(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022065995
(43)【公開日】2022-04-28
(54)【発明の名称】温度制御システム
(51)【国際特許分類】
G05D 23/19 20060101AFI20220421BHJP
【ＦＩ】
G05D23/19 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020174862
(22)【出願日】2020-10-16
(71)【出願人】
【識別番号】590000835
【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三村 和弘
(72)【発明者】
【氏名】小林 敦
(72)【発明者】
【氏名】大久保 英明
【テーマコード（参考）】
5H323
【Ｆターム（参考）】
5H323AA01
5H323BB04
5H323CA06
5H323CB23
5H323CB25
5H323CB35
5H323CB44
5H323DA01
5H323DA04
(57)【要約】 （修正有）
【課題】循環流路を流通する流体の温度を短時間で設定温度に調整する温度制御システムを提供する。
【解決手段】温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含み、温調対象１００の温度を調整する循環流体Ｆｃが流通する循環流路３と、循環流路３に配置され、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度を調整する温調器５と、第１供給流路８を介して循環流路３に接続され、第１温度の第１流体を送出する第１温調ユニット６と、第２供給流路９を介して循環流路３に接続され、第１温度よりも高い第２温度の第２流体を送出する第２温調ユニット７と、第１供給流路８に配置される第１弁１０と、第２供給流路９に配置される第２弁１１と、を備える。第２弁１１は、電磁弁であり、温調対象１００の設定温度が第１設定温度から第１設定温度よりも高い第２設定温度に変更されたときに、第２供給流路９を開放した後、第２供給流路９を閉鎖する。
【選択図】図１
【解決手段】温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含み、温調対象１００の温度を調整する循環流体Ｆｃが流通する循環流路３と、循環流路３に配置され、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度を調整する温調器５と、第１供給流路８を介して循環流路３に接続され、第１温度の第１流体を送出する第１温調ユニット６と、第２供給流路９を介して循環流路３に接続され、第１温度よりも高い第２温度の第２流体を送出する第２温調ユニット７と、第１供給流路８に配置される第１弁１０と、第２供給流路９に配置される第２弁１１と、を備える。第２弁１１は、電磁弁であり、温調対象１００の設定温度が第１設定温度から第１設定温度よりも高い第２設定温度に変更されたときに、第２供給流路９を開放した後、第２供給流路９を閉鎖する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
温調対象を含み、前記温調対象の温度を調整する循環流体が流通する循環流路と、
前記循環流路に配置され、前記温調対象に供給される前記循環流体の温度を調整する温調器と、
第１供給流路を介して前記循環流路に接続され、第１温度の第１流体を送出する第１温調ユニットと、
第２供給流路を介して前記循環流路に接続され、前記第１温度よりも高い第２温度の第２流体を送出する第２温調ユニットと、
前記第１供給流路に配置される第１弁と、
前記第２供給流路に配置される第２弁と、を備え、
前記第２弁は、電磁弁であり、前記温調対象の設定温度が第１設定温度から前記第１設定温度よりも高い第２設定温度に変更されたときに、前記第２供給流路を開放した後、前記第２供給流路を閉鎖する、
温度制御システム。
前記循環流路に配置され、前記温調対象に供給される前記循環流体の温度を調整する温調器と、
第１供給流路を介して前記循環流路に接続され、第１温度の第１流体を送出する第１温調ユニットと、
第２供給流路を介して前記循環流路に接続され、前記第１温度よりも高い第２温度の第２流体を送出する第２温調ユニットと、
前記第１供給流路に配置される第１弁と、
前記第２供給流路に配置される第２弁と、を備え、
前記第２弁は、電磁弁であり、前記温調対象の設定温度が第１設定温度から前記第１設定温度よりも高い第２設定温度に変更されたときに、前記第２供給流路を開放した後、前記第２供給流路を閉鎖する、
温度制御システム。
【請求項2】
前記第２弁は、前記第２供給流路を開放した後、前記循環流体の検出温度と前記第２設定温度との差が規定値以下になったときに、又は前記設定温度が前記第２設定温度に変更されてから規定時間が経過したときに、前記第２供給流路を閉鎖する、
請求項１に記載の温度制御システム。
請求項１に記載の温度制御システム。
【請求項3】
前記温調器は、熱電モジュールを含み、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記温調対象に供給される前記循環流体の温度が前記第２設定温度になるように、前記循環流体の温度を調整する、
請求項１又は請求項２に記載の温度制御システム。
請求項１又は請求項２に記載の温度制御システム。
【請求項4】
前記第１弁は、比例制御弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記温調対象に供給される前記循環流体の温度が前記第２設定温度になるように、前記循環流路に供給される前記第１流体の流量を調整する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度制御システム。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度制御システム。
【請求項5】
前記第１弁は、三方弁であり、
前記第１弁と前記第１温調ユニットとを接続する第１リターン流路を備え、
前記第１弁は、前記第１温調ユニットから前記第１供給流路に送出された前記第１流体の少なくとも一部が前記第１リターン流路を介して前記第１温調ユニットに戻されるように作動可能である、
請求項４に記載の温度制御システム。
前記第１弁と前記第１温調ユニットとを接続する第１リターン流路を備え、
前記第１弁は、前記第１温調ユニットから前記第１供給流路に送出された前記第１流体の少なくとも一部が前記第１リターン流路を介して前記第１温調ユニットに戻されるように作動可能である、
請求項４に記載の温度制御システム。
【請求項6】
前記第２弁と前記第２温調ユニットとの間の前記第２供給流路と前記第２温調ユニットとを接続する第２リターン流路と、
前記第２リターン流路に配置される第３弁と、を備え、
前記第３弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第２リターン流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第２温調ユニットから前記第２供給流路に送出された前記第２流体が前記第２リターン流路を介して前記第２温調ユニットに戻されるように、前記第２リターン流路を開放する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の温度制御システム。
前記第２リターン流路に配置される第３弁と、を備え、
前記第３弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第２リターン流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第２温調ユニットから前記第２供給流路に送出された前記第２流体が前記第２リターン流路を介して前記第２温調ユニットに戻されるように、前記第２リターン流路を開放する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の温度制御システム。
【請求項7】
前記循環流路に配置される第４弁を備え、
前記第４弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記循環流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記循環流路を開放する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の温度制御システム。
前記第４弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記循環流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記循環流路を開放する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の温度制御システム。
【請求項8】
前記循環流路は、前記循環流体と前記第１流体及び前記第２流体の少なくとも一方とが混合されるタンクを含み、
前記第１供給流路及び前記第２供給流路のそれぞれは、前記タンクに接続され、
前記第４弁は、前記温調対象の流出口と前記タンクの流入口との間の前記循環流路に配置される、
請求項７に記載の温度制御システム。
