特許 7128023 温度制御システム、製造装置および検査装置

(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】

(24)【登録日】2022-08-22

(45)【発行日】2022-08-30

(54)【発明の名称】温度制御システム、製造装置および検査装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 23/00 20060101AFI20220823BHJP

【ＦＩ】

G05D23/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018088144

(22)【出願日】2018-05-01

(65)【公開番号】P2019194753

(43)【公開日】2019-11-07

【審査請求日】2021-01-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000134903

【氏名又は名称】株式会社ニシヤマ

(74)【代理人】

【識別番号】100120640

【弁理士】

【氏名又は名称】森 幸一

(72)【発明者】

【氏名】河合 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】石原 太一

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１２５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８１１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２１８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６３０８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ ２３／００－２３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

載置台および当該載置台上に載置される被処理体からなる温度制御対象物と、
上記載置台を通過して設けられた循環流路と、
上記循環流路に設けられたポンプと、
第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、
上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットと、
上記載置台の上流部の、上記載置台と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた圧力計と、
上記圧力計の上流部の、上記圧力計と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた温度センサーと、
上記温度センサーが接続された制御装置と、
上記被処理体に取り付けられる、上記被処理体の温度を測定するための、上記温度センサーとは別の温度センサーと、
上記別の温度センサーが接続された、上記制御装置とは別の制御装置と、
上記被処理体を加熱するためのヒータと、
上記ヒータの出力を制御するための電力制御装置と、
上記別の温度センサーの温度の設定値および上記別の温度センサーによる上記被処理体の温度の測定値と上記電力制御装置の負荷アナログ値とが読み込まれ、当該設定値および当該測定値と当該負荷アナログ値とから供給液温値を演算し、当該供給液温値を上記制御装置に上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値として書き込むプログラマブルロジックコントローラーと、
上記供給液温値に応じて上記プログラマブルロジックコントローラーから送られる運転周波数が書き込まれ、当該運転周波数で上記ポンプの運転を行うインバータとを有し、
上記ポンプの運転により上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値と上記循環流路を循環する媒体の温度の上記温度センサーによる測定値との差より負荷を算出し、負荷が冷却負荷の場合は上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、負荷が加熱負荷の場合は上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記載置台の温度を制御するとともに、上記電力制御装置により上記ヒータの出力を制御して上記被処理体の温度を制御するように構成されている温度制御システム。

【請求項2】

温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられた循環流路と、
上記循環流路に設けられたポンプと、
第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、
上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットと、
上記温度制御対象物の上流部の、上記温度制御対象物と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた圧力計と、
上記圧力計の上流部の、上記圧力計と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた温度センサーと、
上記温度センサーが接続された制御装置と、
上記温度制御対象物に取り付けられる、上記温度制御対象物の温度を測定するための、上記温度センサーとは別の温度センサーと、
上記別の温度センサーが接続された、上記制御装置とは別の制御装置と、
上記別の温度センサーの温度の設定値および上記別の温度センサーによる上記温度制御対象物の温度の測定値が読み込まれ、当該設定値および当該測定値から供給液温値を演算し、当該供給液温値を上記制御装置に上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値として書き込むプログラマブルロジックコントローラーと、
上記供給液温値に応じて上記プログラマブルロジックコントローラーから送られる運転周波数が書き込まれ、当該運転周波数で上記ポンプの運転を行うインバータとを有し、
上記ポンプの運転により上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値と上記循環流路を循環する媒体の温度の上記温度センサーによる測定値との差より負荷を算出し、負荷が冷却負荷の場合は上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、負荷が加熱負荷の場合は上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システム。

【請求項3】

上記第１の温調ユニットの出口は第１の流路により第１の三方弁の第１の出入り口に接続され、上記第１の温調ユニットの入口は第２の流路により上記第１の三方弁の第２の出入り口に接続され、上記第２の温調ユニットの出口は第３の流路により第２の三方弁の第１の出入り口に接続され、上記第２の温調ユニットの入口は第４の流路により上記第２の三方弁の第２の出入り口に接続され、上記第１の三方弁の第３の出入り口と上記第２の三方弁の第３の出入り口とは第５の流路により互いに接続され、上記第５の流路と上記循環流路の上記温度制御対象物の上流側の部分とが第６の流路により互いに接続され、上記第２の流路と上記第４の流路とは第７の流路により互いに接続され、上記第７の流路と上記循環流路の上記温度制御対象物の下流側の部分とが第８の流路により互いに接続され、上記第８の流路と上記第２の流路との間の部分の上記第７の流路に第１の二方弁が設けられ、上記第８の流路と上記第４の流路との間の部分の上記第７の流路に第２の二方弁が設けられている請求項１または２記載の温度制御システム。

