温度制御装置、温度制御方法及び温度制御システム
【課題】冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる温度制御装置を提供する。
【解決手段】被制御装置１２と、第１及び第２の供給部３０、４０を含む供給装置２０との間に設けられ、流体の温度を制御する温度制御装置５０であって、流体を貯蔵する貯蔵部５１と、被制御装置１２を第１及び第２の供給部３０、４０の一方と接続するとともに貯蔵部５１を第１及び第２の供給部３０、４０の他方と接続するか、又は、被制御装置１２と貯蔵部５１と接続するように、接続を切り替える接続切替部５５とを有する。
【解決手段】被制御装置１２と、第１及び第２の供給部３０、４０を含む供給装置２０との間に設けられ、流体の温度を制御する温度制御装置５０であって、流体を貯蔵する貯蔵部５１と、被制御装置１２を第１及び第２の供給部３０、４０の一方と接続するとともに貯蔵部５１を第１及び第２の供給部３０、４０の他方と接続するか、又は、被制御装置１２と貯蔵部５１と接続するように、接続を切り替える接続切替部５５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度が制御される被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置、温度制御方法及び温度制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの製造工程では、半導体ウェハを、例えば−６０℃から３０℃などの低温から高温まで幅広い温度に制御する必要がある。
【０００３】
通常、このような温度制御は、内部に冷却液を流通させる冷却液流路が形成された保持器で半導体ウェハを保持し、冷却液流路に冷凍機を用いて冷却した冷却液を流すことにより、保持器自体の温度を制御している。このような装置として、チャックに保持された半導体ウェハの温度を低下させることができる温度制御装置の例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の温度制御装置は、チャックに設けられた冷却液流路に流すための冷却液を蓄えるための低温タンクと、この低温タンク内の冷却液をチャックの冷却液流路へ送り出すためのポンプを備えている。また、従来の温度制御装置は、低温タンク内の冷却液と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行うための熱交換器と、熱交換器内に冷媒を流すための冷凍機と、チャックに設けられた測温抵抗体と、タンク内の冷却液を加熱するためのヒータとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した温度制御装置には、次のような問題がある。
【０００７】
例えば−６０〜３０℃のような、低温から高温までの幅広い温度範囲において、被制御装置を冷却・昇温する際に、大きな冷却速度又は大きな昇温速度が必要とされることがある。冷却速度を増加させるためには、温度制御装置に大きな冷凍能力を有する冷凍機等の冷却手段を備えればよく、昇温速度を増加させるためには、温度制御装置に大きな加熱能力を有するヒータ等の加熱手段を備えればよい。
【０００８】
しかし、温度制御装置に大きな冷凍能力を有する冷却手段や大きな加熱能力を有する加熱手段を備える場合には、装置コストが増大したり、装置の設置面積が増大したりするという問題がある。また、温度を一定に制御している間は、それほど大きな冷凍能力・加熱能力を必要としないことが多く、冷却・昇温のためだけに冷却手段及び加熱手段の能力を大きくしなくてはならないという無駄が発生する。
【０００９】
更に、温度制御装置を設置する場所がたとえばクリーンルーム内や真空装置内などの空冷式や水冷式の冷凍機を使用することができない環境や、設置面積に制約がある場合には、被制御装置の近くに温度制御装置を設置できないことがある。このような場合、温度制御装置を被制御装置から離れた場所に設置することになるため温度制御装置から被制御装置まで流体が流れる流路が長くなり、被制御装置の温度を変更するときに高速に温度制御することができず、あるいは、高精度で温度制御することができない。
【００１０】
また、上記した問題は、冷却手段として冷凍機により冷却する場合に限られず、冷却水又は送風機により冷却する場合にも共通する課題である。また、被制御装置を常温よりも低い温度に冷却する場合に限られず、常温よりも高い温度に加熱する場合にも共通する課題である。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる温度制御装置及び温度制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置であって、流体を貯蔵する貯蔵部と、前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、を有する、温度制御装置である。
【００１４】
また、本発明は、上述の温度制御装置において、前記接続切替部の動作と前記第１の調節部の動作と前記第２の調節部の動作とを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、前記接続切替部により前記貯蔵部を前記第２の供給部と接続するとともに前記第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御するものである。
【００１５】
また、本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置における温度制御方法であって、前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、流体を貯蔵する貯蔵部を前記接続切替部により前記第２の供給部と接続するとともに第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する。
【００１６】
また、本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置と、前記被制御装置と前記供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置と、を備え、当該温度制御装置は、流体を貯蔵する貯蔵部と、前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、を有する、温度制御システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その１）である。
【図３】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その２）である。
【図５】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その３）である。
【図７】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その３）である。
【図８】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その４）である。
【図９】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その４）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その５）である。
【図１１】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その５）である。
【図１２】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その６）である。
【図１３】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その７）である。
【図１４】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その８）である。
【図１５】第２の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
図１を参照し、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムについて説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る温度制御装置５０を含む温度制御システム１０の構成を示す図である。
【００２１】
温度制御システム１０は、被制御装置１２と、供給装置２０と、温度制御装置５０と、制御部６０とを有する。被制御装置１２は、流体が流れることによって温度が制御される。供給装置２０は、流体を温度調節して被制御装置１２へ供給する第１の供給部３０及び第２の供給部４０を含む。温度制御装置５０は、被制御装置１２と供給装置２０との間に設けられ、被制御装置１２を第１の供給部３０又は第２の供給部４０と切り替えて接続するとともに被制御装置１２を流れる流体の温度を制御する。制御部６０は、供給装置２０の動作と、温度制御装置５０の動作を制御する。
【００２２】
なお、制御部６０は、温度制御装置５０の内部に設けられていてもよい。これにより、温度制御装置５０を設けたときの、被制御装置１２と供給装置２０と温度制御装置５０とを含めた温度制御システム１０全体の温度制御を、温度制御装置５０単独で制御することができる。以下では、制御部６０が、温度制御装置５０に含まれている例について説明する。
【００２３】
本実施の形態では、被制御装置１２として、半導体ウェハを保持し、保持した半導体ウェハに、例えば低温領域で電気的な検査を行う半導体検査装置を例に説明する。
【００２４】
被制御装置１２は、半導体ウェハＷを保持するチャック１３を有する。チャック１３の内部には、流体が流れる流路１４が形成されている。流路１４の入口１５には、温度制御装置５０を介して供給装置２０の供給口が接続されている。供給装置２０の供給口から供給された流体は、温度制御装置５０を介して、被制御装置１２の流路１４の入口１５に供給される。被制御装置１２の流路１４の出口１６には、温度制御装置５０を介して供給装置２０の回収口が接続されている。被制御装置１２の流路１４の出口１６から排出された流体は、温度制御装置５０を介して供給装置２０の回収口へ戻される。
【００２５】
供給装置２０は、流体を温度調節して被制御装置１２へ供給する第１の供給部３０及び第２の供給部４０を含む。
【００２６】
第１の供給部３０は、ポンプ３１、冷凍機３２、ヒータ３３、温度センサ３４を有する。ポンプ３１の吸入側は、被制御装置１２の流路１４の出口１６と温度制御装置５０を介して接続される回収口３５と、帰還流路３６を介して接続されている。ポンプ３１の排出側は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と温度制御装置５０を介して接続された供給口３７と、供給流路３８を介して接続されている。冷凍機３２及びヒータ３３は、帰還流路３６上であって、回収口３５とポンプ３１との間に設けられている。図１に示す例では、冷凍機３２及びヒータ３３は、回収口３５とポンプ３１との間に、流体の流れる方向に冷凍機３２、ヒータ３３の順に設けられている。また、温度センサ３４は、ヒータ３３により温度調節された流体の温度を測定するためのものであり、供給流路３８に設けられている。
【００２７】
第１の供給部３０では、回収口３５から回収され帰還流路３６を流れる流体は、冷凍機３２により冷却される。そして、冷却された流体は、必要に応じてヒータ３３により温度調節される。ヒータ３３により温度調節された流体は、ポンプ３１の吸入側から吸入された後、ポンプ３１の排出側から排出される。ポンプ３１の排出側から排出された流体は、供給流路３８を流れた後、供給口３７から供給される。
【００２８】
第２の供給部４０は、ポンプ４１、冷凍機４２、ヒータ４３、温度センサ４４を有する。ポンプ４１の吸入側は、被制御装置１２の流路１４の出口１６と温度制御装置５０を介して接続される回収口４５と、帰還流路４６を介して接続されている。ポンプ４１の排出側は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と温度制御装置５０を介して接続された供給口４７と、供給流路４８を介して接続されている。冷凍機４２及びヒータ４３は、帰還流路４６上であって、回収口４５とポンプ４１との間に設けられている。図１に示す例では、冷凍機４２及びヒータ４３は、回収口４５とポンプ４１との間に、流体の流れる方向に冷凍機４２、ヒータ４３の順に設けられている。また、温度センサ４４は、ヒータ４３により温度調節された流体の温度を測定するためのものであり、供給流路４８に設けられている。
【００２９】
第２の供給部４０でも、第１の供給部３０と同様に、回収口４５から回収され帰還流路４６を流れる流体は、冷凍機４２により冷却される。そして、冷却された流体は、必要に応じてヒータ４３により温度調節される。ヒータ４３により温度調節された流体は、ポンプ４１の吸入側から吸入された後、ポンプ４１の排出側から排出される。ポンプ４１の排出側から排出された流体は、供給流路４８を流れた後、供給口４７から供給される。
【００３０】
また、供給装置２０は、リザーブタンク２１を有していてもよい。リザーブタンク２１は、帰還流路３６、４６に接続されており、必要に応じて帰還流路３６、４６に流体を追加補充することができる。
【００３１】
なお、ヒータ３３、４３が独立に制御可能であるときは、冷凍機３２、４２は、独立して設けられてなくてもよく、同一の冷凍機を用いて帰還流路３６、４６を流れる流体を冷却してもよい。
【００３２】
また、冷凍機及びヒータに代え、例えば工場内の冷却水又は送風機により送風された冷気により熱交換する熱交換器を有し、被制御装置から戻した流体を冷却水により冷却し、冷却された流体を供給してもよい。あるいは、冷凍機及びヒータに代え、ヒータのみを有し被制御装置から戻した流体をヒータにより加熱し、加熱された流体を供給してもよい。
【００３３】
温度制御装置５０は、タンク５１と、ヒータ５３、５４と、接続切替部５５と、制御部６０とを有する。なお、タンク５１は、本発明における貯蔵部に相当し、ヒータ５３、５４は、それぞれ本発明における第１の調節部、第２の調節部に相当する。
【００３４】