前記第１供給流路及び前記第２供給流路のそれぞれは、前記タンクに接続され、
前記第４弁は、前記温調対象の流出口と前記タンクの流入口との間の前記循環流路に配置される、
請求項７に記載の温度制御システム。
【請求項9】
前記循環流路と前記第１温調ユニットとを接続する第１オーバーフロー流路と、
前記循環流路と前記第２温調ユニットとを接続する第２オーバーフロー流路と、
前記第１オーバーフロー流路に配置される第５弁と、
前記第２オーバーフロー流路に配置される第６弁と、を備え、
前記第５弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第１オーバーフロー流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第１オーバーフロー流路を開放し、
前記第６弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第２オーバーフロー流路を開放し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第２オーバーフロー流路を閉鎖する、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の温度制御システム。
前記循環流路と前記第２温調ユニットとを接続する第２オーバーフロー流路と、
前記第１オーバーフロー流路に配置される第５弁と、
前記第２オーバーフロー流路に配置される第６弁と、を備え、
前記第５弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第１オーバーフロー流路を閉鎖し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第１オーバーフロー流路を開放し、
前記第６弁は、電磁弁であり、前記第２弁が前記第２供給流路を開放したときに、前記第２オーバーフロー流路を開放し、前記第２弁が前記第２供給流路を閉鎖したときに、前記第２オーバーフロー流路を閉鎖する、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の温度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、温度制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような温度制御システムが使用される。特許文献１において、温度制御システムは、温調対象を含む循環流路と、循環流路の外部に配置される温調ユニットとを備える。温調ユニットから循環流路に流体が供給されることにより、循環流路を流通する流体の温度が調整される。循環流路と温調ユニットとを接続する流路に弁が配置される。弁が制御されることにより、温調ユニットから循環流路に流体が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１４５０８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
弁の応答速度が低いと、循環流路を流通する流体の温度が設定温度に調整されるまでに長時間を要する可能性がある。
【0005】
本開示は、循環流路を流通する流体の温度を短時間で設定温度に調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に従えば、温調対象を含み、前記温調対象の温度を調整する循環流体が流通する循環流路と、前記循環流路に配置され、前記温調対象に供給される前記循環流体の温度を調整する温調器と、第１供給流路を介して前記循環流路に接続され、第１温度の第１流体を送出する第１温調ユニットと、第２供給流路を介して前記循環流路に接続され、前記第１温度よりも高い第２温度の第２流体を送出する第２温調ユニットと、前記第１供給流路に配置される第１弁と、前記第２供給流路に配置される第２弁と、を備え、前記第２弁は、電磁弁であり、前記温調対象の設定温度が第１設定温度から前記第１設定温度よりも高い第２設定温度に変更されたときに、前記第２供給流路を開放した後、前記第２供給流路を閉鎖する、温度制御システムが提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、循環流路を流通する流体の温度が短時間で設定温度に調整される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【0010】
［温度制御システム］
図１は、実施形態に係る温度制御システム１Ａを示す構成図である。図２は、実施形態に係る温度制御システム１Ａを示すブロック図である。図１及び図２に示すように、温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含む循環流路３と、循環流路３に配置される循環ポンプ４と、循環流路３に配置される温調器５と、循環流路３の外部に配置される第１温調ユニット６と、循環流路３の外部に配置される第２温調ユニット７と、循環流路３と第１温調ユニット６とを接続する第１供給流路８と、循環流路３と第２温調ユニット７とを接続する第２供給流路９と、第１供給流路８に配置される第１弁１０と、第２供給流路９に配置される第２弁１１とを備える。
図１は、実施形態に係る温度制御システム１Ａを示す構成図である。図２は、実施形態に係る温度制御システム１Ａを示すブロック図である。図１及び図２に示すように、温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含む循環流路３と、循環流路３に配置される循環ポンプ４と、循環流路３に配置される温調器５と、循環流路３の外部に配置される第１温調ユニット６と、循環流路３の外部に配置される第２温調ユニット７と、循環流路３と第１温調ユニット６とを接続する第１供給流路８と、循環流路３と第２温調ユニット７とを接続する第２供給流路９と、第１供給流路８に配置される第１弁１０と、第２供給流路９に配置される第２弁１１とを備える。
【0011】
また、温度制御システム１Ａは、第１弁１０と第１温調ユニット６とを接続する第１リターン流路１２と、第２供給流路９と第２温調ユニット７とを接続する第２リターン流路１３と、第２リターン流路１３に配置される第３弁１４と、循環流路３に配置される第４弁１５と、循環流路３に接続されるオーバーフロー流路１６と、オーバーフロー流路１６と第１温調ユニット６とを接続する第１オーバーフロー流路１７と、オーバーフロー流路１６と第２温調ユニット７とを接続する第２オーバーフロー流路１８と、循環流路３から分岐するバイパス流路１９と、第１オーバーフロー流路１７に配置される第５弁２０と、第２オーバーフロー流路１８に配置される第６弁２１と、第１オーバーフロー流路１７に配置される第７弁２２と、第２オーバーフロー流路１８に配置される第８弁２３と、バイパス流路１９に配置される第９弁２４とを備える。
【0012】
また、温度制御システム１Ａは、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの流量Ｒを検出する流量センサ２５と、温調器５に流入する循環流体Ｆｃの温度Ｔａを検出する温度センサ２６と、温調対象１００に流入する循環流体Ｆｃの温度Ｔｂを検出する温度センサ２７と、温調対象１００の温度Ｔｃを検出する温度センサ２８と、温調対象１００から流出した循環流体Ｆｃの温度Ｔｄを検出する温度センサ２９と、温度制御システム１Ａを制御する制御装置３０とを備える。
【0013】
温調対象１００として、半導体製造装置の少なくとも一部が例示される。実施形態において、温調対象１００は、プラズマ処理装置のウエハホルダである。ウエハホルダは、プラズマ処理装置においてプラズマ処理される半導体ウエハを保持する。ウエハホルダは、例えばアルミニウム製である。ウエハホルダは、半導体ウエハを静電吸着力で保持する静電チャックを有する。静電チャックは、直流電圧が印加されることによりクーロン力で半導体ウエハを吸着保持する。ウエハホルダの温度が制御されることにより、ウエハホルダに保持されている半導体ウエハの温度が調整される。
【0014】
温度制御システム１Ａは、温調対象１００に循環流体Ｆｃを供給することにより、温調対象１００の温度を制御する。実施形態において、循環流体Ｆｃは、液体である。なお、循環流体Ｆｃは、気体でもよい。
【0015】
循環流路３は、タンク２と、タンク２から温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃが流通する供給部３Ａと、温調対象１００からタンク２に戻される循環流体Ｆｃが流通するリターン部３Ｂとを含む。温調対象１００の温度を調整する循環流体Ｆｃは、循環流路３を循環する。タンク２は、循環流体Ｆｃを収容する。供給部３Ａ及びリターン部３Ｂのそれぞれは、管路である。タンク２は、循環流路３における循環流体Ｆｃのバッファとして機能する。供給部３Ａは、タンク２の流出口２ｏと温調対象１００の流入口１００ｉとを接続する。リターン部３Ｂは、温調対象１００の流出口１００ｏとタンク２の流入口２ｉとを接続する。
【0016】
循環ポンプ４は、循環流体Ｆｃが循環流路３を循環するように駆動する。循環ポンプ４は、供給部３Ａに配置される。循環ポンプ４は、制御装置３０に制御される。循環ポンプ４が駆動することにより、タンク２の流出口２ｏから流出した循環流体Ｆｃは、供給部３Ａを流通した後、温調対象１００の流入口１００ｉを介して温調対象１００に供給される。温調対象１００を流通した循環流体Ｆｃは、温調対象１００の流出口１００ｏから流出し、リターン部３Ｂを流通した後、タンク２の流入口２ｉを介してタンク２に流入する。