【請求項4】

上記第１の三方弁の上記第１の出入り口および上記第２の三方弁の上記第１の出入り口を常時開いておき、上記循環流路に上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を供給する場合は、上記第２の三方弁の上記第３の出入り口を閉めるとともに上記第２の出入り口を開き、上記第１の二方弁を開くとともに上記第２の二方弁を閉め、上記第１の三方弁の上記第３の出入り口を開くとともに上記第２の出入り口を閉めるか、または、上記第１の三方弁の上記第２の出入り口および上記第３の出入り口を開き、上記循環流路に上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を供給する場合は、上記第１の三方弁の上記第３の出入り口を閉めるとともに上記第２の出入り口を開き、上記第２の二方弁を開くとともに上記第１の二方弁を閉め、上記第２の三方弁の上記第３の出入り口を開くとともに上記第２の出入り口を閉めるか、または、上記第２の三方弁の上記第２の出入り口および上記第３の出入り口を開く請求項３記載の温度制御システム。

【請求項5】

載置台および当該載置台上に載置される被処理体からなる温度制御対象物と、
上記載置台を通過して設けられた循環流路と、
上記循環流路に設けられたポンプと、
第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、
上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットと、
上記載置台の上流部の、上記載置台と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた圧力計と、
上記圧力計の上流部の、上記圧力計と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた温度センサーと、
上記温度センサーが接続された制御装置と、
上記被処理体に取り付けられる、上記被処理体の温度を測定するための、上記温度センサーとは別の温度センサーと、
上記別の温度センサーが接続された、上記制御装置とは別の制御装置と、
上記被処理体を加熱するためのヒータと、
上記ヒータの出力を制御するための電力制御装置と、
上記別の温度センサーの温度の設定値および上記別の温度センサーによる上記被処理体の温度の測定値と上記電力制御装置の負荷アナログ値とが読み込まれ、当該設定値および当該測定値と当該負荷アナログ値とから供給液温値を演算し、当該供給液温値を上記制御装置に上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値として書き込むプログラマブルロジックコントローラーと、
上記供給液温値に応じて上記プログラマブルロジックコントローラーから送られる運転周波数が書き込まれ、当該運転周波数で上記ポンプの運転を行うインバータとを有し、
上記ポンプの運転により上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値と上記循環流路を循環する媒体の温度の上記温度センサーによる測定値との差より負荷を算出し、負荷が冷却負荷の場合は上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、負荷が加熱負荷の場合は上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記載置台の温度を制御するとともに、上記電力制御装置により上記ヒータの出力を制御して上記被処理体の温度を制御するように構成されている温度制御システム
を有する製造装置。

【請求項6】

温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられた循環流路と、
上記循環流路に設けられたポンプと、
第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、
上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットと、
上記温度制御対象物の上流部の、上記温度制御対象物と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた圧力計と、
上記圧力計の上流部の、上記圧力計と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた温度センサーと、
上記温度センサーが接続された制御装置と、
上記温度制御対象物に取り付けられる、上記温度制御対象物の温度を測定するための、上記温度センサーとは別の温度センサーと、
上記別の温度センサーが接続された、上記制御装置とは別の制御装置と、
上記別の温度センサーの温度の設定値および上記別の温度センサーによる上記温度制御対象物の温度の測定値が読み込まれ、当該設定値および当該測定値から供給液温値を演算し、当該供給液温値を上記制御装置に上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値として書き込むプログラマブルロジックコントローラーと、
上記供給液温値に応じて上記プログラマブルロジックコントローラーから送られる運転周波数が書き込まれ、当該運転周波数で上記ポンプの運転を行うインバータとを有し、
上記ポンプの運転により上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値と上記循環流路を循環する媒体の温度の上記温度センサーによる測定値との差より負荷を算出し、負荷が冷却負荷の場合は上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、負荷が加熱負荷の場合は上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システム
を有する製造装置。