タンク５１は、流体を貯蔵する。接続切替部５５は、あるタイミングでは、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の一方と、被制御装置１２及びタンク５１の一方とを接続するとともに、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の他方と、被制御装置１２及びタンク５１の他方とを接続する。また、接続切替部５５は、他のあるタイミングでは、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の一方と、被制御装置１２と、タンク５１とを接続する。ヒータ５３は、接続切替部５５から被制御装置１２へ流体が流れる流路の途中に設けられており、被制御装置１２へ流れる流体の温度を調節する。ヒータ５４は、接続切替部５５からタンク５１へ流体が流れる流路の途中に設けられており、タンク５１へ流れる流体の温度を調節する。
【００３５】
接続切替部５５は、第１の供給部３０の供給口３７と接続される第１の供給口側接続口Ｇ１と、第１の供給部３０の回収口３５と接続される第１の回収口側接続口Ｇ３とを有する。また、接続切替部５５は、第２の供給部４０の供給口４７と接続される第２の供給口側接続口Ｇ２と、第２の供給部４０の回収口４５と接続される第２の回収口側接続口Ｇ４とを有する。また、接続切替部５５は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と接続される被制御装置入口側接続口Ｇ５と、被制御装置１２の流路１４の出口１６と接続される被制御装置出口側接続口Ｇ６とを有する。また、接続切替部５５は、タンク５１の入口と接続されるタンク入口側接続口Ｇ７と、タンク５１の出口と接続されるタンク出口側接続口Ｇ８とを有する。
【００３６】
第１の供給口側接続口Ｇ１は、供給流路Ｒ１により被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。第２の供給口側接続口Ｇ２は、供給流路Ｒ１の途中の位置Ｐ１で供給流路Ｒ１に合流する供給流路Ｒ２により、被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。被制御装置出口側接続口Ｇ６は、帰還流路Ｒ３により、第１の回収口側接続口Ｇ３と接続されている。被制御装置出口側接続口Ｇ６は、帰還流路Ｒ３の途中の位置Ｐ２で帰還流路Ｒ３と分岐する帰還流路Ｒ４により、第２の回収口接続口Ｇ４と接続されている。
【００３７】
第１の供給口側接続口Ｇ１は、供給流路Ｒ１の途中の位置Ｐ３で供給流路Ｒ１から分岐する供給流路Ｒ５によりタンク入口側接続口Ｇ７と接続されている。第２の供給口側接続口Ｇ２は、供給流路Ｒ２の途中の位置Ｐ４で供給流路Ｒ２から分岐する供給流路Ｒ６により、タンク入口側接続口Ｇ７と接続されている。タンク出口側接続口Ｇ８は、帰還流路Ｒ３の途中の位置Ｐ５で帰還流路Ｒ３に合流する帰還流路Ｒ７により、第１の回収口側接続口Ｇ３と接続されている。タンク出口側接続口Ｇ８は、帰還流路Ｒ４の途中の位置Ｐ６で帰還流路Ｒ４に合流する帰還流路Ｒ８により、第２の回収口側接続口Ｇ４と接続されている。
【００３８】
また、タンク出口側接続口Ｇ８は、供給流路Ｒ２の途中の位置Ｐ７で供給流路Ｒ２に合流する接続流路Ｒ９により、被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。
【００３９】
供給流路Ｒ１の位置Ｐ１と位置Ｐ３の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ１が設けられている。供給流路Ｒ２の位置Ｐ１と位置Ｐ４の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ２が設けられている。帰還流路Ｒ３の位置Ｐ２と位置Ｐ５の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ３が設けられている。帰還流路Ｒ４の位置Ｐ２と位置Ｐ６の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ４が設けられている。供給流路Ｒ５の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ５が設けられている。供給流路Ｒ６の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ６が設けられている。帰還流路Ｒ７の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ７が設けられている。帰還流路Ｒ８の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ８が設けられている。
【００４０】
ヒータ５３は、被制御装置入口側接続口Ｇ５の被制御装置１２側に設けられている。すなわち、ヒータ５３は、接続切替部５５から被制御装置１２へ流体が流れる流路の途中に設けられており、接続切替部５５から被制御装置１２へ流れる流体の温度を調節するためのものである。また、ヒータ５３の被制御装置１２側には、ヒータ５３により温度調節された流体の温度を測定するための温度センサ５７が設けられている。
【００４１】
ヒータ５４は、タンク入口側接続口Ｇ７のタンク５１側に設けられている。すなわち、ヒータ５４は、接続切替部５５からタンク５１へ流体が流れる流路の途中に設けられており、接続切替部５５からタンク５１へ流れる流体の温度を調節するためのものである。また、ヒータ５４のタンク５１側には、ヒータ５４により温度調節された流体の温度を測定するための温度センサ５８が設けられている。
【００４２】
制御部６０は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるコントローラ６１を有する。コントローラ６１は、ヒータ５３、５４と接続切替部５５との動作を含め、温度制御システム１０の各構成部分の動作を制御する。また、コントローラ６１には、工程管理者が温度制御システム１０の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、温度制御システム１０の各構成部の可動状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６２が接続されている。さらに、コントローラ６１には、温度制御システム１０で実行される各種処理をコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラムが格納された記憶部６３が接続されている。制御プログラムは記憶部６３の中の記憶媒体（記録媒体）に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法について説明する。
【００４４】
図２、図４、図６、図８、図１０は、本実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置１２の温度制御を行う際の、温度制御装置５０の状態を示す図である。また、図３、図５、図７、図９は、第１の供給部３０（温度センサ３４）、第２の供給部４０（温度センサ４４）、タンク５１（温度センサ５８）、設定温度、被制御装置１２の温度の時間変化を、それぞれ図２、図４、図６、図８に対応した時間領域で示すグラフである。
【００４５】
なお、図２、図４、図６、図８、図１０において、白抜きのバルブは閉じており、黒抜きのバルブは開いている状態を示している。また、図９は、図８に加え、図１０にも対応した時間領域で示している。
【００４６】
以下では、被制御装置１２を温度Ｔ１に制御している状態（図３、図４）から、被制御装置１２を温度Ｔ１より低い温度Ｔ２に変更している間の状態（図４、図５）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ２に制御している状態（図６、図７）となり、その後、被制御装置１２を温度Ｔ２より高い温度Ｔ３に変更している間の状態（図８、図９）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ３に制御する（図９、図１０）際の、温度制御方法について説明する。
【００４７】
まず、接続切替部５５により被制御装置１２を第１の供給部３０と接続した状態で、ヒータ５３により被制御装置１２を流れる流体の温度が温度Ｔ１になるように制御することで、被制御装置１２を温度Ｔ１になるように制御しているものとする。このとき、接続切替部５５によりタンク５１を第２の供給部４０と接続するとともにヒータ５４によりタンク５１に貯蔵される流体の温度が予備温度Ｔ２１になるように制御する。なお、予備温度Ｔ２１として、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度、あるいは、温度Ｔ１よりも温度Ｔ２に近い温度とすることができる。
【００４８】
図２に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７、Ｖ９が閉じた状態で、バルブＶ１、Ｖ３を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００４９】
図３に示すように、被制御装置１２へ供給される流体の設定温度を温度Ｔ１に設定する。そして、被制御装置１２へ温度Ｔ１の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、例えば途中の流路における熱交換等による温度変動分を加算した温度Ｔ１１の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ１１を、ヒータ５３により温度Ｔ１に調節し、温度がＴ１に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００５０】
また、同時に、制御部６０は、被制御装置１２から、次の設定温度の情報を受け取る。前述したように、次の設定温度は、温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２であるとする。
【００５１】
図２に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７、Ｖ９が閉じ、バルブＶ１、Ｖ３が開いた状態で、バルブＶ６、Ｖ８を開く。これにより、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ６、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続する。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、帰還流路Ｒ８、Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続する。
【００５２】
図３に示すように、後で被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、タンク５１へは予備温度Ｔ２１の流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ予備温度Ｔ２１の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ２２の流体を供給するよう要求する。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２２を、ヒータ５４により温度Ｔ２１に調節し、温度がＴ２１に調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００５３】
なお、図３では、Ｔ１が２５℃であり、Ｔ１１が２０℃であり、Ｔ２が−５０℃（図５参照）であり、Ｔ２１が−５５℃であり、Ｔ２２が−６０℃である例を示している。
【００５４】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第２の供給部４０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。
【００５５】
図４に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ５、Ｖ７が閉じ、Ｖ６が開いた状態で、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ８を閉じ、バルブＶ４、Ｖ９を開く。このとき、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ６、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続したままである。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、接続流路Ｒ９、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。そして、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続する。
【００５６】
図５に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度Ｔ２３（図７参照）の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔ２１から温度Ｔ２へ徐々に上昇するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ１から温度Ｔ２へ徐々に低下する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第２の供給部４０から供給される流体の温度は、温度Ｔ２２から一旦上昇して温度Ｔ２３を上回るが、その後被制御装置１２の温度が低下するのに伴って、温度Ｔ２３に収束するように低下する。
【００５７】
なお、図５では、Ｔ２３が−５５℃（図７参照）である例を示している。
【００５８】
また、第１の供給部３０を停止してもよく、又は、図示しないバイパス流路により第１の供給部３０の供給口３７と回収口３５とを短絡し、例えば温度Ｔ１１で第１の供給部３０の運転を継続してもよい。
【００５９】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ２になるように制御する。
【００６０】
図６に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ３、Ｖ８が閉じ、バルブＶ４が開いた状態で、バルブＶ６、Ｖ９を閉じ、バルブＶ２を開く。これにより、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６は、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続したままである。