【0017】
温調器５は、タンク２から温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度を調整する。温調器５は、循環ポンプ４と温調対象１００との間の供給部３Ａに配置される。温調器５は、制御装置３０に制御される。
【0018】
図３は、実施形態に係る温調器５の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、温調器５は、温調流路４２を有する本体部材４０と、本体部材４０に接続される温調部５０と、温調部５０に接続される熱交換板４４と、温調部５０を駆動する駆動回路４５とを有する。実施形態において、温調器５は、熱電モジュール６０を含む。
【0019】
温調流路４２は、本体部材４０の内部に設けられる。タンク２からの循環流体Ｆｃは、入口４１を介して温調流路４２に流入する。温調流路４２を流通した循環流体Ｆｃは、出口４３を介して温調流路４２から流出する。温調流路４２から流出した循環流体Ｆｃは、温調対象１００に供給される。
【0020】
温調部５０は、本体部材４０を介して、温調流路４２を流通する循環流体Ｆｃの温度を調整する。温調部５０は、熱電モジュール６０を含む。温調部５０は、熱電モジュール６０を用いて、循環流体Ｆｃの温度を調整する。
【0021】
熱電モジュール６０は、吸熱又は発熱して、温調流路４２を流通する循環流体Ｆｃの温度を調整する。熱電モジュール６０は、電力の供給により吸熱又は発熱する。熱電モジュール６０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。
【0022】
熱交換板４４は、温調部５０と熱交換する。熱交換板４４は、温調用媒体が流通する内部流路（不図示）を有する。温調用媒体は、媒体温度制御装置（不図示）により温度調整された後、熱交換板４４の内部流路に流入する。温調用媒体は、内部流路を流通して、熱交換板４４から熱を奪ったり、熱交換板４４に熱を与えたりする。温調用媒体は、内部流路から流出し、流体温度制御装置に戻される。
【0023】
図４は、実施形態に係る温調部５０の一部を拡大した断面図である。図４に示すように、温調部５０は、複数の熱電モジュール６０と、複数の熱電モジュール６０を収容するケース５１とを有する。ケース５１の一端面と本体部材４０とが接続される。ケース５１の他端面と熱交換板４４とが接続される。
【0024】
熱電モジュール６０は、第１電極６１と、第２電極６２と、熱電半導体素子６３とを有する。熱電半導体素子６３は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐと、ｎ型熱電半導体素子６３Ｎとを含む。第１電極６１は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐ及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎのそれぞれに接続される。第２電極６２は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐ及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎのそれぞれに接続される。第１電極６１は、本体部材４０に隣接する。第２電極６２は、熱交換板４４に隣接する。ｐ型熱電半導体素子６３Ｐの一方の端面及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎの一方の端面のそれぞれは、第１電極６１に接続される。ｐ型熱電半導体素子６３Ｐの他方の端面及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎの他方の端面のそれぞれは、第２電極６２に接続される。
【0025】
熱電モジュール６０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。駆動回路４５は、熱電モジュール６０を吸熱又は発熱させるための電力を熱電モジュール６０に供給する。駆動回路４５は、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差を与える。第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、熱電半導体素子６３において電荷が移動する。電荷の移動により、熱電半導体素子６３において熱が移動する。これにより、熱電モジュール６０は、吸熱又は発熱する。例えば、第１電極６１が発熱し、第２電極６２が吸熱するように、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、温調流路４２を流通する循環流体Ｆｃは加熱される。第１電極６１が吸熱し、第２電極６２が発熱するように、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、温調流路４２を流通する循環流体Ｆｃは冷却される。
【0026】
駆動回路４５は、熱電モジュール６０に電力（電位差）を与える。駆動回路４５は、制御装置３０に制御される。熱電モジュール６０に与えられる電力が調整されることにより、熱電モジュール６０による吸熱量又は発熱量が調整される。熱電モジュール６０による吸熱量又は発熱量が調整されることにより、温調流路４２を流通する循環流体Ｆｃの温度が調整される。
【0027】
第１温調ユニット６は、第１温度Ｔ１の第１流体Ｆ１を送出する。第１温調ユニット６は、第１供給流路８を介して循環流路３に接続される。実施形態において、第１供給流路８は、タンク２に接続される。第１温調ユニット６は、第１供給流路８を介してタンク２に接続される。第１温調ユニット６は、第１流体Ｆ１を第１供給流路８に送出する。
【0028】
第１温調ユニット６は、制御装置３０に制御される。第１温調ユニット６は、第１タンクと、第１温調器と、第１流体Ｆ１を送出させる第１ポンプとを含む。第１温調器は、熱交換器を含む。第１温調器は、第１流体Ｆ１の温度を第１温度Ｔ１に調整する。第１温度Ｔ１に調整された第１流体Ｆ１は、第１タンクに貯蔵される。一例として、第１温度Ｔ１は、５℃である。
【0029】
第２温調ユニット７は、第１温度Ｔ１よりも高い第２温度Ｔ２の第２流体Ｆ２を送出する。第２温調ユニット７は、第２供給流路９を介して循環流路３に接続される。実施形態において、実施形態において、第２供給流路９は、タンク２に接続される。第２温調ユニット７は、第２供給流路９を介してタンク２に接続される。第２温調ユニット７は、第２流体Ｆ２を第２供給流路９に送出する。
【0030】
第２温調ユニット７は、制御装置３０に制御される。第２温調ユニット７は、第２タンクと、第２温調器と、第２流体Ｆ２を送出させる第２ポンプとを含む。第２温調器は、熱交換器を含む。第２温調器は、第２流体Ｆ２の温度を第２温度Ｔ２に調整する。第２温度Ｔ２に調整された第２流体Ｆ２は、第２タンクに貯蔵される。一例として、第２温度Ｔ２は、８５℃である。
【0031】
第１供給流路８は、第１温調ユニット６とタンク２とを接続する。第１温調ユニット６から送出された第１流体Ｆ１は、第１供給流路８を流通した後、タンク２に供給される。
【0032】
第２供給流路９は、第２温調ユニット７とタンク２とを接続する。第２温調ユニット７から送出された第２流体Ｆ２は、第２供給流路９を流通した後、タンク２に供給される。
【0033】
第１弁１０は、第１供給流路８に配置される。第１弁１０は、三方弁である。第１弁１０は、比例制御弁である。第１弁１０は、制御装置３０に制御される。第１弁１０は、第１温調ユニット６から循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整することができる。
【0034】
第２弁１１は、第２供給流路９に配置される。第２弁１１は、電磁弁である。第２弁は、開閉弁（オンオフ弁）である。第２弁１１は、制御装置３０に制御される。第２弁１１は、第２供給流路９を閉鎖及び開放することができる。第２供給流路９が閉鎖されると、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されない。第２供給流路９が開放されると、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給される。
【0035】
第１リターン流路１２は、第１弁１０と第１温調ユニット６とを接続する。第１弁１０は、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の少なくとも一部が第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻されるように作動可能である。
【0036】
図１に示すように、第１弁１０が第１供給流路８を第１開度で開放し第１リターン流路１２を第２開度で開放したときに、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、第１弁１０及び第１供給流路８を介してタンク２に供給される。第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、第１弁１０及び第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻される。第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、第１温調ユニット６、第１供給流路８、第１弁１０、及び第１リターン流路１２を含む循環流路において循環する。