【請求項7】

温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられた循環流路と、
上記循環流路に設けられたポンプと、
第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、
上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットと、
上記温度制御対象物の上流部の、上記温度制御対象物と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた圧力計と、
上記圧力計の上流部の、上記圧力計と上記ポンプとの間の部分の上記循環流路に設けられた温度センサーと、
上記温度センサーが接続された制御装置と、
上記温度制御対象物に取り付けられる、上記温度制御対象物の温度を測定するための、上記温度センサーとは別の温度センサーと、
上記別の温度センサーが接続された、上記制御装置とは別の制御装置と、
上記別の温度センサーの温度の設定値および上記別の温度センサーによる上記温度制御対象物の温度の測定値が読み込まれ、当該設定値および当該測定値から供給液温値を演算し、当該供給液温値を上記制御装置に上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値として書き込むプログラマブルロジックコントローラーと、
上記供給液温値に応じて上記プログラマブルロジックコントローラーから送られる運転周波数が書き込まれ、当該運転周波数で上記ポンプの運転を行うインバータとを有し、
上記ポンプの運転により上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、上記循環流路を循環する媒体の温度の設定値と上記循環流路を循環する媒体の温度の上記温度センサーによる測定値との差より負荷を算出し、負荷が冷却負荷の場合は上記第１の温調ユニットから上記第１の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、負荷が加熱負荷の場合は上記第２の温調ユニットから上記第２の温度に調温された媒体を上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システム
を有する検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、温度制御システム、温度制御方法、製造装置および検査装置に関し、例えば、半導体製造装置において半導体基板の温度制御に適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置に用いられる静電チャックなどの部材の温度を制御するための温度制御システムとして、特許文献１に提案されたものがある。この温度制御システムでは、第１の温度に調温された液体を貯蔵する低温温調ユニットから供給される流体を流す低温流路と、第１の温度より高い第２の温度に調温された液体を貯蔵する低温温調ユニットから供給される流体を流す高温流路と、流体を循環させるバイパス流路とを合流部にて合流させて結合流路を形成し、合流部の上流側の低温流路、高温流路およびバイパス流路にそれぞれ可変バルブを取り付け、部材またはその近傍にこの部材を冷却または加熱する調温部を設け、可変バルブの弁開度を制御し、低温流路、高温流路およびバイパス流路の流量分配比率を調節することで結合流路に流す流体の温度を制御し、結合流路からこの流体を調温部に流すことにより部材を冷却または加熱することで温度を制御することが記載されている。また、基板検査装置において、半導体デバイスが形成された基板を載置する載置台の温度を制御し、基板の温度を制御する装置として、特許文献２に提案されたものがある。この基板検査装置では、それぞれ制御された流量の高温媒体および低温媒体を媒体混合部で混合して媒体の温度を制御し、この媒体を載置台を通過する媒体流路に流すことにより載置台の温度を制御し、基板の温度を制御することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１０５３５９号公報

【文献】特開２０１４－２０９５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１で提案された温度制御システムも特許文献２で提案された基板検査装置も、低温媒体と高温媒体とを混合しているため、エネルギーの無駄があり、これが省エネルギー化の妨げになっていた。

【0005】

そこで、この発明が解決しようとする課題は、低温媒体と高温媒体とを混合する必要がないことからエネルギーの無駄がなく、省エネルギーでしかも高速の温度制御を実現することができる温度制御システムおよび温度制御方法を提供することである。

【0006】

この発明が解決しようとする他の課題は、低温媒体と高温媒体とを混合する必要がないことからエネルギーの無駄がなく、省エネルギーでしかも高速の温度制御を実現することができる製造装置および検査装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、この発明は、
温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられ、または、上記温度制御対象物の近傍に設けられた循環流路とを有し、
上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、第１の温度に調温された媒体または上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を互いに混合することなく上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システムである。

【0008】

この温度制御システムにおいて、温度制御対象物は、基本的にはどのようなものであってもよいが、例えば、半導体基板などの何らかの処理や検査などを行う物体を載置する載置台（例えば、静電チャック、真空チャックなどのチャック）、金型などである。載置台では、載置台の温度を制御することにより、その上に載置される対象物の温度を制御することができる。温度制御対象物を通過して設けられ、または、温度制御対象物の近傍に設けられた循環流路は、温度制御対象物と循環流路を流れる媒体との間で十分な熱交換が行われ、それによって温度制御対象物の冷却または加熱が可能であるように構成される。