【００６１】
図７に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ２に設定されたままである。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３により温度Ｔ２に調節し、温度がＴ２に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００６２】
また、同時に、制御部６０は、被制御装置１２から、更に次の設定温度の情報を受け取る。前述したように、次の設定温度は、温度Ｔ２よりも高い温度Ｔ３であるとする。
【００６３】
図６に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ９が閉じ、バルブＶ２、Ｖ４が開いた状態で、バルブＶ５、Ｖ７を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、Ｒ５、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続する。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、帰還流路Ｒ７、Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００６４】
図７に示すように、後で被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、タンク５１へは予備温度Ｔ３１の流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ予備温度Ｔ３１の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ３２の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４により温度Ｔ３１に調節し、温度がＴ３１に調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００６５】
なお、図７では、Ｔ３が−５℃（図９参照）であり、Ｔ３１が０℃であり、Ｔ３２が−５℃である例を示している。
【００６６】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第１の供給部３０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。
【００６７】
図８に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ６、Ｖ８が閉じ、Ｖ５が開いた状態で、バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ７を閉じ、バルブＶ３、Ｖ９を開く。このとき、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、Ｒ５、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続したままである。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、接続流路Ｒ９、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。そして、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００６８】
図９に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度Ｔ３に温度変動分を加算した温度Ｔ３３の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔ３１から温度Ｔ３へ徐々に低下するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ２から温度Ｔ３へ徐々に上昇する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第１の供給部３０から供給される流体の温度は、温度Ｔ３２から一旦低下して温度Ｔ３３を下回るが、その後被制御装置１２の温度が上昇するのに伴って、温度Ｔ３３に収束するように上昇する。
【００６９】
なお、図９では、Ｔ３３が−１０℃である例を示している。
【００７０】
また、第２の供給部４０を停止してもよく、又は、図示しないバイパス流路により第２の供給部４０の供給口４７と回収口４５とを短絡し、例えば温度Ｔ２３で第２の供給部４０の運転を継続してもよい。
【００７１】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ３になるように制御する。
【００７２】
図１０に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８が閉じ、バルブＶ３が開いた状態で、バルブＶ５、Ｖ９を閉じ、バルブＶ１を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６は、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続したままである。
【００７３】
図９に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ３に設定されたままである。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３３を、ヒータ５３により温度Ｔ３に調節し、温度がＴ３に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００７４】
以上、本実施の形態に係る温度制御方法によれば、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、被制御装置１２を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンク５１に貯蔵しておく温度制御方法について説明した。しかし、図１０に示すように、被制御装置１２を流れる流体の温度を変更しない定常運転状態において、供給装置２０と被制御装置１２とを本実施の形態に係る温度制御装置５０を介して接続することにより、被制御装置１２に流体が供給される直前にヒータ５３により流体の温度を高精度に温度制御することができる。
【００７６】
従って、供給装置を被制御装置から離れた場所に設置することができるため、被制御装置の設置面積を低減できる。あるいは、被制御装置がクリーンルームの内部に設置されている場合には、供給装置をクリーンルームの外部に設置することができるため、例えば摺動部材を有する冷凍機により温度制御する場合でも、クリーンルームの内部を清浄に保持することができる。更に、供給装置から供給する流体の温度を精密に制御する必要がないため、被制御装置を高精度に温度制御できるとともに、供給装置のコストを低減することができる。
（第１の実施の形態の変形例）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法について説明する。
【００７７】
本変形例に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法は、所定の高温側予備温度、低温側予備温度を用いてタンクに貯蔵する流体の温度を決定する点で、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法と相違する。従って、本変形例における温度制御システムは、第１の実施の形態における温度制御システムと同一構造を有しているため、説明を省略する。
【００７８】
図１１、図１２、図１３、図１４は、第１の供給部３０（温度センサ３４）、第２の供給部４０（温度センサ４４）、タンク５１（温度センサ５８）、設定温度、被制御装置１２の温度の時間変化を、それぞれ図２、図４、図６、図８に対応した時間領域で示すグラフである。なお、図１４は、図８に加え、図１０にも対応した時間領域で示している。
【００７９】
以下では、被制御装置１２を温度Ｔ１に制御している状態（図２、図１１）から、被制御装置１２を温度Ｔ１より低い温度Ｔ２に変更している間の状態（図４、図１２）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ２に制御している状態（図６、図１３）となり、その後、被制御装置１２を温度Ｔ２より高い温度Ｔ３に変更している間の状態（図８、図１４）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ３に制御する（図１０、図１４）際の、温度制御方法について説明する。
【００８０】
まず、接続切替部５５により被制御装置１２を第１の供給部３０と接続した状態で、ヒータ５３により被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ１になるように制御しているものとする。
【００８１】
ここで、本変形例では、次の設定温度Ｔ２が決定されていないものとする。この場合、温度Ｔ１が相対的に高いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度が相対的に低い温度になるように制御する。また、温度Ｔ１が相対的に低いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度が相対的に高い温度になるように制御する。
【００８２】
本変形例では、所定のしきい値温度Ｔｔｈを設定しておいてもよい。このとき、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも高いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度がしきい値温度Ｔｔｈよりも低い温度である低温側予備温度Ｔｐｌになるように制御する。また、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも低いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度がしきい値温度Ｔｔｈよりも高い温度である高温側予備温度Ｔｐｈになるように制御する。
【００８３】
以下では、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも高いものとする。このとき、接続切替部５５によりタンク５１を第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５４により、タンク５１に貯蔵される流体の温度が低温側予備温度Ｔｐｌになるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図２におけるバルブの切替状態と同一である。
【００８４】
図１１に示すように、タンク５１へは温度Ｔｐｌの流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ温度Ｔｐｌの流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ２２の流体を供給するよう要求する。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２２を、ヒータ５４により温度Ｔｐｌに調節し、温度がＴｐｌに調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００８５】
なお、図１１では、Ｔ１が２０℃であり、Ｔｔｈが０℃であり、Ｔｐｈが３０℃であり、Ｔｐｌが−６０℃であり、Ｔ２２が−６５℃である例を示している。
【００８６】
その後、次の温度Ｔ２が決定したら、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第２の供給部４０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図４におけるバルブの切替状態と同一である。
【００８７】
図１２に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度Ｔ２３（図１３参照）の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔｐｌから温度Ｔ２へ徐々に上昇するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ１から温度Ｔ２へ徐々に低下する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第２の供給部４０から供給される流体の温度は、温度Ｔ２２から一旦上昇して温度Ｔ２３を上回るが、その後被制御装置１２の温度が低下するのに伴って、温度Ｔ２３に収束するように低下する。
【００８８】
なお、図１２では、Ｔ２３が−３５℃（図１３参照）である例を示している。
【００８９】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ２になるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図６におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９０】
図１３に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ２に設定されたままである。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３により温度Ｔ２に調節し、温度がＴ２に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００９１】
このとき、次の設定温度Ｔ３が決定されていないものとする。また、温度Ｔ２は、しきい値温度Ｔｔｈよりも低い。従って、接続切替部５５によりタンク５１を第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５４により、タンク５１に貯蔵される流体の温度が高温側予備温度Ｔｐｈになるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図６におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９２】
