材料が用いられる。このような材料としては、例えば、フッ素樹脂がある。本実施形態において、本体部２０Ｂは、フッ素樹脂で作られている。流体通路２１は、本体部２０Ｂの内部に形成されるので、流体通路２１を流れる流体Ｌは、フッ素樹脂と接触することになる。上述したように、フッ素樹脂は、不純物を発生させにくいので、不純物を極力排除したい半導体製造プロセスに冷却加熱装置２０を適用する場合には特に好適である。

【0025】

ヒーター２２は、流体通路２１側に設けられた伝熱部材（伝熱板）２４の内部に取り付けられている。ペルチェモジュール２３は、伝熱部材２４の表面に取り付けられており、伝熱部材２４よりも流体通路２１から離れた位置に配置される。すなわち、冷却加熱装置２０は、流体通路２１から近い順に、ヒーター２２、ペルチェモジュール２３となる。

【0026】

流体通路２１の流体入口２１Ｉから流入した流体Ｌは、流体通路２１を通過する過程でヒーター２２及びペルチェモジュール２３によって加熱され、昇温する。また、流体通路２１を通過する流体Ｌは、ペルチェモジュール２３によって冷却される。ペルチェモジュール２３は、流体Ｌの冷却及び加熱の両方に用いられる。ヒーター２２は、流体Ｌの加熱のみに用いられる。

【0027】

ヒーター２２とペルチェモジュール２３との少なくとも一方によって温度が調整された流体Ｌは、流体出口２１Ｅから流出する。流体出口２１Ｅの下流（流体Ｌの流れ方向下流）には、温度が調整された後の流体Ｌの温度を計測するための出口温度センサ３１が設けられる。また、伝熱部材２４には、伝熱部材２４の温度を計測するための伝熱部材温度センサ３２が設けられる。

【0028】

本実施形態においては、図２に示すように、ペルチェモジュール２３の外側に、ペルチェモジュール２３を冷却するための吸放熱装置２５が設けられる。吸放熱装置２５は、ペルチェモジュール２３の吸熱／放熱を促進させる。図２に示すように、流体通路２１の両側に、それぞれ２個ずつの伝熱部材２４、ペルチェモジュール２３及び吸放熱装置２５が配置される。すなわち、冷却加熱装置２０は、伝熱部材２４、ペルチェモジュール２３及び吸放熱装置２５をそれぞれ４個有している。本実施形態において、１つの伝熱部材２４は、３個のヒーター２２を有している。

【0029】

次に、流体通路２１について詳細に説明する。図２に示すように、流体通路２１は、分岐通路２１Ｍと、複数の熱交換部２１ＥＸと、回収通路２１Ｃとを含む。本体部２０Ｂの外部から内部に導入された分岐通路２１Ｍは、本体部２０Ｂの内部で分岐して、複数（本実施形態では４個）の熱交換部２１ＥＸに接続される。また、それぞれの熱交換部２１ＥＸは、本体部２０Ｂの内部で回収通路２１Ｃに接続されている。それぞれの熱交換部２１ＥＸは、伝熱部材２４と対向して配置されている。それぞれの熱交換部２１ＥＸは、伝熱部材２４に、例えば、耐食性が高く不純物の発生が少ないアモルファスカーボン製の接液部材が配置されている。回収通路２１Ｃは、本体部２０Ｂの内部で１本になった後、本体部２０Ｂの外部に引き出される。上述した出口温度センサ３１は、熱交換部２１ＥＸよりも流体Ｌの流れ方向下流側であればよく、回収通路２１Ｃに設けてもよい。

【0030】

流体通路２１の流体入口２１Ｉから分岐通路２１Ｍに流入した流体Ｌは、分岐通路２１Ｍからそれぞれの熱交換部２１ＥＸに導入される。熱交換部２１ＥＸ内の流体Ｌは、伝熱部材２４との間で熱交換する。熱交換部２１ＥＸで温度が上昇又は下降した流体Ｌは、回収通路２１Ｃに流入した後、流体通路２１の流体出口２１Ｅから本体部２０Ｂの外部へ流出する。このようにして、冷却加熱装置２０は、流体Ｌを加熱又は冷却する。

【0031】

本実施形態において、ヒーター２２とペルチェモジュール２３とは、加熱能力（定格の加熱出力）が極端に異ならないことが好ましく、同等であることがより好ましい。本実施形態において、制御部１１は、流体Ｌをその目標温度にするために加熱するにあたって、流体Ｌに供給する総エネルギーをヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分とに分割して流体Ｌに与える。ヒーター２２とペルチェモジュール２３との加熱能力が極端に異ならないようにすることで、流体Ｌに供給する総エネルギーの分割の制御が容易になる。また、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３の加熱能力を、いずれも無駄なく有効に利用することができる。