【0009】

この温度制御システムは、典型的には、第１の温度に調温された媒体を貯蔵する第１の温調ユニットと、第２の温度に調温された媒体を貯蔵する第２の温調ユニットとをさらに有する。この場合、第１の温度に調温された媒体は第１の温調ユニットから供給され、第２の温度に調温された媒体は第２の温調ユニットから供給される。第１の温度に調温された媒体、第２の温度に調温された媒体および循環流路を循環する媒体は、基本的にはどのようなものであってもよく、温度制御を行う温度範囲などに応じて適宜選択されるが、例えば、水や油などが用いられる。この温度制御システムにおいては、好適には、第１の温調ユニットの出口は第１の流路により第１の三方弁の第１の出入り口に接続され、第１の温調ユニットの入口は第２の流路により第１の三方弁の第２の出入り口に接続され、第２の温調ユニットの出口は第３の流路により第２の三方弁の第１の出入り口に接続され、第２の温調ユニットの入口は第４の流路により第２の三方弁の第２の出入り口に接続され、第１の三方弁の第３の出入り口と第２の三方弁の第３の出入り口とは第５の流路により互いに接続され、第５の流路と循環流路の温度制御対象物の上流側の部分とが第６の流路により互いに接続され、第２の流路と第４の流路とは第７の流路により互いに接続され、第７の流路と循環流路の温度制御対象物の下流側の部分とが第８の流路により互いに接続され、第８の流路と第２の流路との間の部分の第７の流路に第１の二方弁が設けられ、第８の流路と第４の流路との間の部分の第７の流路に第２の二方弁が設けられる。この温度制御システムの動作時には、典型的には、第１の三方弁の第１の出入り口および第２の三方弁の第１の出入り口を常時開いておく。そして、循環流路に第１の温調ユニットから第１の温度に調温された媒体を供給する場合は、第２の三方弁の第３の出入り口を閉めるとともに第２の出入り口を開き、第１の二方弁を開くとともに第２の二方弁を閉め、第１の三方弁の第３の出入り口を開くとともに第２の出入り口を閉めるか、または、第１の三方弁の第２の出入り口および第３の出入り口を開く。この場合、第２の温度に調温された媒体は循環流路に供給されず、第１の温度に調温された媒体だけが循環流路に供給される。第１の温度に調温された媒体の供給量は、第１の三方弁の第２の出入り口および第３の出入り口の開度により制御することができる。一方、循環流路に第２の温調ユニットから第２の温度に調温された媒体を供給する場合は、第１の三方弁の第３の出入り口を閉めるとともに第２の出入り口を開き、第２の二方弁を開くとともに第１の二方弁を閉め、第２の三方弁の第３の出入り口を開くとともに第２の出入り口を閉めるか、または、第２の三方弁の第２の出入り口および第３の出入り口を開く。この場合、第１の温度に調温された媒体は循環流路に供給されず、第２の温度に調温された媒体だけが循環流路に供給される。第２の温度に調温された媒体の供給量は、第２の三方弁の第２の出入り口および第３の出入り口の開度により制御することができる。

【0010】

典型的には、循環流路に媒体を循環させるためのポンプが設けられる。好適には、このポンプの下流に逆止弁が設けられる。また、温度制御システムは、典型的には、温度制御対象物の上流の部分の循環流路に設けられた、循環流路を流れる媒体の温度を測定するための温度センサーをさらに有する。典型的には、温度センサーによる媒体の温度の測定値と媒体の温度の設定値との差を求め、その差から循環流路に第１の温度に調温された媒体および第２の温度に調温された媒体のどちらを供給するか、および、その供給量を決定する。

【0011】

また、この発明は、
温度制御対象物を通過して設けられ、または、温度制御対象物の近傍に設けられた循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、第１の温度に調温された媒体または上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を互いに混合することなく上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御する温度制御方法である。