図１３に示すように、タンク５１へは温度Ｔｐｈの流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ温度Ｔｐｈの流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ３２の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４により温度Ｔｐｈに調節し、温度がＴｐｈに調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００９３】
なお、図１３では、Ｔ３２が２５℃である例を示している。
【００９４】
その後、次の温度Ｔ３が決定したら、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第１の供給部３０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図８におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９５】
図１４に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度Ｔ３に温度変動分を加算した温度Ｔ３３の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔｐｈから温度Ｔ３へ徐々に低下するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ２から温度Ｔ３へ徐々に上昇する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第１の供給部３０から供給される流体の温度は、温度Ｔ３２から一旦低下して温度Ｔ３３を下回るが、その後被制御装置１２の温度が上昇するのに伴って、温度Ｔ３３に収束するように上昇する。
【００９６】
なお、図１４では、Ｔ３が１５℃、Ｔ３３が１０℃である例を示している。
【００９７】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ３になるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図１０におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９８】
図１４に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ３に設定されたままである。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３３を、ヒータ５３により温度Ｔ３に調節し、温度がＴ３に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００９９】
本変形例でも、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【０１００】
また、本変形例では、所定の高温側予備温度、低温側予備温度を用いてタンクに貯蔵する流体の温度を決定する。これにより、次の設定温度が決まっていない場合でも、予め現在の温度と離れた温度の流体をタンクに貯蔵しておくことができるため、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムについて説明する。
【０１０１】
本実施の形態に係る温度制御装置５０ａを含む温度制御システム１０ａは、温度制御装置５０ａにおけるヒータ５３、５４が設けられている位置が、第１の実施の形態に係る温度制御装置５０を含む温度制御システム１０と相違する。従って、本実施の形態における温度制御システム１０ａのうち、温度制御装置５０ａのヒータ５３、５４以外の部分は、第１の実施の形態における温度制御システム１０のうち、温度制御装置５０のヒータ５３、５４以外の部分と同一構造を有しているため、説明を省略する。
【０１０２】
図１５は、本実施の形態に係る温度制御装置５０ａを含む温度制御システム１０ａの構成を示す図である。
【０１０３】
図１５に示すように、ヒータ５３は、第１の供給口側接続口Ｇ１の第１の供給部３０側に設けられている。すなわち、ヒータ５３は、第１の供給部３０から接続切替部５５ａへ流体が流れる流路の途中に設けられており、第１の供給部３０から接続切替部５５ａへ流れる流体の温度を調節するためのものである。
【０１０４】
なお、温度センサ５７は、第１の実施の形態と同様に、被制御装置入口側接続口Ｇ５の被制御装置１２側に設けられている。
【０１０５】
ヒータ５４は、第２の供給口側接続口Ｇ２の第２の供給部４０側に設けられている。すなわち、ヒータ５４は、第２の供給部４０から接続切替部５５ａへ流体が流れる流路の途中に設けられており、第２の供給部４０から接続切替部５５ａへ流れる流体の温度を調節するためのものである。
【０１０６】
なお、温度センサ５８は、第１の実施の形態と同様に、タンク入口側接続口Ｇ７のタンク５１側に設けられている。
【０１０７】
本実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法は、ヒータ５３、５４が設けられている位置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法と同様にすることができる。
【０１０８】
すなわち、被制御装置１２に流れる流体の温度を温度Ｔ１から温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２に変更し、次に、温度Ｔ２から温度Ｔ２よりも高い温度Ｔ３に変更する際の温度制御方法は、図２〜図１０を用いて説明した温度制御方法と同様である。
【０１０９】
ただし、図６及び図７を用いて説明した工程では、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３に代えヒータ５４により温度Ｔ２に調節する。また、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４に代えヒータ５３により温度Ｔ３１に調節する。
【０１１０】
本実施の形態でも、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、ヒータ５３、５４が、それぞれ供給流路Ｒ１、Ｒ２上に設けられている。従って、ヒータ５３、５４のいずれか一方に不具合が発生したときも、他方のヒータを用いて被制御装置に流れる流体の温度を高精度に温度制御することができる。
【０１１２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１３】
実施の形態では、被制御装置１２を、半導体ウェハの電気的な検査を行う半導体検査装置とした場合について説明したが、これに限られない。たとえば、半導体ウェハの製造工程での半導体ウェハの温度制御に用いることも可能である。このような工程では、温度制御装置を設置する場所がクリーンルーム内や真空装置内などの空冷式や水冷式の冷凍機を使用することができない環境である場合が多く、特に好適である。
【０１１４】
実施の形態では、温度制御装置における調節部（ヒータ）を、接続切替部からタンクへ流体が流れる流路の途中と接続切替部から被制御装置へ流体が流れる流路の途中の２箇所に設ける場合と、第１の供給口側接続口Ｇ１の第１の供給部３０側と、第２の供給口側接続口Ｇ２の第２の供給部４０側の２箇所に設ける場合について説明したが、これに限られず、接続切替部内の流路に設けてもよい。たとえば、接続切替部内の第１の供給部から被制御装置へ流れる流路、第２の供給部から被制御装置へ流れる流路、第１の供給部からタンクへ流れる流路、第２の供給部からタンクへ流れる流路の４箇所に調節部（ヒータ）を設けてもよい。
【０１１５】
実施の形態では、第１の供給部、第２の供給部にそれぞれポンプを設ける例について説明したが、これに限られない。たとえば、温度制御装置の第１の供給部の供給口と接続される流路と、第２の供給部の供給口と接続される流路とにポンプを設けてもよい。
【０１１６】
実施の形態では、被制御装置と貯蔵部とが接続する際に、被制御装置を第１の供給部若しくは第２の供給部と貯蔵部を介して接続する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、被制御装置と貯蔵部とが接続する際に、被制御装置を第１の供給部と第２の供給部のいずれも介さずに、被制御装置と貯蔵部との間で流体を循環させるように切替部を構成してもよい。
【０１１７】
実施の形態では、ヒータにより被制御装置を流れる流体の温度が設定温度になるように制御することで、被制御装置１２を設定温度になるように制御する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、被制御装置１２の温度に基づいてヒータを直接制御してもよい。また、被制御装置１２に入る流体の温度と被制御装置１２から出てくる流体の温度に基づいて、ヒータを制御してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０ 温度制御システム
１２ 被制御装置
２０ 供給装置
３０ 第１の供給部
３１ ポンプ
３２ 冷凍機
３３ ヒータ
３４ 温度センサ
４０ 第２の供給部
４１ ポンプ
４２ 冷凍機
４３ ヒータ
４４ 温度センサ
５０ 温度制御装置
５１ タンク
５３、５４ ヒータ
５５ 接続切替部
５７、５８ 温度センサ
６０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度が制御される被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置、温度制御方法及び温度制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの製造工程では、半導体ウェハを、例えば−６０℃から３０℃などの低温から高温まで幅広い温度に制御する必要がある。
【０００３】
通常、このような温度制御は、内部に冷却液を流通させる冷却液流路が形成された保持器で半導体ウェハを保持し、冷却液流路に冷凍機を用いて冷却した冷却液を流すことにより、保持器自体の温度を制御している。このような装置として、チャックに保持された半導体ウェハの温度を低下させることができる温度制御装置の例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の温度制御装置は、チャックに設けられた冷却液流路に流すための冷却液を蓄えるための低温タンクと、この低温タンク内の冷却液をチャックの冷却液流路へ送り出すためのポンプを備えている。また、従来の温度制御装置は、低温タンク内の冷却液と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行うための熱交換器と、熱交換器内に冷媒を流すための冷凍機と、チャックに設けられた測温抵抗体と、タンク内の冷却液を加熱するためのヒータとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した温度制御装置には、次のような問題がある。
【０００７】
例えば−６０〜３０℃のような、低温から高温までの幅広い温度範囲において、被制御装置を冷却・昇温する際に、大きな冷却速度又は大きな昇温速度が必要とされることがある。冷却速度を増加させるためには、温度制御装置に大きな冷凍能力を有する冷凍機等の冷却手段を備えればよく、昇温速度を増加させるためには、温度制御装置に大きな加熱能力を有するヒータ等の加熱手段を備えればよい。
【０００８】
しかし、温度制御装置に大きな冷凍能力を有する冷却手段や大きな加熱能力を有する加熱手段を備える場合には、装置コストが増大したり、装置の設置面積が増大したりするという問題がある。また、温度を一定に制御している間は、それほど大きな冷凍能力・加熱能力を必要としないことが多く、冷却・昇温のためだけに冷却手段及び加熱手段の能力を大きくしなくてはならないという無駄が発生する。
【０００９】
更に、温度制御装置を設置する場所がたとえばクリーンルーム内や真空装置内などの空冷式や水冷式の冷凍機を使用することができない環境や、設置面積に制約がある場合には、被制御装置の近くに温度制御装置を設置できないことがある。このような場合、温度制御装置を被制御装置から離れた場所に設置することになるため温度制御装置から被制御装置まで流体が流れる流路が長くなり、被制御装置の温度を変更するときに高速に温度制御することができず、あるいは、高精度で温度制御することができない。
【００１０】
また、上記した問題は、冷却手段として冷凍機により冷却する場合に限られず、冷却水又は送風機により冷却する場合にも共通する課題である。また、被制御装置を常温よりも低い温度に冷却する場合に限られず、常温よりも高い温度に加熱する場合にも共通する課題である。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる温度制御装置及び温度制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置であって、流体を貯蔵する貯蔵部と、前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、を有する、温度制御装置である。
【００１４】
また、本発明は、上述の温度制御装置において、前記接続切替部の動作と前記第１の調節部の動作と前記第２の調節部の動作とを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、前記接続切替部により前記貯蔵部を前記第２の供給部と接続するとともに前記第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御するものである。
【００１５】
また、本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置における温度制御方法であって、前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、流体を貯蔵する貯蔵部を前記接続切替部により前記第２の供給部と接続するとともに第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する。
【００１６】