【0037】
第１弁１０が第１リターン流路１２を閉鎖し第１供給流路８を開放したときに、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の全部が、第１弁１０及び第１供給流路８を介してタンク２に供給される。
【0038】
第１弁１０が第１供給流路８を閉鎖し第１リターン流路１２を開放したときに、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の全部が、第１弁１０及び第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻される。第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１は、第１温調ユニット６、第１供給流路８の一部、第１弁１０、及び第１リターン流路１２を含む循環流路において循環する。
【0039】
第２リターン流路１３は、第２弁１１と第２温調ユニット７との間の第２供給流路９と、第２温調ユニット７とを接続する。
【0040】
第３弁１４は、第２リターン流路１３に配置される。第３弁１４は、電磁弁である。第３弁１４は、開閉弁（オンオフ弁）である。第３弁１４は、制御装置３０に制御される。第３弁１４は、第２リターン流路１３を閉鎖及び開放することができる。第２リターン流路１３が閉鎖されると、第２温調ユニット７から送出された第２流体Ｆ２は、第２温調ユニット７に戻されない。
【0041】
第３弁１４は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第２リターン流路１３を閉鎖する。第３弁１４は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２が第２リターン流路１３を介して第２温調ユニット７に戻されるように、第２リターン流路１３を開放する。
【0042】
図１に示すように、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖し第３弁１４が第２リターン流路１３を開放したときに、第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２の全部が、第３弁１４及び第２リターン流路１３を介して第２温調ユニット７に戻される。第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２は、第２温調ユニット７、第２供給流路９、第３弁１４、及び第２リターン流路１３を含む循環流路において循環する。
【0043】
第３弁１４が第２リターン流路１３を閉鎖し第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２の全部が、第２弁１１及び第２供給流路９を介してタンク２に供給される。
【0044】
第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されるとき、第１温調ユニット６からタンク２に第１流体Ｆ１が供給されない。すなわち、第２弁１１が第２供給流路９を開放するときに、第１弁１０が第１供給流路８を閉鎖する。
【0045】
第１温調ユニット６からタンク２に第１流体Ｆ１が供給されるとき、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されない。すなわち、第１弁１０が第１供給流路８を開放するときに、第２弁１１は第２供給流路９を閉鎖する。
【0046】
循環流体Ｆｃとタンク２に供給された第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２の少なくとも一方とは、タンク２において混合される。第１温調ユニット６からタンク２に第１流体Ｆ１が供給されることにより、循環流体Ｆｃと第１流体Ｆ１とがタンク２において混合される。第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されることにより、循環流体Ｆｃと第２流体Ｆ２とがタンク２において混合される。
【0047】
第４弁１５は、循環流路３に配置される。実施形態において、第４弁１５は、温調対象１００の流出口１００ｏとタンク２の流入口２ｉとの間の循環流路３のリターン部３Ｂに配置される。第４弁１５は、電磁弁である。第４弁１５は、開閉弁（オンオフ弁）である。第４弁１５は、制御装置３０に制御される。第４弁１５は、循環流路３のリターン部３Ｂを閉鎖及び開放することができる。リターン部３Ｂが閉鎖されると、温調対象１００から送出された循環流体Ｆｃは、タンク２に戻されない。リターン部３Ｂが開放されると、温調対象１００からから送出された循環流体Ｆｃは、タンク２に戻される。
【0048】
第４弁１５は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、循環流路３を閉鎖する。第４弁１５は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、循環流路３を開放する。すなわち、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されるとき、温調対象１００からタンク２に循環流体Ｆｃが戻されない。第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されないとき、温調対象１００からタンク２に循環流体Ｆｃが戻される。
【0049】
オーバーフロー流路１６は、タンク２に接続される。オーバーフロー流路１６は、循環流路３から分岐するようにタンク２に接続される。
【0050】
第１オーバーフロー流路１７は、循環流路３と第１温調ユニット６とを接続する。実施形態において、第１オーバーフロー流路１７の一端部は、オーバーフロー流路１６に接続され、オーバーフロー流路１６を介してタンク２に接続される。第１オーバーフロー流路１７の他端部は、第１リターン流路１２に接続され、第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に接続される。
【0051】
第２オーバーフロー流路１８は、循環流路３と第２温調ユニット７とを接続する。実施形態において、第２オーバーフロー流路１８の一端部は、オーバーフロー流路１６に接続され、オーバーフロー流路１６を介してタンク２に接続される。第２オーバーフロー流路１８の他端部は、第２リターン流路１３に接続され、第２リターン流路１３を介して第２温調ユニット７に接続される。
【0052】
バイパス流路１９は、循環流路３のリターン部３Ｂと第１オーバーフロー流路１７及び第２オーバーフロー流路１８のそれぞれとを接続する。
【0053】
第５弁２０は、第１オーバーフロー流路１７に配置される。第５弁２０は、電磁弁である。第５弁２０は、開閉弁（オンオフ弁）である。第５弁２０は、制御装置３０に制御される。第５弁２０は、第１オーバーフロー流路１７を閉鎖及び開放することができる。第１オーバーフロー流路１７が閉鎖されると、タンク２から第１温調ユニット６に循環流体Ｆｃが供給されない。第１オーバーフロー流路１７が開放されると、タンク２から第１温調ユニット６に循環流体Ｆｃが供給される。
【0054】
第５弁２０は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第１オーバーフロー流路１７を閉鎖し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第１オーバーフロー流路１７を開放する。すなわち、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されるとき、タンク２から第１温調ユニット６に循環流体Ｆｃが供給されない。第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されないとき、タンク２から第１温調ユニット６に循環流体Ｆｃが供給される。
【0055】
第６弁２１は、第２オーバーフロー流路１８に配置される。第６弁２１は、電磁弁である。第６弁２１は、開閉弁（オンオフ弁）である。第６弁２１は、制御装置３０に制御される。第６弁２１は、第２オーバーフロー流路１８を閉鎖及び開放することができる。第２オーバーフロー流路１８が閉鎖されると、タンク２から第２温調ユニット７に循環流体Ｆｃが供給されない。第２オーバーフロー流路１８が開放されると、タンク２から第２温調ユニット７に循環流体Ｆｃが供給される。
【0056】
第６弁２１は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第２オーバーフロー流路１８を開放し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第２オーバーフロー流路１８を閉鎖する。すなわち、第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されるとき、タンク２から第２温調ユニット７に循環流体Ｆｃが供給される。第２温調ユニット７からタンク２に第２流体Ｆ２が供給されないとき、タンク２から第２温調ユニット７に循環流体Ｆｃが供給されない。