【0032】

図１に示す半導体ウエハー処理装置１００は、一枚毎に半導体ウエハーＷを洗浄する洗浄部７を複数備えた、枚葉洗浄装置と呼ばれる種類の装置である。半導体ウエハー処理装置１００は、半導体ウエハーＷの洗浄時に流体温度調整装置１が流体Ｌを昇温させる。このため、流体温度調整装置１には、流体Ｌを必要な温度まで迅速に昇温させる機能が要求される。流体温度調整装置１は、ペルチェモジュール２３とヒーター２２との両方を用いて流体Ｌを加熱することができるので、流体Ｌを迅速に昇温させることができる。その結果、流体温度調整装置１で流体Ｌを昇温させる半導体ウエハー処理装置１００は、処理速度を向上させ、半導体ウエハーＷの開始から洗浄終了まで時間を短縮することができる。

【0033】

流体温度調整装置１は、ペルチェモジュール２３とヒーター２２との両方を用いて流体Ｌを加熱するが、ヒーター２２は比較的安価であるとともに、コンパクトにすることができる。このため、冷却加熱装置２０を小型化できるとともに、製造コストを低減できる。また、流体温度調整装置１は、ペルチェモジュール２３とヒーター２２との両方に、同等の加熱能力を発揮させるため、一方の加熱能力を無闇に大きくする必要はない。このため、ペルチェモジュール２３又はヒーター２２のいずれかの加熱性能が高いものを用いることによるコストの増加を抑制できる。さらに、ペルチェモジュール２３は、加熱量又は冷却量を高精度に制御できるので、特に加熱量が小さい領域において流体Ｌの温度の安定性が低下することを抑制できる。

【0034】

＜制御装置＞
制御装置２は、半導体ウエハー処理装置１００全体の動作を制御するための装置である。制御装置２は、例えば、マイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算装置とメモリ等の記憶装置とを有している。制御装置２は、例えば、記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムの命令を演算装置が実行することにより、冷却加熱装置２０の操作量を求め、流体温度調整装置１の制御部１１に送信する。操作量は、例えば、半導体ウエハーＷの洗浄に対して適切な流体Ｌの温度（目標温度）と、冷却加熱装置２０によって温度が調整された後の流体Ｌの温度との偏差に基づいて決定される。制御装置２が操作量を求める場合、例えば、制御装置２は、流体Ｌの目標温度と、冷却加熱装置２０の流体出口２１Ｅの下流に設けられた出口温度センサ３１から取得した流体Ｌの温度との偏差を求め、これが０になるように操作量を求める。

【0035】

この他、制御装置２は、半導体ウエハー処理装置１００が有するポンプ５及び弁６Ａ〜６Ｃの動作を制御する。また、制御装置２は、液槽３に設けられた液槽温度センサ３３から取得した、液槽３に貯められている流体Ｌの温度に基づき、液槽３内の流体Ｌの温度を制御する。

【0036】

＜液槽、配管、ポンプ、弁及び洗浄部＞
液槽３は、半導体ウエハーを洗浄するための流体Ｌを貯める装置である。液槽３と冷却加熱装置２０の流体入口２１Ｉとは配管４Ａで接続されている。配管４Ａは、液槽３内の流体Ｌを冷却加熱装置２０に送る。冷却加熱装置２０の流体出口２１Ｅには配管４Ｂが接続されている。配管４Ｂの途中には、ポンプ５が設けられている。ポンプ５の吐出口側の配管４Ｂは、配管４Ｃに接続されている。配管４Ｃは、一方が液槽３に接続されるとともに、他方は複数の配管４Ｄに分岐している。それぞれの配管４Ｄには弁６が設けられている。

【0037】

それぞれの配管４Ｄの出口側で、洗浄対象の半導体ウエハーＷが洗浄される。この部分が洗浄部７である。半導体ウエハーＷを洗浄した後の流体Ｌは、配管４Ｅを通って配管４Ｆに集められる。配管４Ｆは、一端側が液槽３に接続されている。最も液槽３に近い洗浄部７よりも配管４Ｆの液槽３側には、弁６Ｂが設けられる。また、配管４Ｆの他端側は、配管４Ｇに接続されている。配管４Ｇには、弁６Ｃが設けられている。

【0038】

半導体ウエハーＷを洗浄しないとき、制御装置２は、すべての弁６Ａを閉じて流体Ｌがそれぞれの洗浄部７へ供給されないようにした状態で、ポンプ５を駆動する。このとき、制御装置２は、液槽３に貯められている流体Ｌの温度が所定の温度になるように流体温度調整装置１を制御する。このようにすることで、流体温度調整装置１と液槽３との間で流体Ｌが循環し、液槽３内の流体Ｌの温度が所定の温度に調整される。