また、本発明は、供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置と、前記被制御装置と前記供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置と、を備え、当該温度制御装置は、流体を貯蔵する貯蔵部と、前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、を有する、温度制御システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その１）である。
【図３】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その２）である。
【図５】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その３）である。
【図７】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その３）である。
【図８】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その４）である。
【図９】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その４）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置の温度制御を行う際の、温度制御装置の状態を示す図（その５）である。
【図１１】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その５）である。
【図１２】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その６）である。
【図１３】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その７）である。
【図１４】第１の供給部、第２の供給部、タンク、設定温度、被制御装置の温度の時間変化を示すグラフ（その８）である。
【図１５】第２の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
図１を参照し、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムについて説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る温度制御装置５０を含む温度制御システム１０の構成を示す図である。
【００２１】
温度制御システム１０は、被制御装置１２と、供給装置２０と、温度制御装置５０と、制御部６０とを有する。被制御装置１２は、流体が流れることによって温度が制御される。供給装置２０は、流体を温度調節して被制御装置１２へ供給する第１の供給部３０及び第２の供給部４０を含む。温度制御装置５０は、被制御装置１２と供給装置２０との間に設けられ、被制御装置１２を第１の供給部３０又は第２の供給部４０と切り替えて接続するとともに被制御装置１２を流れる流体の温度を制御する。制御部６０は、供給装置２０の動作と、温度制御装置５０の動作を制御する。
【００２２】
なお、制御部６０は、温度制御装置５０の内部に設けられていてもよい。これにより、温度制御装置５０を設けたときの、被制御装置１２と供給装置２０と温度制御装置５０とを含めた温度制御システム１０全体の温度制御を、温度制御装置５０単独で制御することができる。以下では、制御部６０が、温度制御装置５０に含まれている例について説明する。
【００２３】
本実施の形態では、被制御装置１２として、半導体ウェハを保持し、保持した半導体ウェハに、例えば低温領域で電気的な検査を行う半導体検査装置を例に説明する。
【００２４】
被制御装置１２は、半導体ウェハＷを保持するチャック１３を有する。チャック１３の内部には、流体が流れる流路１４が形成されている。流路１４の入口１５には、温度制御装置５０を介して供給装置２０の供給口が接続されている。供給装置２０の供給口から供給された流体は、温度制御装置５０を介して、被制御装置１２の流路１４の入口１５に供給される。被制御装置１２の流路１４の出口１６には、温度制御装置５０を介して供給装置２０の回収口が接続されている。被制御装置１２の流路１４の出口１６から排出された流体は、温度制御装置５０を介して供給装置２０の回収口へ戻される。
【００２５】
供給装置２０は、流体を温度調節して被制御装置１２へ供給する第１の供給部３０及び第２の供給部４０を含む。
【００２６】
第１の供給部３０は、ポンプ３１、冷凍機３２、ヒータ３３、温度センサ３４を有する。ポンプ３１の吸入側は、被制御装置１２の流路１４の出口１６と温度制御装置５０を介して接続される回収口３５と、帰還流路３６を介して接続されている。ポンプ３１の排出側は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と温度制御装置５０を介して接続された供給口３７と、供給流路３８を介して接続されている。冷凍機３２及びヒータ３３は、帰還流路３６上であって、回収口３５とポンプ３１との間に設けられている。図１に示す例では、冷凍機３２及びヒータ３３は、回収口３５とポンプ３１との間に、流体の流れる方向に冷凍機３２、ヒータ３３の順に設けられている。また、温度センサ３４は、ヒータ３３により温度調節された流体の温度を測定するためのものであり、供給流路３８に設けられている。
【００２７】
第１の供給部３０では、回収口３５から回収され帰還流路３６を流れる流体は、冷凍機３２により冷却される。そして、冷却された流体は、必要に応じてヒータ３３により温度調節される。ヒータ３３により温度調節された流体は、ポンプ３１の吸入側から吸入された後、ポンプ３１の排出側から排出される。ポンプ３１の排出側から排出された流体は、供給流路３８を流れた後、供給口３７から供給される。
【００２８】
第２の供給部４０は、ポンプ４１、冷凍機４２、ヒータ４３、温度センサ４４を有する。ポンプ４１の吸入側は、被制御装置１２の流路１４の出口１６と温度制御装置５０を介して接続される回収口４５と、帰還流路４６を介して接続されている。ポンプ４１の排出側は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と温度制御装置５０を介して接続された供給口４７と、供給流路４８を介して接続されている。冷凍機４２及びヒータ４３は、帰還流路４６上であって、回収口４５とポンプ４１との間に設けられている。図１に示す例では、冷凍機４２及びヒータ４３は、回収口４５とポンプ４１との間に、流体の流れる方向に冷凍機４２、ヒータ４３の順に設けられている。また、温度センサ４４は、ヒータ４３により温度調節された流体の温度を測定するためのものであり、供給流路４８に設けられている。
【００２９】
第２の供給部４０でも、第１の供給部３０と同様に、回収口４５から回収され帰還流路４６を流れる流体は、冷凍機４２により冷却される。そして、冷却された流体は、必要に応じてヒータ４３により温度調節される。ヒータ４３により温度調節された流体は、ポンプ４１の吸入側から吸入された後、ポンプ４１の排出側から排出される。ポンプ４１の排出側から排出された流体は、供給流路４８を流れた後、供給口４７から供給される。
【００３０】
また、供給装置２０は、リザーブタンク２１を有していてもよい。リザーブタンク２１は、帰還流路３６、４６に接続されており、必要に応じて帰還流路３６、４６に流体を追加補充することができる。
【００３１】
なお、ヒータ３３、４３が独立に制御可能であるときは、冷凍機３２、４２は、独立して設けられてなくてもよく、同一の冷凍機を用いて帰還流路３６、４６を流れる流体を冷却してもよい。
【００３２】
また、冷凍機及びヒータに代え、例えば工場内の冷却水又は送風機により送風された冷気により熱交換する熱交換器を有し、被制御装置から戻した流体を冷却水により冷却し、冷却された流体を供給してもよい。あるいは、冷凍機及びヒータに代え、ヒータのみを有し被制御装置から戻した流体をヒータにより加熱し、加熱された流体を供給してもよい。
【００３３】
温度制御装置５０は、タンク５１と、ヒータ５３、５４と、接続切替部５５と、制御部６０とを有する。なお、タンク５１は、本発明における貯蔵部に相当し、ヒータ５３、５４は、それぞれ本発明における第１の調節部、第２の調節部に相当する。
【００３４】
タンク５１は、流体を貯蔵する。接続切替部５５は、あるタイミングでは、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の一方と、被制御装置１２及びタンク５１の一方とを接続するとともに、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の他方と、被制御装置１２及びタンク５１の他方とを接続する。また、接続切替部５５は、他のあるタイミングでは、第１の供給部３０及び第２の供給部４０の一方と、被制御装置１２と、タンク５１とを接続する。ヒータ５３は、接続切替部５５から被制御装置１２へ流体が流れる流路の途中に設けられており、被制御装置１２へ流れる流体の温度を調節する。ヒータ５４は、接続切替部５５からタンク５１へ流体が流れる流路の途中に設けられており、タンク５１へ流れる流体の温度を調節する。
【００３５】
接続切替部５５は、第１の供給部３０の供給口３７と接続される第１の供給口側接続口Ｇ１と、第１の供給部３０の回収口３５と接続される第１の回収口側接続口Ｇ３とを有する。また、接続切替部５５は、第２の供給部４０の供給口４７と接続される第２の供給口側接続口Ｇ２と、第２の供給部４０の回収口４５と接続される第２の回収口側接続口Ｇ４とを有する。また、接続切替部５５は、被制御装置１２の流路１４の入口１５と接続される被制御装置入口側接続口Ｇ５と、被制御装置１２の流路１４の出口１６と接続される被制御装置出口側接続口Ｇ６とを有する。また、接続切替部５５は、タンク５１の入口と接続されるタンク入口側接続口Ｇ７と、タンク５１の出口と接続されるタンク出口側接続口Ｇ８とを有する。
【００３６】
第１の供給口側接続口Ｇ１は、供給流路Ｒ１により被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。第２の供給口側接続口Ｇ２は、供給流路Ｒ１の途中の位置Ｐ１で供給流路Ｒ１に合流する供給流路Ｒ２により、被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。被制御装置出口側接続口Ｇ６は、帰還流路Ｒ３により、第１の回収口側接続口Ｇ３と接続されている。被制御装置出口側接続口Ｇ６は、帰還流路Ｒ３の途中の位置Ｐ２で帰還流路Ｒ３と分岐する帰還流路Ｒ４により、第２の回収口接続口Ｇ４と接続されている。
【００３７】
第１の供給口側接続口Ｇ１は、供給流路Ｒ１の途中の位置Ｐ３で供給流路Ｒ１から分岐する供給流路Ｒ５によりタンク入口側接続口Ｇ７と接続されている。第２の供給口側接続口Ｇ２は、供給流路Ｒ２の途中の位置Ｐ４で供給流路Ｒ２から分岐する供給流路Ｒ６により、タンク入口側接続口Ｇ７と接続されている。タンク出口側接続口Ｇ８は、帰還流路Ｒ３の途中の位置Ｐ５で帰還流路Ｒ３に合流する帰還流路Ｒ７により、第１の回収口側接続口Ｇ３と接続されている。タンク出口側接続口Ｇ８は、帰還流路Ｒ４の途中の位置Ｐ６で帰還流路Ｒ４に合流する帰還流路Ｒ８により、第２の回収口側接続口Ｇ４と接続されている。
【００３８】
また、タンク出口側接続口Ｇ８は、供給流路Ｒ２の途中の位置Ｐ７で供給流路Ｒ２に合流する接続流路Ｒ９により、被制御装置入口側接続口Ｇ５と接続されている。
【００３９】
供給流路Ｒ１の位置Ｐ１と位置Ｐ３の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ１が設けられている。供給流路Ｒ２の位置Ｐ１と位置Ｐ４の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ２が設けられている。帰還流路Ｒ３の位置Ｐ２と位置Ｐ５の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ３が設けられている。帰還流路Ｒ４の位置Ｐ２と位置Ｐ６の間には、流路を連通又は遮断するバルブＶ４が設けられている。供給流路Ｒ５の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ５が設けられている。供給流路Ｒ６の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ６が設けられている。帰還流路Ｒ７の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ７が設けられている。帰還流路Ｒ８の途中には、流路を連通又は遮断するバルブＶ８が設けられている。
【００４０】
ヒータ５３は、被制御装置入口側接続口Ｇ５の被制御装置１２側に設けられている。すなわち、ヒータ５３は、接続切替部５５から被制御装置１２へ流体が流れる流路の途中に設けられており、接続切替部５５から被制御装置１２へ流れる流体の温度を調節するためのものである。また、ヒータ５３の被制御装置１２側には、ヒータ５３により温度調節された流体の温度を測定するための温度センサ５７が設けられている。
【００４１】
ヒータ５４は、タンク入口側接続口Ｇ７のタンク５１側に設けられている。すなわち、ヒータ５４は、接続切替部５５からタンク５１へ流体が流れる流路の途中に設けられており、接続切替部５５からタンク５１へ流れる流体の温度を調節するためのものである。また、ヒータ５４のタンク５１側には、ヒータ５４により温度調節された流体の温度を測定するための温度センサ５８が設けられている。
【００４２】
制御部６０は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるコントローラ６１を有する。コントローラ６１は、ヒータ５３、５４と接続切替部５５との動作を含め、温度制御システム１０の各構成部分の動作を制御する。また、コントローラ６１には、工程管理者が温度制御システム１０の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、温度制御システム１０の各構成部の可動状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６２が接続されている。さらに、コントローラ６１には、温度制御システム１０で実行される各種処理をコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラムが格納された記憶部６３が接続されている。制御プログラムは記憶部６３の中の記憶媒体（記録媒体）に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法について説明する。