【0057】
第７弁２２は、第１オーバーフロー流路１７において、第５弁２０と第１リターン流路１２との間に配置される。第７弁２２は、第１温調ユニット６から第１オーバーフロー流路１７を介してタンク２に第１流体Ｆ１が供給されることを抑制する逆止弁である。
【0058】
第８弁２３は、第２オーバーフロー流路１８において、第６弁２１と第２リターン流路１３との間に配置される。第８弁２３は、第２温調ユニット７から第２オーバーフロー流路１８を介してタンク２に第２流体Ｆ２が供給されることを抑制する逆止弁である。
【0059】
第９弁２４は、バイパス流路１９に配置される。第９弁２４は、電磁弁である。第９弁２４は、開閉弁（オンオフ弁）である。第９弁２４は、制御装置３０に制御される。第９弁２４は、バイパス流路１９を閉鎖及び開放することができる。バイパス流路１９が閉鎖されると、リターン部３Ｂから第１オーバーフロー流路１７及び第２オーバーフロー流路１８のそれぞれに循環流体Ｆｃが供給されない。バイパス流路１９が開放されると、リターン部３Ｂから第１オーバーフロー流路１７及び第２オーバーフロー流路１８のそれぞれに循環流体Ｆｃが供給される。バイパス流路１９が開放された状態で第１オーバーフロー流路１７が開放されることにより、リターン部３Ｂから第１温調ユニット６に循環流体Ｆｃが供給される。バイパス流路１９が開放された状態で第２オーバーフロー流路１８が開放されることにより、リターン部３Ｂから第２温調ユニット７に循環流体Ｆｃが供給される。
【0060】
第９弁２４は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、バイパス流路１９を開放し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、バイパス流路１９を閉鎖する。
【0061】
流量センサ２５は、循環ポンプ４と温調器５との間の供給部３Ａに配置される。流量センサ２５は、タンク２から流出し、温調器５に流入する前の循環流体Ｆｃの流量Ｒを検出する。
【0062】
温度センサ２６は、循環ポンプ４と温調器５との間の供給部３Ａに配置される。温度センサ２６は、タンク２から流出し、温調器５に流入する前の循環流体Ｆｃの温度Ｔａを検出する。
【0063】
温度センサ２７は、温調器５と温調対象１００との間の供給部３Ａに配置される。温度センサ２７は、温調器５で温度を調整され、温調対象１００に流入する前の循環流体Ｆｃの温度Ｔｂを検出する。
【0064】
温度センサ２８は、温調対象１００に配置される。温度センサ２８は、温調対象１００の温度Ｔｃを検出する。なお、温度センサ２８は、温調対象１００を流通する循環流体Ｆｃの温度を検出してもよい。
【0065】
温度センサ２９は、温調対象１００と第４弁１５との間のリターン部３Ｂに配置される。温度センサ２９は、温調対象１００から流出し、タンク２に流入する前の循環流体Ｆｃの温度Ｔｄを検出する。
【0066】
制御装置３０は、コンピュータシステムを含む。制御装置３０は、プロセッサと、メインメモリと、ストレージと、インタフェースとを有する。プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）が例示される。メインメモリとして、不揮発性メモリ及び揮発性メモリが例示される。不揮発性メモリとして、ＲＯＭ（Read Only Memory）が例示される。揮発性メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）が例示される。ストレージとして、磁気ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリが例示される。インタフェースとして、入出力回路又は通信回路が例示される。
【0067】
制御装置３０は、温調対象１００の温度が設定温度ＳＶになるように、温調器５、第１弁１０、及び第２弁１１のそれぞれを制御する。温調対象１００の設定温度ＳＶとは、温調対象１００の目標温度をいう。
【0068】
また、制御装置３０は、第１弁１０の状態及び第２弁１１の状態に合わせて、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれを制御する。
【0069】
制御装置３０は、例えば、温度センサ２７の検出データ、温度センサ２８の検出データ、又は温度センサ２９の検出データに基づいて、温調器５、第１弁１０、及び第２弁１１のそれぞれを制御する。実施形態においては、説明を簡単にするために、制御装置３０は、温度センサ２９の検出データに基づいて、温調器５、第１弁１０、及び第２弁１１のそれぞれを制御することとする。また、以下の説明においては、温度センサ２９により検出された循環流体Ｆｃの温度を適宜、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶ、と称する。
【0070】
実施形態において、第２弁１１は、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第１設定温度ＳＶｌよりも高い第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２供給流路９を開放した後、第２供給流路９を閉鎖する。第２弁１１は、電磁弁なので、第２供給流路９を素早く開放して、タンク２に対する第２流体Ｆ２の供給を素早く実施することができる。また、第２弁１１は、電磁弁なので、第２供給流路９を素早く閉鎖して、タンク２に対する第２流体Ｆ２の供給停止を素早く実施することができる。すなわち、第２弁１１の開閉動作により、循環流路３に対して適量の第２流体Ｆ２が素早く供給される。循環流路３に対して適量の第２流体Ｆ２が素早く供給されることにより、循環流体Ｆｃの温度が素早く調整される。
【0071】
実施形態において、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２弁１１の開閉動作は、１回だけ実施される。第２弁１１の開閉動作とは、第２供給流路９を開放した後に閉鎖する動作をいう。第２弁１１の開閉動作が多数回実施されないので、第２弁１１の劣化が抑制される。
【0072】
温調器５は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度が第２設定温度ＳＶｈになるように、循環流体Ｆｃの温度を調整する。温調器５は、熱電モジュール６０を含むので、循環流体Ｆｃの温度を高精度に調整することができる。
【0073】
また、第１弁１０は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度が第２設定温度ＳＶｈになるように、循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整する。第１弁１０は、比例制御弁なので、循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を高精度に調整することができる。循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量が高精度に調整されるので、循環流体Ｆｃの温度が高精度に調整される。
【0074】
すなわち、実施形態においては、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、循環流体Ｆｃの温度と第２設定温度ＳＶｈとの差が短時間で小さくなるように、第２弁１１の開閉動作が実施される。第２弁１１の開閉動作により、循環流体Ｆｃの温度が大まかに調整された後、温調器５及び流量が高精度に調整された第１流体Ｆ１の一方又は両方により、循環流体Ｆｃの温度が高精度に調整される。
【0075】
［制御方法］
図５は、実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。図５を参照しながら、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第１設定温度ＳＶｌよりも高い第２設定温度ＳＶｈに変更されたときの温調対象１００の温度制御方法について説明する。
図５は、実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。図５を参照しながら、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第１設定温度ＳＶｌよりも高い第２設定温度ＳＶｈに変更されたときの温調対象１００の温度制御方法について説明する。
【0076】
温調対象１００がプラズマ処理装置のウエハホルダである場合、ウエハホルダにウエハが保持された状態で、ウエハホルダの設定温度ＳＶが変更される場合がある。すなわち、プラズマ処理の内容に基づいて、ウエハホルダの設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌに設定される場合と第２設定温度ＳＶｈに設定される場合とがある。一例として、第１設定温度ＳＶｌは２５℃であり、第２設定温度ＳＶｈは６０℃である。
【0077】
温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌに維持されているときに、第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれは、定常状態に設定される。