【0039】

半導体ウエハーＷを洗浄する場合、制御装置２はポンプ５を駆動するとともに、半導体ウエハーＷを洗浄する洗浄部７の弁６Ａを開く。このとき、制御装置２は、流体Ｌの温度が半導体ウエハーＷの洗浄に適した温度になるように流体温度調整装置１を制御する。このようにすることで、流体温度調整装置１から、半導体ウエハーＷの洗浄に適した温度に調整された流体Ｌが洗浄対象の半導体ウエハーＷに供給される。

【0040】

洗浄後の流体Ｌは、まだ使用が可能である場合には、配管４Ｆ及び弁６Ｂを通って濾過された後、液槽３に戻される。洗浄後の流体Ｌに含まれる不純物等の量が増加してきた場合、制御装置２は、弁６Ｂを閉じ、弁６Ｃを開くことにより、流体Ｌを半導体ウエハー処理装置１００の外部に排出する。次に、流体温度調整装置１を用いた流体Ｌの温度制御について説明する。

【0041】

＜流体の温度制御＞
図３は、本実施形態に係る流体温度調整装置が有する制御部の制御ブロック図である。図４、図５は、操作量の上限値の変化を示す図である。図６は、ペルチェモジュールの操作量とヒーターの操作量との一例を示す図である。

【0042】

図１に示す流体温度調整装置１が、流体Ｌの温度を半導体ウエハーＷの洗浄に適した温度に調整するにあたって、制御部１１は、制御ブロックＢ１に示す操作量ＭＶの入力を受ける。操作量ＭＶは、例えば、図１に示す制御装置２によるＰＩＤ制御の操作量、すなわち、半導体ウエハーＷの洗浄に対して適切な流体Ｌの目標温度と、冷却加熱装置２０によって温度が調整された後の流体Ｌの温度との偏差に基づいて決定された操作量を用いることができる。また、操作量ＭＶは、通信回線等によって外部から制御部１１へ入力される操作量（外部操作量入力）であってもよい。

【0043】

冷却加熱装置２０のシール部が過熱すると、シール部の耐久性が低下して密封性能が低下するおそれがある。このため、シール部の温度からリミット値（シール部保護上限値）を決定する。シール部保護上限値は、図１、図２に示す冷却加熱装置２０のシール部を過熱から保護するためのものである。冷却加熱装置２０のシール部は、シール機能を実現するために必要な部分であり、例えば、図１、図２に示す伝熱部材２４と流体通路２１との間等に介在するＯリング、バックアップリング、接着剤又は接液部材等である。一般に、シール部の温度は測定が困難なので伝熱部材２４の温度から推定してもよい。

【0044】

本実施形態においては、制御部１１が、図４に示すシール部保護上限値ＭＶｓｌを伝熱部材温度ＰＶ３に基づいて設定する。制御部１１は、設定したシール部保護上限値ＭＶｓｌと制御ブロックＢ１の出力（操作量）ＭＶとを比較し、小さい方を出力ＭＶｓとする。したがって、制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓは、制御ブロックＢ１の出力ＭＶとＭＶｓｌとのうち小さい方になる。

【0045】

図４に示すように、シール部保護上限値ＭＶｓｌは、−１から１までの間で変化する。また、シール部保護上限値ＭＶｓｌは、伝熱部材２４の温度（伝熱部材温度）ＰＶ３に基づいて変化する。伝熱部材温度ＰＶ３は、伝熱部材２４に設けられた伝熱部材温度センサ３２が計測する。

【0046】

本実施形態において、伝熱部材温度ＰＶ３が所定の温度Ｔ４までは、シール部保護上限値ＭＶｓｌ＝１である。このとき、制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓは、ＭＶｓ＝ＭＶとなる。伝熱部材温度ＰＶ３が温度Ｔ４を超えると、伝熱部材温度ＰＶ３の上昇とともにシール部保護上限値ＭＶｓｌは減少する。制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓは、ＭＶｓｌとＭＶとのうち小さい方になる。伝熱部材温度ＰＶ３がＴ４以上の領域においては、操作量ＭＶに上限値が設定される結果、制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓが操作量ＭＶよりも小さくなる。

【0047】

伝熱部材温度ＰＶ３がＴ４以上の領域において、シール部保護上限値ＭＶｓｌは、伝熱部材温度ＰＶ３の上昇とともに、一次関数にしたがってリニアに、かつ連続して減少する。この例において、伝熱部材温度ＰＶ３＝Ｔ５（＞Ｔ４）のとき、シール部保護上限値ＭＶｓｌ＝０である。すなわち、制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓは０になるので、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３の操作量ＭＶは０になる。