【００４４】
図２、図４、図６、図８、図１０は、本実施の形態に係る温度制御方法により被制御装置１２の温度制御を行う際の、温度制御装置５０の状態を示す図である。また、図３、図５、図７、図９は、第１の供給部３０（温度センサ３４）、第２の供給部４０（温度センサ４４）、タンク５１（温度センサ５８）、設定温度、被制御装置１２の温度の時間変化を、それぞれ図２、図４、図６、図８に対応した時間領域で示すグラフである。
【００４５】
なお、図２、図４、図６、図８、図１０において、白抜きのバルブは閉じており、黒抜きのバルブは開いている状態を示している。また、図９は、図８に加え、図１０にも対応した時間領域で示している。
【００４６】
以下では、被制御装置１２を温度Ｔ１に制御している状態（図３、図４）から、被制御装置１２を温度Ｔ１より低い温度Ｔ２に変更している間の状態（図４、図５）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ２に制御している状態（図６、図７）となり、その後、被制御装置１２を温度Ｔ２より高い温度Ｔ３に変更している間の状態（図８、図９）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ３に制御する（図９、図１０）際の、温度制御方法について説明する。
【００４７】
まず、接続切替部５５により被制御装置１２を第１の供給部３０と接続した状態で、ヒータ５３により被制御装置１２を流れる流体の温度が温度Ｔ１になるように制御することで、被制御装置１２を温度Ｔ１になるように制御しているものとする。このとき、接続切替部５５によりタンク５１を第２の供給部４０と接続するとともにヒータ５４によりタンク５１に貯蔵される流体の温度が予備温度Ｔ２１になるように制御する。なお、予備温度Ｔ２１として、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度、あるいは、温度Ｔ１よりも温度Ｔ２に近い温度とすることができる。
【００４８】
図２に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７、Ｖ９が閉じた状態で、バルブＶ１、Ｖ３を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００４９】
図３に示すように、被制御装置１２へ供給される流体の設定温度を温度Ｔ１に設定する。そして、被制御装置１２へ温度Ｔ１の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、例えば途中の流路における熱交換等による温度変動分を加算した温度Ｔ１１の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ１１を、ヒータ５３により温度Ｔ１に調節し、温度がＴ１に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００５０】
また、同時に、制御部６０は、被制御装置１２から、次の設定温度の情報を受け取る。前述したように、次の設定温度は、温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２であるとする。
【００５１】
図２に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７、Ｖ９が閉じ、バルブＶ１、Ｖ３が開いた状態で、バルブＶ６、Ｖ８を開く。これにより、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ６、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続する。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、帰還流路Ｒ８、Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続する。
【００５２】
図３に示すように、後で被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、タンク５１へは予備温度Ｔ２１の流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ予備温度Ｔ２１の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ２２の流体を供給するよう要求する。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２２を、ヒータ５４により温度Ｔ２１に調節し、温度がＴ２１に調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００５３】
なお、図３では、Ｔ１が２５℃であり、Ｔ１１が２０℃であり、Ｔ２が−５０℃（図５参照）であり、Ｔ２１が−５５℃であり、Ｔ２２が−６０℃である例を示している。
【００５４】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第２の供給部４０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。
【００５５】
図４に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ５、Ｖ７が閉じ、Ｖ６が開いた状態で、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ８を閉じ、バルブＶ４、Ｖ９を開く。このとき、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ６、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続したままである。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、接続流路Ｒ９、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。そして、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続する。
【００５６】
図５に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度Ｔ２３（図７参照）の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔ２１から温度Ｔ２へ徐々に上昇するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ１から温度Ｔ２へ徐々に低下する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第２の供給部４０から供給される流体の温度は、温度Ｔ２２から一旦上昇して温度Ｔ２３を上回るが、その後被制御装置１２の温度が低下するのに伴って、温度Ｔ２３に収束するように低下する。
【００５７】
なお、図５では、Ｔ２３が−５５℃（図７参照）である例を示している。
【００５８】
また、第１の供給部３０を停止してもよく、又は、図示しないバイパス流路により第１の供給部３０の供給口３７と回収口３５とを短絡し、例えば温度Ｔ１１で第１の供給部３０の運転を継続してもよい。
【００５９】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ２になるように制御する。
【００６０】
図６に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ３、Ｖ８が閉じ、バルブＶ４が開いた状態で、バルブＶ６、Ｖ９を閉じ、バルブＶ２を開く。これにより、第２の供給部４０の供給口４７を、接続切替部５５の第２の供給口側接続口Ｇ２、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６は、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ４、第２の回収口側接続口Ｇ４を介して第２の供給部４０の回収口４５に接続したままである。
【００６１】
図７に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ２に設定されたままである。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３により温度Ｔ２に調節し、温度がＴ２に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００６２】
また、同時に、制御部６０は、被制御装置１２から、更に次の設定温度の情報を受け取る。前述したように、次の設定温度は、温度Ｔ２よりも高い温度Ｔ３であるとする。
【００６３】
図６に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ９が閉じ、バルブＶ２、Ｖ４が開いた状態で、バルブＶ５、Ｖ７を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、Ｒ５、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続する。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、帰還流路Ｒ７、Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００６４】
図７に示すように、後で被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、タンク５１へは予備温度Ｔ３１の流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ予備温度Ｔ３１の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ３２の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４により温度Ｔ３１に調節し、温度がＴ３１に調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００６５】
なお、図７では、Ｔ３が−５℃（図９参照）であり、Ｔ３１が０℃であり、Ｔ３２が−５℃である例を示している。
【００６６】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第１の供給部３０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。
【００６７】
図８に示すように、接続切替部５５のバルブＶ１、Ｖ６、Ｖ８が閉じ、Ｖ５が開いた状態で、バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ７を閉じ、バルブＶ３、Ｖ９を開く。このとき、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、Ｒ５、タンク入口側接続口Ｇ７を介してタンク５１の入口に接続したままである。また、タンク５１の出口を、接続切替部５５のタンク出口側接続口Ｇ８、接続流路Ｒ９、供給流路Ｒ２、Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。そして、被制御装置１２の流路１４の出口１６を、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続する。
【００６８】
図９に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度Ｔ３に温度変動分を加算した温度Ｔ３３の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔ３１から温度Ｔ３へ徐々に低下するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ２から温度Ｔ３へ徐々に上昇する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第１の供給部３０から供給される流体の温度は、温度Ｔ３２から一旦低下して温度Ｔ３３を下回るが、その後被制御装置１２の温度が上昇するのに伴って、温度Ｔ３３に収束するように上昇する。
【００６９】
なお、図９では、Ｔ３３が−１０℃である例を示している。
【００７０】
また、第２の供給部４０を停止してもよく、又は、図示しないバイパス流路により第２の供給部４０の供給口４７と回収口４５とを短絡し、例えば温度Ｔ２３で第２の供給部４０の運転を継続してもよい。
【００７１】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ３になるように制御する。
【００７２】
図１０に示すように、接続切替部５５のバルブＶ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８が閉じ、バルブＶ３が開いた状態で、バルブＶ５、Ｖ９を閉じ、バルブＶ１を開く。これにより、第１の供給部３０の供給口３７を、接続切替部５５の第１の供給口側接続口Ｇ１、供給流路Ｒ１、被制御装置入口側接続口Ｇ５を介して被制御装置１２の流路１４の入口１５に接続する。また、被制御装置１２の流路１４の出口１６は、接続切替部５５の被制御装置出口側接続口Ｇ６、帰還流路Ｒ３、第１の回収口側接続口Ｇ３を介して第１の供給部３０の回収口３５に接続したままである。
【００７３】
図９に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ３に設定されたままである。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３３を、ヒータ５３により温度Ｔ３に調節し、温度がＴ３に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００７４】