【0078】
図６は、実施形態に係る定常状態に設定された第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４を説明するための図である。また、図１は、第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれが定常状態に設定されたときの温度制御システム１Ａを示す。
【0079】
図１及び図６に示すように、定常状態は、第１弁１０が循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖し、第３弁１４が第２リターン流路１３を開放し、第４弁１５が循環流路３を開放し、第５弁２０が第１オーバーフロー流路１７を開放し、第６弁２１が第２オーバーフロー流路１８を閉鎖し、第９弁２４がバイパス流路１９を閉鎖する状態である。
【0080】
制御装置３０は、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌに維持されているときに、循環流路３が開放されるように、第４弁１５を制御する。制御装置３０は、循環流体Ｆｃが循環流路３を循環している状態で、温調対象１００が第１設定温度ＳＶｌになるように、温調器５を制御する。また、制御装置３０は、循環流体Ｆｃが循環流路３を循環している状態で、温調対象１００が第１設定温度ＳＶｌになるように、第１弁１０を制御して、第１温調ユニット６から循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整する。制御装置３０は、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶに基づいて、温調器５及び第１弁１０を制御する。
【0081】
図１に示すように、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、タンク２に供給される。第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻される。
【0082】
また、制御装置３０は、第１温調ユニット６から循環流路３に第１流体Ｆ１が供給される場合、第１オーバーフロー流路１７が開放されるように、第５弁２０を制御し、第２オーバーフロー流路１８が閉鎖されるように、第６弁２１を制御し、バイパス流路１９が閉鎖されるように、第９弁２４を制御する。第１流体Ｆ１が循環流路３に供給されることにより、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの量が増える。第１オーバーフロー流路１７が開放されることにより、循環流路３の余剰な循環流体Ｆｃは、第１オーバーフロー流路１７を介して第１温調ユニット６に供給される。
【0083】
また、制御装置３０は、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌに維持されているときに、第２供給流路９が閉鎖されるように、第２弁１１を制御し、第２リターン流路１３が開放されるように、第３弁１４を制御する。第２供給流路９が閉鎖され第２リターン流路１３が開放されることにより、図１に示すように、第２温調ユニット７から送出された第２流体Ｆ２の全部が、第２温調ユニット７に戻される。
【0084】
温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第１設定温度ＳＶｌよりも高い第２設定温度ＳＶｈに変更されると、第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれは、変更状態に設定される（ステップＳ１）。
【0085】
なお、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更された場合、プラズマ処理が停止される。
【0086】
図７は、実施形態に係る変更状態に設定された第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４を説明するための図である。図８は、実施形態に係る第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれが変更状態に設定されたときの温度制御システム１Ａを示す図である。
【0087】
図７及び図８に示すように、変更状態は、第１弁１０が第１供給流路８を閉鎖し、第２弁１１が第２供給流路９を開放し、第３弁１４が第２リターン流路１３を閉鎖し、第４弁１５が循環流路３を閉鎖し、第５弁２０が第１オーバーフロー流路１７を閉鎖し、第６弁２１が第２オーバーフロー流路１８を開放し、第９弁２４がバイパス流路１９を開放する状態である。
【0088】
制御装置３０は、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２供給流路９が開放されるように、第２弁１１を制御する。また、制御装置３０は、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２リターン流路１３が閉鎖されるように、第３弁１４を制御する。第２供給流路９が開放され第２リターン流路１３が閉鎖されることにより、図８に示すように、第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２の全部が、タンク２に供給される。
【0089】
また、制御装置３０は、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第１供給流路８が閉鎖されるように、第１弁１０を制御する。第１供給流路８が第１弁１０により閉鎖されることにより、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の全部が、第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻される。
【0090】
また、制御装置３０は、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、循環流路３のリターン部３Ｂが閉鎖されるように、第４弁１５を制御する。
【0091】
また、制御装置３０は、第２温調ユニット７から循環流路３に第２流体Ｆ２が供給される場合、第２オーバーフロー流路１８が開放されるように、第６弁２１を制御し、第１オーバーフロー流路１７が閉鎖されるように、第５弁２０を制御する。第２流体Ｆ２が循環流路３に供給されることにより、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの量が増える。第２オーバーフロー流路１８が開放されることにより、循環流路３の余剰な循環流体Ｆｃは、第２オーバーフロー流路１８を介して第２温調ユニット７に供給される。
【0092】
また、制御装置３０は、第４弁１５により循環流路３のリターン部３Ｂが閉鎖された場合、バイパス流路１９が開放されるように、第９弁２４を制御する。バイパス流路１９が開放されることにより、温調対象１００の流出口１００ｏから流出した循環流体Ｆｃは、バイパス流路１９及び第２オーバーフロー流路１８を介して、第２温調ユニット７に供給される。
【0093】
制御装置３０は、第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれを変更状態に設定した後、温度センサ２９から循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶを取得する（ステップＳ２）。
【0094】
制御装置３０は、ステップＳ２において取得した循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になったか否かを判定する（ステップＳ３）。
【0095】
規定値γは、予め定められている値であり、制御装置３０に記憶されている。
【0096】
ステップＳ３において、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になっていないと判定した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御装置３０は、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になるまで、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれを変更状態に維持して、ステップＳ２及びステップＳ３の処理を実施する。
【0097】
ステップＳ３において、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になったと判定した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、第１弁１０、第２弁１１、第３弁１４、第４弁１５、第５弁２０、第６弁２１、及び第９弁２４のそれぞれを定常状態に設定する（ステップＳ４）。
【0098】
このように、第２弁１１は、ステップＳ１において第２供給流路９を開放した後、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になったときに、第２供給流路９を閉鎖する。
【0099】
なお、第２弁１１は、ステップＳ１において第２供給流路９を開放した後、設定温度ＳＶが第２設定温度ＳＶｈに変更されてから規定時間が経過したときに、第２供給流路９を閉鎖してもよい。