【0012】

この温度制御方法の発明においては、その性質に反しない限り、上記の温度制御システムの発明に関連して説明したことが成立する。

【0013】

また、この発明は、
温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられ、または、上記温度制御対象物の近傍に設けられた循環流路とを有し、
上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、第１の温度に調温された媒体または上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を互いに混合することなく上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システム
を有する製造装置である。

【0014】

製造装置は、基本的にはどのようなものであってもよいが、例えば、半導体製造装置や成形機などである。半導体製造装置では、温度制御対象物は半導体基板が載置される載置台である。成形機では、温度制御対象物は、プラスチックなどの成形に用いられる金型である。この製造装置の発明においては、上記以外のことは、その性質に反しない限り、上記の温度制御システムの発明に関連して説明したことが成立する。

【0015】

また、この発明は、
温度制御対象物と、
上記温度制御対象物を通過して設けられ、または、上記温度制御対象物の近傍に設けられた循環流路とを有し、
上記循環流路に一定流量で媒体を循環させながら、第１の温度に調温された媒体または上記第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を互いに混合することなく上記循環流路に供給し、この際、上記循環流路を循環する媒体の流量が上記一定流量に維持されるように過剰の媒体を上記循環流路から除去することにより上記温度制御対象物の温度を制御するように構成されている温度制御システム
を有する検査装置である。

【0016】

検査装置は、基本的にはどのようなものであってもよいが、例えば、基板検査装置などである。基板検査装置では、温度制御対象物は半導体基板などの基板が載置される載置台である。この基板検査装置の発明においては、上記以外のことは、その性質に反しない限り、上記の温度制御システムの発明に関連して説明したことが成立する。

【発明の効果】

【0017】

この発明によれば、第１の温度に調温された媒体、すなわち低温媒体と、第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体、すなわち高温媒体とを混合する必要がないことからエネルギーの無駄がなく、省エネルギーの温度制御を実現することができる。また、第１の温度に調温された媒体または第１の温度より高い第２の温度に調温された媒体を循環流路に供給することにより、第１の温度と第２の温度との間で高速で温度制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この発明の第１の実施の形態による温度制御システムを示す略線図である。

【図2】この発明の第２の実施の形態による温度制御システムを示す略線図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について説明する。

【0020】

〈第１の実施の形態〉
［温度制御システム］
図１はこの温度制御システムを示す。

【0021】

図１に示すように、この温度制御システムは、温度制御対象物１０、チラーユニット２０および弁ユニット３０を有する。

【0022】

温度制御対象物１０は、載置台１１およびその上に載置される被処理体１２である。載置台１１は、例えば、静電チャックや真空チャックなどのチャックであるが、これに限定されるものではない。この場合、載置台１１の温度を制御することによりその上の被処理体１２の温度を制御するようになっている。従って、最終的な温度制御対象物は被処理体１２となる。

【0023】

載置台１１を通過して循環流路４０が設けられており、この循環流路４０内を循環される媒体、例えば水により載置台１１の温度を制御し、ひいては被処理体１２の温度を制御するようになっている。ここで、循環流路４０は、循環流路４０内を循環する媒体により載置台１１と十分な熱交換を行うことができるように設けられる。

【0024】

チラーユニット２０は、低温熱源用チラー２１と高温熱源用チラー２２とを有する。低温熱源用チラー２１は温度Ｔ_L に調温された低温媒体を貯蔵している低温媒体タンクを有する。高温熱源用チラー２２は、Ｔ_L より高い温度Ｔ_H に調温された高温媒体を貯蔵する高温媒体タンクを有する。低温媒体タンクと高温媒体タンクとの間には、低温媒体タンク内の低温媒体の液面と高温媒体タンク内の高温媒体の液面とのバランスを保つための液面調整器２３が、これらの低温媒体タンクおよび高温媒体タンク間を連通して設けられている。