以上、本実施の形態に係る温度制御方法によれば、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、被制御装置１２を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンク５１に貯蔵しておく温度制御方法について説明した。しかし、図１０に示すように、被制御装置１２を流れる流体の温度を変更しない定常運転状態において、供給装置２０と被制御装置１２とを本実施の形態に係る温度制御装置５０を介して接続することにより、被制御装置１２に流体が供給される直前にヒータ５３により流体の温度を高精度に温度制御することができる。
【００７６】
従って、供給装置を被制御装置から離れた場所に設置することができるため、被制御装置の設置面積を低減できる。あるいは、被制御装置がクリーンルームの内部に設置されている場合には、供給装置をクリーンルームの外部に設置することができるため、例えば摺動部材を有する冷凍機により温度制御する場合でも、クリーンルームの内部を清浄に保持することができる。更に、供給装置から供給する流体の温度を精密に制御する必要がないため、被制御装置を高精度に温度制御できるとともに、供給装置のコストを低減することができる。
（第１の実施の形態の変形例）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法について説明する。
【００７７】
本変形例に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法は、所定の高温側予備温度、低温側予備温度を用いてタンクに貯蔵する流体の温度を決定する点で、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法と相違する。従って、本変形例における温度制御システムは、第１の実施の形態における温度制御システムと同一構造を有しているため、説明を省略する。
【００７８】
図１１、図１２、図１３、図１４は、第１の供給部３０（温度センサ３４）、第２の供給部４０（温度センサ４４）、タンク５１（温度センサ５８）、設定温度、被制御装置１２の温度の時間変化を、それぞれ図２、図４、図６、図８に対応した時間領域で示すグラフである。なお、図１４は、図８に加え、図１０にも対応した時間領域で示している。
【００７９】
以下では、被制御装置１２を温度Ｔ１に制御している状態（図２、図１１）から、被制御装置１２を温度Ｔ１より低い温度Ｔ２に変更している間の状態（図４、図１２）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ２に制御している状態（図６、図１３）となり、その後、被制御装置１２を温度Ｔ２より高い温度Ｔ３に変更している間の状態（図８、図１４）を経て、被制御装置１２を温度Ｔ３に制御する（図１０、図１４）際の、温度制御方法について説明する。
【００８０】
まず、接続切替部５５により被制御装置１２を第１の供給部３０と接続した状態で、ヒータ５３により被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ１になるように制御しているものとする。
【００８１】
ここで、本変形例では、次の設定温度Ｔ２が決定されていないものとする。この場合、温度Ｔ１が相対的に高いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度が相対的に低い温度になるように制御する。また、温度Ｔ１が相対的に低いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度が相対的に高い温度になるように制御する。
【００８２】
本変形例では、所定のしきい値温度Ｔｔｈを設定しておいてもよい。このとき、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも高いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度がしきい値温度Ｔｔｈよりも低い温度である低温側予備温度Ｔｐｌになるように制御する。また、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも低いときは、タンク５１に貯蔵される流体の温度がしきい値温度Ｔｔｈよりも高い温度である高温側予備温度Ｔｐｈになるように制御する。
【００８３】
以下では、温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも高いものとする。このとき、接続切替部５５によりタンク５１を第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５４により、タンク５１に貯蔵される流体の温度が低温側予備温度Ｔｐｌになるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図２におけるバルブの切替状態と同一である。
【００８４】
図１１に示すように、タンク５１へは温度Ｔｐｌの流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ温度Ｔｐｌの流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ２２の流体を供給するよう要求する。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２２を、ヒータ５４により温度Ｔｐｌに調節し、温度がＴｐｌに調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００８５】
なお、図１１では、Ｔ１が２０℃であり、Ｔｔｈが０℃であり、Ｔｐｈが３０℃であり、Ｔｐｌが−６０℃であり、Ｔ２２が−６５℃である例を示している。
【００８６】
その後、次の温度Ｔ２が決定したら、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第２の供給部４０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図４におけるバルブの切替状態と同一である。
【００８７】
図１２に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ２の流体を供給するために、制御部６０は、第２の供給部４０へ、温度Ｔ２に温度変動分を加算した温度Ｔ２３（図１３参照）の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔｐｌから温度Ｔ２へ徐々に上昇するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ１から温度Ｔ２へ徐々に低下する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第２の供給部４０から供給される流体の温度は、温度Ｔ２２から一旦上昇して温度Ｔ２３を上回るが、その後被制御装置１２の温度が低下するのに伴って、温度Ｔ２３に収束するように低下する。
【００８８】
なお、図１２では、Ｔ２３が−３５℃（図１３参照）である例を示している。
【００８９】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第２の供給部４０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ２になるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図６におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９０】
図１３に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ２に設定されたままである。そして、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３により温度Ｔ２に調節し、温度がＴ２に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００９１】
このとき、次の設定温度Ｔ３が決定されていないものとする。また、温度Ｔ２は、しきい値温度Ｔｔｈよりも低い。従って、接続切替部５５によりタンク５１を第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５４により、タンク５１に貯蔵される流体の温度が高温側予備温度Ｔｐｈになるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図６におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９２】
図１３に示すように、タンク５１へは温度Ｔｐｈの流体を貯蔵するものとする。そして、タンク５１へ温度Ｔｐｈの流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度変動分を加算した温度Ｔ３２の流体を供給するよう要求する。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４により温度Ｔｐｈに調節し、温度がＴｐｈに調節された流体をタンク５１に貯蔵する。
【００９３】
なお、図１３では、Ｔ３２が２５℃である例を示している。
【００９４】
その後、次の温度Ｔ３が決定したら、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介して第１の供給部３０と接続し、タンク５１に貯蔵されている流体が被制御装置１２に供給されるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図８におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９５】
図１４に示すように、被制御装置１２へ温度Ｔ３の流体を供給するために、制御部６０は、第１の供給部３０へ、温度Ｔ３に温度変動分を加算した温度Ｔ３３の流体を供給するよう要求する。すると、タンク５１内の流体の温度は、温度Ｔｐｈから温度Ｔ３へ徐々に低下するとともに、被制御装置１２の温度は、温度Ｔ２から温度Ｔ３へ徐々に上昇する。また、最初のうちは、被制御装置１２から流体が戻ることによって、第１の供給部３０から供給される流体の温度は、温度Ｔ３２から一旦低下して温度Ｔ３３を下回るが、その後被制御装置１２の温度が上昇するのに伴って、温度Ｔ３３に収束するように上昇する。
【００９６】
なお、図１４では、Ｔ３が１５℃、Ｔ３３が１０℃である例を示している。
【００９７】
次いで、接続切替部５５により被制御装置１２をタンク５１を介さずに第１の供給部３０と接続するとともに、ヒータ５３により、被制御装置１２に流れる流体の温度が温度Ｔ３になるように制御する。このときのバルブの切替状態は、図１０におけるバルブの切替状態と同一である。
【００９８】
図１４に示すように、被制御装置１２の設定温度は温度Ｔ３に設定されたままである。そして、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３３を、ヒータ５３により温度Ｔ３に調節し、温度がＴ３に調節された流体を被制御装置１２に供給する。
【００９９】
本変形例でも、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【０１００】
また、本変形例では、所定の高温側予備温度、低温側予備温度を用いてタンクに貯蔵する流体の温度を決定する。これにより、次の設定温度が決まっていない場合でも、予め現在の温度と離れた温度の流体をタンクに貯蔵しておくことができるため、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムについて説明する。
【０１０１】
本実施の形態に係る温度制御装置５０ａを含む温度制御システム１０ａは、温度制御装置５０ａにおけるヒータ５３、５４が設けられている位置が、第１の実施の形態に係る温度制御装置５０を含む温度制御システム１０と相違する。従って、本実施の形態における温度制御システム１０ａのうち、温度制御装置５０ａのヒータ５３、５４以外の部分は、第１の実施の形態における温度制御システム１０のうち、温度制御装置５０のヒータ５３、５４以外の部分と同一構造を有しているため、説明を省略する。
【０１０２】
図１５は、本実施の形態に係る温度制御装置５０ａを含む温度制御システム１０ａの構成を示す図である。
【０１０３】
図１５に示すように、ヒータ５３は、第１の供給口側接続口Ｇ１の第１の供給部３０側に設けられている。すなわち、ヒータ５３は、第１の供給部３０から接続切替部５５ａへ流体が流れる流路の途中に設けられており、第１の供給部３０から接続切替部５５ａへ流れる流体の温度を調節するためのものである。
【０１０４】
なお、温度センサ５７は、第１の実施の形態と同様に、被制御装置入口側接続口Ｇ５の被制御装置１２側に設けられている。
【０１０５】
ヒータ５４は、第２の供給口側接続口Ｇ２の第２の供給部４０側に設けられている。すなわち、ヒータ５４は、第２の供給部４０から接続切替部５５ａへ流体が流れる流路の途中に設けられており、第２の供給部４０から接続切替部５５ａへ流れる流体の温度を調節するためのものである。
【０１０６】
なお、温度センサ５８は、第１の実施の形態と同様に、タンク入口側接続口Ｇ７のタンク５１側に設けられている。
【０１０７】
本実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法は、ヒータ５３、５４が設けられている位置が異なる点を除き、第１の実施の形態に係る温度制御装置を含む温度制御システムにおける温度制御方法と同様にすることができる。
【０１０８】
すなわち、被制御装置１２に流れる流体の温度を温度Ｔ１から温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２に変更し、次に、温度Ｔ２から温度Ｔ２よりも高い温度Ｔ３に変更する際の温度制御方法は、図２〜図１０を用いて説明した温度制御方法と同様である。
【０１０９】
ただし、図６及び図７を用いて説明した工程では、第２の供給部４０から供給されてきた流体の温度Ｔ２３を、ヒータ５３に代えヒータ５４により温度Ｔ２に調節する。また、第１の供給部３０から供給されてきた流体の温度Ｔ３２を、ヒータ５４に代えヒータ５３により温度Ｔ３１に調節する。
【０１１０】
本実施の形態でも、被制御装置を流れる流体の温度を変更する前に、予備温度を有する流体を予めタンクに貯蔵しておく。そして、変更の際に、まず、タンクに貯蔵されている流体を被制御装置に供給する。これにより、冷却手段又は加熱手段に大きな冷却能力又は加熱能力を必要とせず、被制御装置の温度を変更するときに高速かつ高精度に温度制御することができる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、ヒータ５３、５４が、それぞれ供給流路Ｒ１、Ｒ２上に設けられている。従って、ヒータ５３、５４のいずれか一方に不具合が発生したときも、他方のヒータを用いて被制御装置に流れる流体の温度を高精度に温度制御することができる。