【0100】
図１及び図６を参照して説明したように、定常状態は、第１弁１０が循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖し、第３弁１４が第２リターン流路１３を開放し、第４弁１５が循環流路３を開放し、第５弁２０が第１オーバーフロー流路１７を開放し、第６弁２１が第２オーバーフロー流路１８を閉鎖し、第９弁２４がバイパス流路１９を閉鎖する状態である。
【0101】
第４弁１５により循環流路３のリターン部３Ｂが開放されることにより、循環流体Ｆｃは、循環流路３を循環する。
【0102】
制御装置３０は、循環流体Ｆｃが循環流路３を循環している状態で、温調対象１００が第２設定温度ＳＶｈになるように、温調器５を制御する。また、制御装置３０は、循環流体Ｆｃが循環流路３を循環している状態で、温調対象１００が第２設定温度ＳＶｈになるように、第１弁１０を制御して、第１温調ユニット６から循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整する。制御装置３０は、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶに基づいて、温調器５及び第１弁１０を制御する。
【0103】
図１に示すように、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、タンク２に供給される。第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の一部は、第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻される。第２温調ユニット７から送出された第２流体Ｆ２は、第２温調ユニット７に戻される。
【0104】
なお、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が予め定められている閾値δ以下になったとき、プラズマ処理が再開される。
【0105】
図９は、実施形態に係る温度制御方法を示すタイミングチャートである。図９において、時点ｔ０は、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更された時点である。図９において、横軸は、時点ｔ０からの経過時間を示し、第１グラフの縦軸は、温度を示し、第２グラフの縦軸は、制御装置３０から第１弁１０、第２弁１１、及び温調器５のそれぞれに出力される制御信号の制御値を示す。
【0106】
第１グラフにおいて、ラインＰＶは、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶを示し、ラインＳＶは、温調対象１００の設定温度ＳＶを示す。
【0107】
第２グラフにおいて、ラインＣａは、第１弁１０に出力される制御信号の制御値Ｃａを示し、ラインＣｂは、第２弁１１に出力される制御信号の制御値Ｃｂを示し、ラインＣｃは、温調器５に出力される制御信号の制御値Ｃｃを示す。
【0108】
図９に示すように、時点ｔ０において、制御装置３０は、第１供給流路８が所定の開度で開放されている状態から閉鎖される状態に変化するように、第１弁１０に制御信号を出力する。時点ｔ０において、制御装置３０は、第２供給流路９が閉鎖されている状態から開放される状態に変化するように、第２弁１１に制御信号を出力する。制御装置３０は、温調器５の調整可能温度範囲において最も高温度になるように、温調器５に制御信号を出力する。これにより、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶは、第１設定温度ＳＶｌから急激に上昇する。検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差は、短時間で小さくなる。
【0109】
第２弁１１が第２供給流路９を開放した後、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になったときに、制御装置３０は、第２供給流路９が開放されている状態から閉鎖される状態に変化するように、第２弁１１に制御信号を出力する。実施形態において、制御装置３０は、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶが第２設定温度ＳＶｈに到達せず、且つ、検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γになったときに、第２供給流路９が閉鎖されるように、第２弁１１に制御信号を出力する。すなわち、実施形態において、制御装置３０は、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶが温度［ＳＶｈ－γ］に到達したときに、第２供給流路９が閉鎖されるように、第２弁１１に制御信号を出力する。
【0110】
制御装置３０は、第２弁１１の開閉動作を１回だけ実施する。第２弁１１の開閉動作が多数回実施されないので、第２弁１１の劣化が抑制される。第２弁１１は、電磁弁なので、第２供給流路９を素早く開放して、タンク２に対する第２流体Ｆ２の供給を素早く実施することができる。また、第２弁１１は、電磁弁なので、第２供給流路９を素早く閉鎖して、タンク２に対する第２流体Ｆ２の供給停止を素早く実施することができる。第２弁１１の開閉動作により、循環流路３に対して適量の第２流体Ｆ２が素早く供給される。循環流路３に対して適量の第２流体Ｆ２が素早く供給されることにより、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が短時間で小さくなる。
【0111】
制御装置３０は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度が第２設定温度ＳＶｈになるように、温調器５に制御信号を出力する。温調器５は、熱電モジュール６０を含むので、循環流体Ｆｃの温度を高精度に調整することができる。
【0112】
また、制御装置３０は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度が第２設定温度ＳＶｈになるように、第１弁１０を制御して、循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を調整する。第１弁１０は、比例制御弁なので、循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を高精度に調整することができる。循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量が高精度に調整されるので、循環流体Ｆｃの温度が高精度に調整される。
【0113】
このように、実施形態においては、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が短時間で小さくなるように、第２弁１１の開閉動作が実施される。第２弁１１の開閉動作により、循環流体Ｆｃの温度が大まかに調整された後、温調器５及び流量が高精度に調整された第１流体Ｆ１の一方又は両方により、循環流体Ｆｃの温度が高精度に調整される。
【0114】
なお、第２弁１１が第２供給流路９を開放した後、設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されてから規定時間が経過したときに、制御装置３０は、第２供給流路９が開放されている状態から閉鎖される状態に変化するように、第２弁１１に制御信号を出力してもよい。すなわち、時点ｔ０から規定時間後の時点ｔｓにおいて、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖し、温調器５及び第１流体Ｆ１の少なくとも一方による循環流体Ｆｃの温度の調整が開始されてもよい。規定時間は、予め定められた値である。
【0115】
［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含む循環流路３と、循環流路３の外部に配置される第２温調ユニット７と、循環流路３と第２温調ユニット７とを接続する第２供給流路９と、第２供給流路９に配置される電磁弁（開閉弁）である第２弁１１とを備える。温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２弁１１は、第２供給流路９を１回だけ開放し、検出温度ＰＶが温度［ＳＶｈ－γ］に到達したときに、第２供給流路９を閉鎖する。電磁弁である第２弁１１の応答速度は、例えば比例制御弁である三方弁の応答速度よりも高い。第２弁１１の応答速度が高いので、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になるまでに要する時間が短くなる。したがって、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの温度が短時間で第２設定温度ＳＶｈに調整される。