【0048】

伝熱部材温度ＰＶ３がＴ５を超えると、シール部保護上限値ＭＶｓｌは、伝熱部材温度ＰＶ３の上昇とともに、一次関数にしたがってリニアに、かつ連続して減少するので、負の値となる。シール部保護上限値ＭＶｓｌが負の値になると、制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓが負の値になる。これは、冷却加熱装置２０の冷却を意味する。制御部１１は、出力ＭＶｓに基づいてペルチェモジュール２３が冷却するように制御する。伝熱部材温度ＰＶ３がＴ６になると、シール部保護上限値ＭＶｓｌは−１、すなわち、負の最大値をとる。このとき、ペルチェモジュール２３は、最大の冷却能力を発揮する。また、外乱等によりシール部温度が上昇した場合は、ペルチェモジュール２３を冷却方向で駆動して、シール部を速やかに冷却することによりシール部を保護することができる。

【0049】

上述したように、シール部保護上限値は、冷却加熱装置２０のシール部を保護するために設ける。シール部を保護するためには、シール部の温度を直接測定することが好ましい。しかし、温度計の取り付けが困難であることから、シール部の温度を直接測定することは困難である。このため、本実施形態では、シール部の温度と相関が高い伝熱部材温度ＰＶ３に基づいて、シール部保護上限値を設定する。

【0050】

このように、シール部の温度と相関の高い伝熱部材温度ＰＶ３を用いることで、シール部の温度をより正確に把握できるので、シール部をより確実に保護できる。また、シール部の温度をより正確に把握できるので、シール部の温度に余裕がある場合には、シール部保護上限値を大きくして、冷却加熱装置２０の能力を最大限に発揮させることができる。さらに、流体Ｌの種類によっては熱が伝わり難いものがある（例えば、硫酸又はエチレングリコール等）。熱が伝わり難い流体Ｌを加熱する場合、出口温度ＰＶ１が低くても、伝熱部材温度ＰＶ３が高いことがある。本実施形態では、出口温度ＰＶ１に基づくモジュール保護上限値に加え、伝熱部材温度ＰＶ３に基づくシール部保護上限値を用いるので、熱が伝わり難い流体Ｌを加熱する場合であっても、シール部をより確実に保護できる。すなわち、本実施形態は、熱の伝わりやすさが異なる複数種類の流体Ｌを加熱する場合であっても、シール部を確実に保護することができる。

【0051】

操作量ＭＶにシール部保護上限値が設定された出力ＭＶｓが得られたら、制御ブロックＢ３において、制御部１１は、図１、図２に示す冷却加熱装置２０の伝熱部材２４が温度を調整した流体Ｌの温度（出口温度）ＰＶ１温度に基づいた、流体Ｌに供給する熱エネルギーの上限値（モジュール保護上限値）ＭＶｊｌを設定する。

【0052】

流体Ｌの温度又は流量によっては、シール部保護上限値を適用してもペルチェモジュール２３のジャンクション温度が過熱する場合がある。このため、本実施形態では、ジャンクションの温度を測定しモジュール保護上限値（リミット値）を決定する。ジャンクションとは、ペルチェ素子と電極との接合部をいう。操作量ＭＶの入力を受けた制御部１１は、制御ブロックＢ３において、図１、図２に示すペルチェモジュール２３のジャンクションを保護するために、流体Ｌに供給する熱エネルギーの上限値（モジュール保護上限値）ＭＶｊｌを設定する。本実施形態において、制御部１１は、図５に示す流体Ｌの温度（出口温度）ＰＶ１とモジュール保護上限値ＭＶｊｌとの関係に基づいて、モジュール保護上限値ＭＶｊｌを設定する。そして、制御部１１は、設定したモジュール保護上限値ＭＶｊｌと制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓとを比較し、小さい方を出力ＭＶｊとする。したがって、制御ブロックＢ３の出力ＭＶｊは、モジュール保護上限値ＭＶｊｌと制御ブロックＢ２の出力ＭＶｓとのうち小さい方になる。

【0053】

図５に示すように、モジュール保護上限値ＭＶｊｌは、０から１までの間で変化する。また、モジュール保護上限値ＭＶｊｌは、冷却加熱装置２０によって温度が調整された後（加熱においては加熱後）の流体Ｌの温度（出口温度）ＰＶ１に基づいて変化する。したがって、モジュール保護上限値も、冷却加熱装置２０によって温度が調整された後（加熱においては加熱後）の出口温度ＰＶ１に基づいて変化する。出口温度ＰＶ１は、冷却加熱装置２０の流体出口２１Ｅの下流に設けられた出口温度センサ３１が計測する。出口温度ＰＶ１を用いるのは、一般に、ジャンクションの温度を直接測定するのは困難なので、出口温度ＰＶ１から推定するためである。