【0025】

低温熱源用チラー２１の出口２１ａは流路５１により三方弁３１の出入り口３１ａに接続され、低温熱源用チラー２１の入口２１ｂは流路５２により三方弁３１の出入り口３１ｂに接続されている。高温熱源用チラー２２の出口２２ａは流路５３により三方弁３２の出入り口３２ａに接続され、高温熱源用チラー２２の入口２２ｂは流路５４により三方弁３２の出入り口３２ｂに接続されている。三方弁３１の出入り口３１ｃと三方弁３２の出入り口３２ｃとは流路５５により互いに接続されている。流路５５と循環流路４０の温度制御対象物１０の上流側の部分とが流路５６により互いに接続されている。流路５２と流路５４とは流路５７により互いに接続されている。流路５７の途中の部分と循環流路４０の温度制御対象物１０の下流側の部分とが流路５８により互いに接続されている。流路５８と流路５２との間の部分の流路５７に二方弁３３が設けられている。流路５８と流路５４との間の部分の流路５７に二方弁３４が設けられている。二方弁３３と三方弁３１の出入り口３１ｂとの間の部分の流路５２には二方弁３５が設けられている。二方弁３４と三方弁３２の出入り口３２ｂとの間の部分の流路５４には二方弁３６が設けられている。これらの二方弁３５、３６は、通常は開いている。循環流路４０には媒体を循環させるためのポンプ６０が設けられ、このポンプ６０と流路５６との間に逆止弁６１が設けられている。また、流路５８の途中の部分と、ポンプ６０と逆止弁６１との間の部分の循環流路４０とが流路５９により互いに接続され、この流路５９に二方弁３７が設けられている。二方弁３５と三方弁３１の出入り口３１ｂとの間の部分の流路５２には、その内部を流れる媒体の圧力を測定するための圧力計６２が設けられている。二方弁３６と三方弁３２の出入り口３２ｂとの間の部分の流路５４には、その内部を流れる媒体の圧力を測定するための圧力計６３が設けられている。温度制御対象物１０の上流部の循環流路４０には、その内部を流れる媒体の圧力を測定するための圧力計６４が設けられ、さらにその上流部の循環流路４０には、その内部を流れる媒体の温度を測定するための温度センサー６５が設けられている。温度センサー６５としては例えば熱電対が用いられる。温度センサー６５は制御装置６６に接続されている。

【0026】

被処理体１２には、この被処理体１２の温度を測定するための温度センサー６７が取り付けられている。温度センサー６７は制御装置６８に接続されている。被処理体１２は図示省略したヒータにより加熱することができるようになっている。このヒータの出力は電力制御装置６９により制御することができるようになっている。温度センサー６７の温度の設定値（ＳＶ）および測定値（ＰＶ）と電力制御装置６９の負荷アナログ値（例えば、４～２０ｍＡの電流値）とは、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラー）７０に取り込まれるようになっている。ＰＬＣ７０は、こうして取り込まれた温度センサー６７の設定値（ＳＶ）および測定値（ＰＶ）と電力制御装置６９の負荷アナログ値（電流値）とから供給液温値を演算する。そして、この供給液温値を温度センサー６５の設定値（ＳＶ）として制御装置６６に書き込み、被処理体１２の温度を制御する。供給液温値に応じてＰＬＣ７０から送られる運転周波数はインバータ７１に書き込まれ、その運転周波数でポンプ６０の運転が行われる。

【0027】

［温度制御システムの動作方法］
ポンプ６０の運転により循環流路４０に媒体を一定流量で循環させる。この一定流量は温度制御対象物１０、温度制御を行う温度範囲などに応じて適宜選択される。循環流路４０を循環する媒体の温度はＴ_L とＴ_H との間であるものとする。

【0028】

循環流路４０を循環する媒体の温度の設定値（ＳＶ）と温度センサー６５の測定値（ＰＶ）との差より、負荷を算出する。負荷が冷却負荷の場合は、三方弁３２の出入り口３２ｃが閉まった状態で、三方弁３１の出入り口３１ｃを開き、低温熱源用チラー２１から流路５１、５５、５６を介して循環流路４０に温度Ｔ_L の低温媒体を供給し、載置台１１を冷却する。低温媒体の供給量は三方弁３１の出入り口３１ｂ、３１ｃの開度により制御することができる。また、三方弁３１の出入り口３１ｃを開くと同時に二方弁３３を開き、低温媒体の供給によって過剰となった媒体を循環流路４０から流路５８、５７、５２を介して低温熱源用チラー２１に返送する。一方、負荷が加熱負荷の場合は、三方弁３１の出入り口３１ｃが閉まった状態で、三方弁３２の出入り口３２ｃを開き、高温熱源用チラー２２から流路５３、５５、５６を介して循環流路４０に温度Ｔ_H の高温媒体を供給し、載置台１１を加熱する。高温媒体の供給量は三方弁３２の出入り口３２ｂ、３２ｃの開度により制御することができる。また、三方弁３２の出入り口３２ｃを開くと同時に二方弁３４を開き、高温媒体の供給によって過剰となった媒体を循環流路４０から流路５８、５７、５４を介して高温熱源用チラー２２に返送する。