以上説明したように、実施形態によれば、温度制御システム１Ａは、温調対象１００を含む循環流路３と、循環流路３の外部に配置される第２温調ユニット７と、循環流路３と第２温調ユニット７とを接続する第２供給流路９と、第２供給流路９に配置される電磁弁（開閉弁）である第２弁１１とを備える。温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、第２弁１１は、第２供給流路９を１回だけ開放し、検出温度ＰＶが温度［ＳＶｈ－γ］に到達したときに、第２供給流路９を閉鎖する。電磁弁である第２弁１１の応答速度は、例えば比例制御弁である三方弁の応答速度よりも高い。第２弁１１の応答速度が高いので、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶと第２設定温度ＳＶｈとの差が規定値γ以下になるまでに要する時間が短くなる。したがって、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更されたときに、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの温度が短時間で第２設定温度ＳＶｈに調整される。
【0116】
図１０は、実施形態に係る第２弁１１として電磁弁を使用した場合及び三方弁を使用した場合のそれぞれにおける循環流体Ｆｃの検出温度ＰＶを示す図である。図１０に示すグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は検出温度ＰＶである。時点ｔ０において、温調対象１００の設定温度ＳＶが第１設定温度ＳＶｌから第２設定温度ＳＶｈに変更される。ラインＰＶ１は、第２弁１１として電磁弁（開閉弁）を使用した場合の検出温度ＰＶを示す。ラインＰＶ２は、第２弁１１として三方弁（比例制御弁）を使用した場合の検出温度ＰＶを示す。第２弁１１として電磁弁を使用した場合、検出温度ＰＶがプロセス開始温度［ＳＶｈ－α］に時点ｔ１で到達する。αは予め定められた任意の閾値である。第２弁１１として三方弁を使用した場合、検出温度ＰＶがプロセス開始温度［ＳＶｈ－α］に時点ｔ１よりも時間ΔＴだけ後の時点ｔ２で到達する。このように、第２弁１１として電磁弁を使用した場合、第２弁１１として三方弁を使用した場合に比べて、検出温度ＰＶは、プロセス開始温度［ＳＶｈ－α］に短時間で到達することができる。
【0117】
温調器５は、熱電モジュール６０を含む。これにより、温調器５は、温調対象１００に供給される循環流体Ｆｃの温度を高精度に調整することができる。
【0118】
第１供給流路８に配置される第１弁１０として、比例制御弁（三方弁）が使用される。実施形態において、温調対象１００は、プラズマ処理装置のウエハホルダである。ウエハホルダは、プラズマ処理において専ら加熱される。すなわち、温調対象１００には熱外乱が入力される。熱外乱が入力される温調対象１００の温度を設定温度ＳＶ（ＳＶｌ，ＳＶｈ）に調整する場合、循環流路３に低温度の第１流体Ｆ１を適正な流量で供給することが有効である。そのため、第１弁１０として、第１温調ユニット６から循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量を高精度に調整可能な比例制御弁（三方弁）が用いられる。第１弁１０として比例制御弁（三方弁）が用いられることにより、熱外乱が入力される温調対象１００の温度は、設定温度ＳＶ（ＳＶｌ，ＳＶｈ）に適正に調整される。
【0119】
第１弁１０は、三方弁であり、第１温調ユニット６から第１供給流路８に送出された第１流体Ｆ１の少なくとも一部が第１リターン流路１２を介して第１温調ユニット６に戻されるように作動可能である。これにより、第１流体Ｆ１を循環流路３に供給する状態及び供給しない状態の両方において、第１温調ユニット６を一定条件で作動させることができる。第１温調ユニット６が一定条件で作動するので、第１温調ユニット６から送出される第１流体Ｆ１の温度は第１温度Ｔ１に維持される。第１弁１０により循環流路３に供給される第１流体Ｆ１の流量が調整されるだけで、循環流路３を流通する循環流体Ｆｃの温度が高精度に調整される。
【0120】
第２リターン流路１３に第３弁１４が配置される。第３弁１４は、電磁弁（開放弁）である。第３弁１４は、第２弁１１と同等の応答速度で作動することができる。第３弁１４は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第２リターン流路１３を閉鎖し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第２温調ユニット７から第２供給流路９に送出された第２流体Ｆ２が第２リターン流路１３を介して第２温調ユニット７に戻されるように、第２リターン流路１３を開放する。これにより、第２流体Ｆ２を循環流路３に供給する状態及び供給しない状態の両方において、第２温調ユニット７を一定条件で作動させることができる。第２温調ユニット７が一定条件で作動するので、第２温調ユニット７から送出される第２流体Ｆ２の温度は第２温度Ｔ２に維持される。第２温調ユニット７が一定条件で作動している状態で、第２温調ユニット７から循環流路３に第２流体Ｆ２が供給される状態と第２温調ユニット７から第２リターン流路１３を介して第２温調ユニット７に第２流体Ｆ２が戻される状態とが切り換えられる。
【0121】
循環流路３に第４弁１５が配置される。第４弁１５は、電磁弁（開放弁）である。第４弁１５は、第２弁１１と同等の応答速度で作動することができる。第４弁１５は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、循環流路３を閉鎖し、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、循環流路３を開放する。第２供給流路９が開放され、タンク２に第２流体Ｆ２が供給されるとき、循環流路３のリターン部３Ｂが閉鎖され、タンク２に循環流体Ｆｃが供給されることが抑制されるので、タンク２から循環流体Ｆｃが溢れ出ることが抑制される。タンク２において循環流体Ｆｃと第２流体Ｆ２とが適正に混合される。第２供給流路９が閉鎖され、タンク２に第２流体Ｆ２が供給されないとき、循環流路３のリターン部３Ｂが開放されるので、循環流路３において循環流体Ｆｃが適正に循環する。
【0122】
第１オーバーフロー流路１７に第５弁２０が配置され、第２オーバーフロー流路１８に第６弁２１が配置される。第５弁２０及び第６弁２１のそれぞれは、電磁弁（開放弁）である。第５弁２０及び第６弁２１のそれぞれは、第２弁１１と同等の応答速度で作動することができる。
【0123】
第５弁２０は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第１オーバーフロー流路１７を閉鎖する。これにより、第２温調ユニット７から循環流路３に第２流体Ｆ２が供給されているときにタンク２から溢れ出た循環流体Ｆｃが第１温調ユニット６に供給されることが抑制される。第５弁２０は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第１オーバーフロー流路１７を開放する。これにより、第１温調ユニット６から循環流路３に第１流体Ｆ１が供給されているときにタンク２から溢れ出た循環流体Ｆｃが第１温調ユニット６に供給される。
【0124】
第６弁２１は、第２弁１１が第２供給流路９を開放したときに、第２オーバーフロー流路１８を開放する。これにより、第２温調ユニット７から循環流路３に第２流体Ｆ２が供給されているときにタンク２から溢れ出た循環流体Ｆｃが第２温調ユニット７に供給される。第６弁２１は、第２弁１１が第２供給流路９を閉鎖したときに、第２オーバーフロー流路１８を閉鎖する。これにより、第１温調ユニット６から循環流路３に第１流体Ｆ１が供給されているときにタンク２から溢れ出た循環流体Ｆｃが第２温調ユニット７に供給されることが抑制される。
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
上述の実施形態において、タンク２は省略されてもよい。すなわち、循環流路３の全部が管路により構成されてもよい。
【符号の説明】
【0129】
１Ａ…温度制御システム、１Ｂ…温度制御システム、１Ｃ…温度制御システム、１Ｄ…温度制御システム、２…タンク、２ｏ…流出口、２ｉ…流入口、３…循環流路、３Ａ…供給部、３Ｂ…リターン部、４…循環ポンプ、５…温調器、６…第１温調ユニット、７…第２温調ユニット、８…第１供給流路、９…第２供給流路、１０…第１弁、１１…第２弁、１２…第１リターン流路、１３…第２リターン流路、１４…第３弁、１５…第４弁、１６…オーバーフロー流路、１７…第１オーバーフロー流路、１８…第２オーバーフロー流路、１９…バイパス流路、２０…第５弁、２１…第６弁、２２…第７弁、２３…第８弁、２４…第９弁、２５…流量センサ、２６…温度センサ、２７…温度センサ、２８…温度センサ、２９…温度センサ、３０…制御装置、４０…本体部材、４１…入口、４２…温調流路、４３…出口、４４…熱交換板、４５…駆動回路、５０…温調部、５１…ケース、６０…熱電モジュール、６１…第１電極、６２…第２電極、６３…熱電半導体素子、６３Ｐ…ｐ型熱電半導体素子、６３Ｎ…ｎ型熱電半導体素子、１００…温調対象、１００ｉ…流入口、１００ｏ…流出口、Ｃａ…ライン、Ｃｂ…ライン、Ｃｃ…ライン、Ｆｃ…循環流体、Ｆ１…第１流体、Ｆ２…第２流体、ＰＶ…検出温度、ＰＶ１…ライン、ＰＶ２…ライン、Ｒ…流量、ＳＶ…設定温度、ＳＶｌ…第１設定温度、ＳＶｈ…第２設定温度、Ｔａ…温度、Ｔｂ…温度、Ｔｃ…温度、Ｔｄ…温度、ｔ０…時点、ｔ１…時点、ｔ２…時点、ｔｓ…時点、γ…規定値、δ…閾値、ΔＴ…時間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】