【0054】

本実施形態において、出口温度ＰＶ１が所定の温度Ｔ１までは、モジュール保護上限値ＭＶｊｌ＝１である。このとき、制御ブロックＢ３の出力ＭＶｊは、ＭＶｊ＝ＭＶｓとなる。出口温度ＰＶ１が温度Ｔ１を超え、温度Ｔ２になるまでは、出口温度ＰＶ１の上昇とともにモジュール保護上限値ＭＶｊｌは減少する。制御ブロックＢ３の出力ＭＶｊは、出口温度ＰＶ１がＴ１以上の領域において、操作量ＭＶｓとモジュール保護上限値ＭＶｊｌとの小さい方が選択される。

【0055】

出口温度ＰＶ１がＴ１以上の領域において、モジュール保護上限値ＭＶｊｌは、出口温度ＰＶ１の上昇とともに、一次関数にしたがってリニアに、かつ連続して減少する。この例において、出口温度ＰＶ１＝Ｔ２（＞Ｔ１）のとき、モジュール保護上限値ＭＶｊｌ＝０．１５である。モジュール保護上限値ＭＶｊｌは、出口温度ＰＶ１がＴ２を超えると出口温度ＰＶ１がＴ２を超える前よりも急激に減少し、出口温度ＰＶ１＝Ｔ３（＞Ｔ３）で０になる。ここでは制限値（モジュール保護上限値ＭＶｊｌ）がリニアに減少するとしているが、ジャンクション温度を一定以下に制限することが目的であるから、ジャンクション温度の余裕度によって制限値はモジュール保護上限値ＭＶｊｌを部分的に増減させてもよい（以下同様）。

【0056】

ジャンクション温度を一定以下にすることによりペルチェモジュール２３を保護する。ジャンクションを保護するためには、ジャンクションの温度を直接測定することが好ましい。しかし、温度計の取り付けが困難であること、ヒーター２２の影響を受けやすいことから、ジャンクションの温度を直接測定することは困難である。ここではヒーター２２の影響を大きく受けるが、ジャンクション温度と一定の相関がある出口温度ＰＶ１からペルチェモジュール２３を保護するための制限値（モジュール保護上限値）を決定する。ペルチェモジュール２３の操作量とヒーター２２の操作量との間に一定の関係を持たせることで、ヒーター２２温度の影響を考慮したペルチェモジュール２３の操作量の制限値、すなわち、モジュール保護上限値を決定することができる。

【0057】

このように、ジャンクションの温度と相関の高い出口温度ＰＶ１を用いることで、ジャンクションの温度をより正確に把握できるので、ジャンクションをより確実に保護できる。また、ジャンクションの温度をより正確に把握できるので、ジャンクションの温度に余裕がある場合には、モジュール保護上限値を大きくして、ペルチェモジュール２３の能力を最大限に発揮させることができる。

【0058】

ペルチェモジュール２３は、加熱に用いた場合、発熱量が大きくなるとジャンクションの温度も高くなる。本実施形態において、モジュール保護上限値ＭＶｊｌは、出口温度ＰＶ１が上昇するにしたがって小さくなる。すなわち、出口温度ＰＶ１が上昇するにしたがって、制御ブロックＢ３の出力ＭＶｊが小さくなる。出口温度ＰＶ１は、ペルチェモジュール２３の発熱量が大きくなるにしたがって高くなるので、上述したように、出口温度ＰＶ１が上昇するにしたがって、モジュール保護上限値を小さくすることで、ジャンクションをより確実に保護することができる。

【0059】

このように、本実施形態では、操作量ＭＶと、シール部保護上限値ＭＶｓｌと、モジュール保護上限値ＭＶｊｌとのうち最も小さいものをヒーター２２及びペルチェモジュール２３操作量ＭＶｊとする。上述した例では、シール部保護上限値ＭＶｓｌ、モジュール保護上限値ＭＶｊｌの順にこれらを設定したが、これらを求める順序を逆にしてもよい。

【0060】

本実施形態では、制御部１１は、制御ブロックＢ３の出力、すなわち操作量ＭＶｊを、制御ブロックＢ１における制御装置２によるＰＩＤ制御にフィードバックしている。このように、上限値が設定された操作量ＭＶｊを前記ＰＩＤ制御にフィードバックすることで、前記ＰＩＤ制御における不要な積分を停止させ、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。

【0061】

操作量ＭＶに上限値を設定する処理（制御ブロックＢ２、Ｂ３の処理）が終了したら、制御ブロックＢ４において、制御部１１は、制御ブロックＢ２及び制御ブロックＢ３で上限値が設定された操作量ＭＶ、すなわち、制御ブロックＢ３の出力である操作量ＭＶｊ（以下、ＭＶｃという）を、ヒーター２２の操作量（ヒーター操作量）ＭＶｈとペルチェモジュール２３の操作量（モジュール操作量）ＭＶｍとに分割する（操作量分割）。制御ブロックＢ３の出力である操作量ＭＶｊは、流体Ｌを加熱するための熱エネルギーに相当する。操作量分割することで、特に流体Ｌを加熱することにより目標温度に維持する場合は、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３の両方から流体Ｌへ熱エネルギーを与えることができる。その結果、両者の加熱能力を有効に利用して、流体Ｌを目標温度にするまでの時間を短縮することができる。