【０１１２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１３】
実施の形態では、被制御装置１２を、半導体ウェハの電気的な検査を行う半導体検査装置とした場合について説明したが、これに限られない。たとえば、半導体ウェハの製造工程での半導体ウェハの温度制御に用いることも可能である。このような工程では、温度制御装置を設置する場所がクリーンルーム内や真空装置内などの空冷式や水冷式の冷凍機を使用することができない環境である場合が多く、特に好適である。
【０１１４】
実施の形態では、温度制御装置における調節部（ヒータ）を、接続切替部からタンクへ流体が流れる流路の途中と接続切替部から被制御装置へ流体が流れる流路の途中の２箇所に設ける場合と、第１の供給口側接続口Ｇ１の第１の供給部３０側と、第２の供給口側接続口Ｇ２の第２の供給部４０側の２箇所に設ける場合について説明したが、これに限られず、接続切替部内の流路に設けてもよい。たとえば、接続切替部内の第１の供給部から被制御装置へ流れる流路、第２の供給部から被制御装置へ流れる流路、第１の供給部からタンクへ流れる流路、第２の供給部からタンクへ流れる流路の４箇所に調節部（ヒータ）を設けてもよい。
【０１１５】
実施の形態では、第１の供給部、第２の供給部にそれぞれポンプを設ける例について説明したが、これに限られない。たとえば、温度制御装置の第１の供給部の供給口と接続される流路と、第２の供給部の供給口と接続される流路とにポンプを設けてもよい。
【０１１６】
実施の形態では、被制御装置と貯蔵部とが接続する際に、被制御装置を第１の供給部若しくは第２の供給部と貯蔵部を介して接続する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、被制御装置と貯蔵部とが接続する際に、被制御装置を第１の供給部と第２の供給部のいずれも介さずに、被制御装置と貯蔵部との間で流体を循環させるように切替部を構成してもよい。
【０１１７】
実施の形態では、ヒータにより被制御装置を流れる流体の温度が設定温度になるように制御することで、被制御装置１２を設定温度になるように制御する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、被制御装置１２の温度に基づいてヒータを直接制御してもよい。また、被制御装置１２に入る流体の温度と被制御装置１２から出てくる流体の温度に基づいて、ヒータを制御してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０ 温度制御システム
１２ 被制御装置
２０ 供給装置
３０ 第１の供給部
３１ ポンプ
３２ 冷凍機
３３ ヒータ
３４ 温度センサ
４０ 第２の供給部
４１ ポンプ
４２ 冷凍機
４３ ヒータ
４４ 温度センサ
５０ 温度制御装置
５１ タンク
５３、５４ ヒータ
５５ 接続切替部
５７、５８ 温度センサ
６０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置であって、
流体を貯蔵する貯蔵部と、
前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、
を有する、温度制御装置。
【請求項２】
前記被制御装置と前記貯蔵部との接続は、前記被制御装置を前記第１の供給部若しくは前記第２の供給部と前記貯蔵部を介して接続することを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記接続切替部から前記被制御装置へ流れる流体の温度を調節する第１の調節部と、
前記接続切替部から前記貯蔵部へ流れる流体の温度を調節する第２の調節部と、
を有する、請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記第１の供給部から前記接続切替部へ流れる流体の温度を調節する第１の調節部と、
前記第２の供給部から前記接続切替部へ流れる流体の温度を調節する第２の調節部と
を有する、請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記接続切替部の動作と前記第１の調節部の動作と前記第２の調節部の動作とを制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、前記接続切替部により前記貯蔵部を前記第２の供給部と接続するとともに前記第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する、請求項３に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
しきい値温度、前記しきい値温度よりも高い高温側予備温度、及び、前記しきい値温度よりも低い低温側予備温度を予め決定しておき、
前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも高い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記低温側予備温度になるように制御し、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも低い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記高温側予備温度になるように制御するものである、請求項５に記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記第１の供給部又は前記第２の供給部は、供給する流体を冷却するための冷凍機を有するものである、請求項１から請求項６のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項８】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置における温度制御方法であって、
前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、
接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、流体を貯蔵する貯蔵部を前記接続切替部により前記第２の供給部と接続するとともに第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する、温度制御方法。
【請求項９】
しきい値温度、前記しきい値温度よりも高い高温側予備温度、及び、前記しきい値温度よりも低い低温側予備温度を予め決定しておき、
前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも高い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記低温側予備温度になるように制御し、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも低い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記高温側予備温度になるように制御するものである、請求項８に記載の温度制御方法。
【請求項１０】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、
温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置と、
前記被制御装置と前記供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置と、を備え、
当該温度制御装置は、
流体を貯蔵する貯蔵部と、
前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、
を有する、温度制御システム。
【請求項１】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置であって、
流体を貯蔵する貯蔵部と、
前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、
を有する、温度制御装置。
【請求項２】
前記被制御装置と前記貯蔵部との接続は、前記被制御装置を前記第１の供給部若しくは前記第２の供給部と前記貯蔵部を介して接続することを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記接続切替部から前記被制御装置へ流れる流体の温度を調節する第１の調節部と、
前記接続切替部から前記貯蔵部へ流れる流体の温度を調節する第２の調節部と、
を有する、請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記第１の供給部から前記接続切替部へ流れる流体の温度を調節する第１の調節部と、
前記第２の供給部から前記接続切替部へ流れる流体の温度を調節する第２の調節部と
を有する、請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記接続切替部の動作と前記第１の調節部の動作と前記第２の調節部の動作とを制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、前記接続切替部により前記貯蔵部を前記第２の供給部と接続するとともに前記第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する、請求項３に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、
しきい値温度、前記しきい値温度よりも高い高温側予備温度、及び、前記しきい値温度よりも低い低温側予備温度を予め決定しておき、
前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも高い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記低温側予備温度になるように制御し、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも低い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記高温側予備温度になるように制御するものである、請求項５に記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記第１の供給部又は前記第２の供給部は、供給する流体を冷却するための冷凍機を有するものである、請求項１から請求項６のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項８】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置における温度制御方法であって、
前記被制御装置に供給される流体の温度を第１の温度から第２の温度に変更する際に、
接続切替部により前記被制御装置を前記第１の供給部と接続した状態で第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、流体を貯蔵する貯蔵部を前記接続切替部により前記第２の供給部と接続するとともに第２の調節部により前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が予備温度になるように制御し、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介して前記第２の供給部と接続し、前記貯蔵部に貯蔵されている流体が前記被制御装置に供給されるように制御し、次に、
前記接続切替部により前記被制御装置を前記貯蔵部を介さずに前記第２の供給部と接続するとともに前記第１の調節部により前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第２の温度になるように制御する、温度制御方法。
【請求項９】
しきい値温度、前記しきい値温度よりも高い高温側予備温度、及び、前記しきい値温度よりも低い低温側予備温度を予め決定しておき、
前記被制御装置に供給される流体の温度が前記第１の温度になるように制御しているときに、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも高い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記低温側予備温度になるように制御し、
前記第１の温度が前記しきい値温度よりも低い温度であるならば、前記貯蔵部に貯蔵される流体の温度が前記高温側予備温度になるように制御するものである、請求項８に記載の温度制御方法。
【請求項１０】
供給された流体により温度が制御される被制御装置と、
温度調節された流体を前記被制御装置へ供給する第１の供給部及び第２の供給部を含む供給装置と、
前記被制御装置と前記供給装置との間に設けられ、前記被制御装置に供給される流体の温度を制御する温度制御装置と、を備え、
当該温度制御装置は、
流体を貯蔵する貯蔵部と、
前記被制御装置を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の一方と接続するとともに前記貯蔵部を前記第１の供給部及び前記第２の供給部の他方と接続するか、又は、前記被制御装置を前記貯蔵部と接続するように、接続を切り替える接続切替部と、
を有する、温度制御システム。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２０５０９（Ｐ２０１３−２０５０９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４３３１（Ｐ２０１１−１５４３３１）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５０９３２９６８２）株式会社ナカヤ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５０９３２９６８２）株式会社ナカヤ (2)
【Ｆターム（参考）】
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