【0029】

いくつかの場合について三方弁３１の出入り口３１ｂ、３１ｃの開度および三方弁３２の出入り口３２ｂ、３２ｃの開度を二方弁３３、３４の開度とともに示す。

【0030】

（１）温度Ｔ_L の低温媒体を１００％供給する場合
開度（％）
三方弁３１の出入り口３１ｃ １００
三方弁３１の出入り口３１ｂ ０
三方弁３２の出入り口３２ｃ ０
三方弁３２の出入り口３２ｂ １００
二方弁３３ １００
二方弁３４ ０

【0031】

（２）温度Ｔ_L の低温媒体を２０％供給する場合
開度（％）
三方弁３１の出入り口３１ｃ ２０
三方弁３１の出入り口３１ｂ ８０
三方弁３２の出入り口３２ｃ ０
三方弁３２の出入り口３２ｂ １００
二方弁３３ １００
二方弁３４ ０

【0032】

（３）温度Ｔ_H の高温媒体を１００％供給する場合
開度（％）
三方弁３１の出入り口３１ｃ ０
三方弁３１の出入り口３１ｂ １００
三方弁３２の出入り口３２ｃ １００
三方弁３２の出入り口３２ｂ ０
二方弁３３ ０
二方弁３４ １００

【0033】

（４）温度Ｔ_H の高温媒体を５％供給する場合
開度（％）
三方弁３１の出入り口３１ｃ ０
三方弁３１の出入り口３１ｂ １００
三方弁３２の出入り口３２ｃ ５
三方弁３２の出入り口３２ｂ ９５
二方弁３３ ０
二方弁３４ １００

【0034】

（５）温度Ｔ_L の低温媒体および温度Ｔ_H の高温媒体とも供給しない場合
開度（％）
三方弁３１の出入り口３１ｃ ０
三方弁３１の出入り口３１ｂ １００
三方弁３２の出入り口３２ｃ ０
三方弁３２の出入り口３２ｂ １００
二方弁３３ ０
二方弁３４ １００

【0035】

上述のようにして載置台１１の温度を設定温度にするとともに、電力制御装置６９によりヒータ出力を制御して被処理体１２の温度を設定温度にする。

【0036】

以上のように、この第１の実施の形態によれば、温度Ｔ_L の低温媒体または温度Ｔ_H の高温媒体を互いに混合することなく独立に循環流路４０に供給することにより載置台１１の温度を制御しているため、低温媒体と高温媒体とを混合させる場合に発生するエネルギーの無駄がなく、従って省エネルギーの温度制御を実現することができる。また、循環流路４０に温度Ｔ_L の低温媒体または温度Ｔ_H の高温媒体を供給するだけで載置台１１の温度を制御することができるため、高速の温度制御を実現することができる。

【0037】

〈第２の実施の形態〉
［温度制御システム］
図２はこの温度制御システムを示す。

【0038】

図２に示すように、この温度制御システムは、温度制御対象物１０が載置台１１およびその上に載置される被処理体１２ではなく、金型などの構造物そのものである。また、温度センサー６７はその構造物に取り付けられている。構造物の加熱は不要であるため、ヒータや電力制御装置６９は設けられていない。その他のことは、第１の実施の形態による温度制御システムと同様である。

【0039】

［温度制御システムの動作方法］
この温度制御システムの動作方法は第１の実施の形態と同様である。

【0040】

この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。

【0041】

以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

【0042】

例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構造、構成などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成などを用いてもよい。

【符号の説明】

【0043】

１０…温度制御対象物、１１…載置台、１２…被処理体、２０…チラーユニット、３０…弁ユニット、３１、３２…三方弁、３３～３７…二方弁、４０…循環流路、５１～５９…流路、６０…ポンプ、６２～６４…圧力計、６５、６７…温度センサー６６、６８…制御装置、７０…ＰＬＣ

【図1】

【図2】