【0062】

操作量分割は、図６に示すモジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを用いる。操作量を分割する前においては、流体温度調整装置１の最大・最小操作量を±１で表す。また、操作量を分割した後においては、ペルチェモジュール２３の最大・最小操作量を±１で表す。ヒーターの最大操作量を＋１で表す。モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは、出力ＭＶｃのうち、モジュール操作量ＭＶｍ（流体Ｌを加熱するための熱エネルギーのうちペルチェモジュール２３の供給分に相当する）に対応する係数である。モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは、０以上１以下である。

【0063】

出力ＭＶｃの範囲が０以上１以下である場合、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈの範囲も０以上１以下になる。モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを用いると、モジュール操作量ＭＶｍは、２×ＭＶｃ×ＭＶｍｋ（ただし、０≦ＭＶｍ≦１）となる。また、出力ＭＶｃのうち、ヒーター操作量ＭＶｈ（流体Ｌを加熱するための熱エネルギーのうちヒーター２２の供給分に相当する）は、２×ＭＶｃ×（１−ＭＶｍｋ）（ただし、０≦ＭＶｃ≦１）となる。

【0064】

ただし、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは、１−１／（２×ＭＶｃ）以上１／（２×ＭＶｃ）以下、かつ０以上１以下である。図６に示す破線が、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋの上限と下限とを示している。なお、上述したモジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋの範囲は、ペルチェモジュール２３の定格の加熱出力とヒーター２２の定格の加熱出力とが等しい場合である。両者が異なる場合は、それぞれの加熱能力の比率を考慮する必要がある。

【0065】

モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを、１−１／（２×ＭＶｃ）以上１／（２×ＭＶｃ）以下、かつ０以上１以下の範囲で設定することにより、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈを０以上１以下の範囲に設定することができる。モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋが出力ＭＶｃの変化に対して一定であれば、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとの比率も、出力ＭＶｃの変化に対して一定である。すなわち、流体Ｌを加熱するための熱エネルギーのうち、ヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分との比率は、流体Ｌに供給する熱エネルギーの大きさによって変化しない。

【0066】

本実施形態では、制御部１１は、流体Ｌを加熱するための総熱エネルギーのうち、ヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分との比率を、流体Ｌに供給する熱エネルギーの大きさに基づいて変化させる。このため、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを出力ＭＶｃの変化に対して変化させることにより、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとの比率を出力ＭＶｃの変化に対して変化させる。その結果、流体Ｌを加熱するための熱エネルギーのうち、ヒーター２２の供給分とペルチェモジュール２３の供給分との比率が、流体Ｌに供給する熱エネルギーの大きさの変化とともに変化する。上述した比率とは、流体Ｌを加熱するために供給される熱エネルギーに対するヒーター２２とペルチェモジュール２３との比率である。

【0067】

本実施形態では、次の点（１）〜（５）を考慮してモジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを設定することにより、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとを分割した。
（１）出力ＭＶｃが０から１まで変化する間において、流体Ｌに与える総熱エネルギーが単調増加を維持するように、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈも前記範囲において単調増加させる。流体Ｌに与える総熱エネルギーが減少する領域があると、出力ＭＶｃ（操作量）が増加したにも関わらず、流体Ｌに与える総熱エネルギーが減少することがあり、その結果、流体Ｌの温度がハンチングするおそれがある。上述したようにすることで、流体Ｌに与える総熱エネルギーを単調増加させて、流体Ｌの温度がハンチングするおそれを低減することができる。

【0068】

（２）モジュール操作量ＭＶｍを滑らかに変化させる。このようにすることで、ペルチェモジュール２３のジャンクションの温度が過度に変動しないようにすることができる。その結果、出力ＭＶｃ（操作量）の変化が小さい場合において、ペルチェモジュール２３の温度、特にジャンクションの温度の急激な変化を抑制できるので、ペルチェモジュール２３の耐久性低下を抑制できる。

【0069】

（３）流体Ｌに与える総熱エネルギーが所定の値よりも小さいときには、流体Ｌを加熱するための総熱エネルギーのうち、ペルチェモジュール２３の供給分の方がヒーター２２の供給分よりも大きくなるようにする。具体的には、出力ＭＶｃ（操作量）が所定の値よりも小さい領域（例えば、出力ＭＶｃが０．５〜０．６よりも小さい領域）では、モジュール操作量ＭＶｍをヒーター操作量ＭＶｈよりも大きくする。

【0070】

ペルチェモジュール２３を加熱に用いる場合、ペルチェ効果によりヒーター２２と比較して加熱の効率が高くなる。このため、モジュール操作量ＭＶｍをヒーター操作量ＭＶｈよりも大きくすることで、流体Ｌの加熱効率が向上する。その結果、消費電力を抑制することができる。特に、出力ＭＶｃ（操作量）が小さい領域において、前記加熱効率の差は大きくなるので、このような領域においては、ペルチェモジュール２３のみで流体Ｌを加熱することが好ましい。

【0071】

なお、ペルチェモジュール２３の電源にスイッチング電源を用いる場合、電源に対する負荷が小さい領域においては効率が低下する。このため、極端に出力ＭＶｃ（操作量）が小さい領域（例えば、モジュール操作量ＭＶｍが０．２以下）では、スイッチング電源の効率が低下する。本実施形態では、極端に出力ＭＶｃ（操作量）が小さい領域では、ペルチェモジュール２３のみで流体Ｌを加熱する。このようにすると、ヒーター２２で流体Ｌを加熱する分をペルチェモジュール２３で賄うため、それだけスイッチング電源の負荷が大きくなるので、スイッチング電源の効率が低い領域を極力使用しないようにすることができる。本実施形態においては、例えば、出力ＭＶｃ（操作量）が０．１以下（モジュール操作量ＭＶｍは０．２以下に相当）ではペルチェモジュール２３のみで加熱することで、スイッチング電源の効率が低い領域の使用を抑制できる。

【0072】

また、モジュール操作量ＭＶｍをヒーター操作量ＭＶｈよりも大きくすることで、流体Ｌを加熱する際の制御性が向上する。例えば、サイクル制御等のような出力が階段状に変化する電力制御方式によってヒーター２２を制御している場合、ペルチェモジュール２３の方がヒーター２２よりも出力分解能は小さく、出力分解能の劣るヒーター２２で加熱することによる流体Ｌの温度制御精度低下を効果的に抑制することができる。

【0073】

（４）流体Ｌに与える総熱エネルギーが所定の値以上になったときには、流体Ｌを加熱するための総熱エネルギーのうち、ヒーター２２の供給分の方が、ペルチェモジュール２３の供給分よりも大きくなるようにする。具体的には、出力ＭＶｃ（操作量）が所定の値以上の領域（例えば、出力ＭＶｃが０．５〜０．６以上の領域）では、ヒーター操作量ＭＶｈをモジュール操作量ＭＶｍよりも大きくする。その結果、流体Ｌに供給する総熱エネルギーの増加にともない、ペルチェモジュール２３によって流体Ｌに供給される熱エネルギーがヒーター２２によって流体Ｌに供給される熱エネルギーをよりも大きい状態から、ヒーター２２によって流体Ｌに供給される熱エネルギーがペルチェモジュール２３によって流体Ｌに供給される熱エネルギーよりも大きい状態になる。すなわち、流体Ｌに供給する総熱エネルギーの増加にともない、ペルチェモジュール２３の最大加熱能力に対してヒーター２２の最大加熱能力が大きい状態になる。このように、本実施形態では、ヒーター２２によって流体Ｌに供給される熱エネルギーとペルチェモジュール２３によって流体Ｌに供給される熱エネルギーとの大小が切り替えられる。すなわち、ヒーター２２の操作量とペルチェモジュール２３の操作量との大小が切り替えられる。

【0074】

このようにすることで、出力ＭＶｃ（操作量）が所定の値以上の領域では、流体Ｌに供給する総熱エネルギーをより多くヒーター２２に負担させることにより、ペルチェモジュール２３の負担を低減することができる。その結果、ペルチェモジュール２３のジャンクションの温度上昇を抑制して、ペルチェモジュール２３、より具体的にはジャンクションの耐久性低下を効果的に抑制することができる。

【0075】

（５）モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを連続して変化させる。このようにすることで、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとを連続して変化させることができる。そして、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとが変化しても、ペルチェモジュール２３が流体Ｌに供給する熱エネルギーとヒーター２２が流体Ｌに供給する熱エネルギーとが滑らかに変化する。その結果、モジュール操作量ＭＶｍとヒーター操作量ＭＶｈとを変化させても、流体Ｌの温度の急激な変化が抑制されるので、流体Ｌで洗浄される半導体ウエハーＷの品質に与える影響を小さくすることができる。

【0076】

図６は、上述した（１）〜（４）にしたがってモジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋを設定した一例を示している。例えば、出力ＭＶｃ（操作量）が０．１程度までの領域では、モジュール操作量ＭＶｍが０よりも大きく、ヒーター操作量ＭＶｈは０になる。このため、ペルチェモジュール２３のみで流体Ｌを加熱することになる。出力ＭＶｃ（操作量）が０．１程度を超え、０．８程度までの領域では、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは単調に減少する。この領域では、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈはともに０よりも大きくなる。このため、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３の両方で流体Ｌを加熱することになる。

【0077】

出力ＭＶｃ（操作量）が０．５３程度で、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは０．５になる。このとき、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈはともに０．５になる。このため、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３の両方で流体Ｌを加熱するとともに、両者が流体Ｌに与える熱エネルギーは、それぞれが等しくなる。

【0078】

出力ＭＶｃ（操作量）が０．８程度を超えると、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋは単調増加に転じ、出力ＭＶｃ（操作量）が１で０．５になる。この領域では、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈは単調に増加するが、ヒーター操作量ＭＶｈの増加割合はＭＶｍｋが０．８よりも小さい領域よりも小さくなる。ＭＶｃ＝１では、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋ＝０．５のとき、ヒーター２２及びペルチェモジュール２３は、両者とも最大の出力で流体Ｌに熱エネルギーを与え、これを加熱する。

【0079】

なお、制御部１１は、流体Ｌに供給する熱エネルギーが変化したとき、ペルチェモジュール２３の最大加熱能力に対する加熱出力の比率（操作量）とヒーター２２の最大加熱能力に対する加熱出力の比率（操作量）との比率を一定に保ちつつ、それぞれが供給する熱エネルギーを変化させてもよい。このようにすると、図６においてＭＶｍ＝ＭＶｈ＝ＭＶｃになる。

【0080】

このように、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋが設定されることにより、制御部１１は、ペルチェモジュール２３の操作量とヒーター２２の操作量とを切り替えて、冷却加熱装置２０を、流体Ｌに供給する総熱エネルギーの増加にともない、ペルチェモジュール２３によって流体Ｌに供給される熱エネルギーがヒーター２２によって流体Ｌに供給される熱エネルギーをよりも大きい状態から、ヒーター２２によって流体Ｌに供給される熱エネルギーがペルチェモジュール２３によって流体Ｌに供給される熱エネルギーよりも大きい状態に制御することができる。その結果、制御性向上、ペルチェモジュール２３のジャンクションの温度上昇を抑制するという効果を効果的に得ることができる。また、制御部１１は、制御ブロックＢ１で操作量が決定されれば、流体Ｌを目標温度に制御するので、操作が容易である。その結果、流体温度調整装置１は、誤操作による不具合を誘発しにくく、半導体ウエハーＷの洗浄不良を引き起こすおそれは極めて低い。以上は、ペルチェモジュール２３とヒーター２２との加熱能力が等しい場合について説明した。ペルチェモジュール２３とヒーター２２との加熱能力が異なる場合は、各々の最大加熱能力に対する供給加熱能力の比と読み替えてもよい。

【0081】

制御部１１は、モジュール用操作量分割係数ＭＶｍｋに基づいて出力ＭＶｃを操作量分割することにより、モジュール操作量ＭＶｍ及びヒーター操作量ＭＶｈを設定する。その後、制御部１１は、ヒーター操作量ＭＶｈに基づき、ヒーター２２に供給する電力をサイクル制御又はデューティー制御する。ヒーター２２に供給される電力をサイクル制御又はデューティー制御することにより、ヒーター２２の加熱量を容易に制御することができる。

【0082】

サイクル制御は、交流電源の半波又は１周期単位で前記交流電源をＯＮ／ＯＦＦすることにより、ヒーター２２に供給する電力を制御する方法である。デューティー制御は、所定時間（例えば、１秒）における前記交流電源のＯＮ時間を変更することにより、ヒーター２２に供給する電力を制御する方法である。サイクル制御又はデューティー制御は、単なるＯＮ／ＯＦＦ制御と比較して、ヒーター２２に供給する電力を精度よく制御できるので、ヒーター２２の加熱量を精度よく制御することができる。

【符号の説明】

【0083】

１ 流体温度調整装置
２ 制御装置
３ 液槽
４Ａ〜４Ｇ 配管
５ ポンプ
６Ａ〜６Ｃ 弁
７ 洗浄部
１０ 流体温度制御装置
１１ 制御部
１２ ヒーター駆動部
１２ モジュール制御部
１３ ペルチェ駆動部
２０ 冷却加熱装置
２０Ｂ 本体部
２１ 流体通路
２１Ｃ 回収通路
２１Ｅ 流体出口
２１ＥＸ 熱交換部
２１Ｉ 流体入口
２１Ｍ 分岐通路
２２ ヒーター
２３ ペルチェモジュール
２４ 伝熱部材
２５ 吸放熱装置
３１ 出口温度センサ
３２ 伝熱部材温度センサ
３３ 液槽温度センサ
１００ 半導体ウエハー処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】