CN114072746A - 温度控制系统和温度控制方法 - Google Patents

温度控制系统和温度控制方法 Download PDF

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Abstract

在调温对象的温度调节中，抑制能耗。温度控制系统(1A)具备：循环流路(5)，其包含利用流体(F)进行温度调节的调温对象(100)、能够对流体进行加热的加热装置(2)和能够对流体进行冷却的冷却装置(3)；旁通流路(8)，其分别连接于与冷却装置相比靠近上游的循环流路的第一部分(6)和与冷却装置相比靠近下游的循环流路的第二部分(7)而绕过冷却装置；阀门装置(9)，其能够分别对通过冷却装置的流体的流量和通过旁通流路的流体的流量进行调节；控制装置。控制装置具有对阀门装置进行控制以使得第二部分处的流体的温度成为规定温度的阀门控制部。

Description

温度控制系统和温度控制方法
技术领域
本发明涉及温度控制系统和温度控制方法。
背景技术
在半导体制造装置的技术领域中，使用类似专利文献1公开的温度控制系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2013－105359号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
调温对象利用流体调节温度。向调温对象供给的流体通过加热装置和冷却装置调节温度。在调温对象的温度调节中，期望一种能够抑制能耗的技术。
本发明的方案的目的在于，在调温对象的温度调节中抑制能耗。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的方案，提供一种温度控制系统，具备：循环流路，其包含利用流体进行温度调节的调温对象、能够对所述流体进行加热的加热装置和能够对所述流体进行冷却的冷却装置；旁通流路，其分别连接于与所述冷却装置相比靠近上游的所述循环流路的第一部分和与所述冷却装置相比靠近下游的所述循环流路的第二部分而绕过所述冷却装置；阀门装置，其能够分别对通过所述冷却装置的所述流体的流量和通过所述旁通流路的所述流体的流量进行调节；控制装置；所述控制装置具有对所述阀门装置进行控制以使得所述第二部分处的所述流体的温度成为规定温度的阀门控制部。
发明的效果
根据本发明的方案，能够在调温对象的温度调节中抑制能耗。
附图说明
图1是表示第一实施方式的温度控制系统的构成图。
图2是表示第一实施方式的温度控制系统的框图。
图3是表示第一实施方式的温度控制方法的流程图。
图4是表示第二实施方式的温度控制系统的构成图。
图5是表示第二实施方式的温度控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于此。以下说明的实施方式的构成要素能够适当组合。并且，也存在不使用一部分的构成要素的情况。
[第一实施方式]
＜温度控制系统＞
图1是表示本实施方式的温度控制系统1A的构成图。图2是表示本实施方式的温度控制系统1A的框图。
温度控制系统1A利用流体F对调温对象100进行温度调节。温度控制系统1A以调温对象100成为目标温度Tr的方式对调温对象100进行温度调节。温度控制系统1A通过将温度调节为目标温度Tr的流体F向调温对象100供给来对调温对象100进行温度调节。在本实施方式中，流体F为液体。需要说明的是，流体F也可以是气体。
如图1和图2所示，温度控制系统1A具备：循环流路5，其包含利用流体F温度调节的调温对象100、能够加热流体F的加热装置2、能够冷却流体F的冷却装置3和水箱4；旁通流路8，其分别连接于与冷却装置3相比靠近上游的循环流路5的第一部分6和与冷却装置3相比靠近下游的循环流路5的第二部分7而绕过冷却装置3；阀门装置9，其能够分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量；控制装置10。
并且，温度控制系统1A具备：出口温度传感器21，其检测表示从调温对象100流出的流体F的温度；入口温度传感器22，其检测表示向调温对象100流入的流体F的温度的入口温度Ti；水箱温度传感器25，其检测表示从水箱4流出的流体F的温度的水箱温度Tt；流量传感器23，其检测流经循环流路5的流体F的流量；循环泵24，其为了使流体F在循环流路5中循环而驱动。
调温对象100包含半导体制造装置的至少一部分。调温对象100例如包含等离子处理装置的晶圆架。晶圆架在等离子处理装置中保持等离子处理的半导体晶圆。晶圆架例如为铝制。晶圆架具有通过静电吸附力保持半导体晶圆的静电吸盘。静电吸盘通过施加直流电压产生的库仑力吸附保持半导体晶圆。通过温度调节晶圆架，而对被晶圆架保持的半导体晶圆进行温度调节。
调温对象100具有流体F流入的流入口101和流体F流出的流出口102。通过使温度调节为目标温度Tr的流体F流经调温对象100，而将调温对象100温度调节为目标温度Tr。流经调温对象100的流体F从流出口102流出。
在半导体制造装置中，存在对调温对象100进行加的时间和不对调温对象100进行加热的时间。在半导体制造装置为等离子处理装置的情况下，作为对调温对象100进行加热的时间，示例了实行被调温对象100保持的半导体晶圆的等离子处理的时间。作为不对调温对象100进行加热的时间，示例了不实行等离子处理的时间。作为不对调温对象100进行加热的时间，示例了将半导体晶圆搬入调温对象100的加载时间和将半导体晶圆从调温对象100搬出发热卸载时间。
在以下的说明中，将对调温对象100进行加热的时间适当地称为处理时间，将不对调温对象100进行加热的时间适当地称为空转时间。
在处理时间中，为了加热调温对象100，而使流经调温对象100的流体F的温度上升。在向流入口101流入的流体F的温度为目标温度Tr的情况下，在处理时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To为高于目标温度Tr的第一温度Top。
在空转时间中，不对调温对象100进行加热，通过调温对象100的散热作用，使流经调温对象100的流体F的温度下降。在向流入口101流入的流体F的温度为目标温度Tr的情况下，在空转时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To为低于目标温度Tr的第二温度Toa。
作为一例，目标温度Tr为80℃。表示处理时间中的出口温度To的第一温度Top为约90℃。表示空转时间中的出口温度To的第二温度Toa为约79℃程度。
加热装置2加热流体F。加热装置2通过电力的提供而开始控制。加热装置2配置于水箱4。流体F收纳于水箱4。加热装置2加热收纳于水箱4的流体F。
冷却装置3冷却流体F。流体F通过冷却装置3而被冷却。冷却装置3包含热交换器30、用于向热交换器30提供冷却用流体C而驱动的供给泵31、对向热交换器30供给的冷却用流体C的流量进行调节的流量调节阀32。向热交换器30供给温度调节为规定的冷却温度Tc的冷却用流体C。作为一例，冷却温度Tc为25℃。冷却装置3通过在热交换器30中使冷却用流体C和流体F进行热交换来冷却流体F。
循环流路5包含：流出口102和水箱4之间的上游部分5A、水箱4和冷却装置3之间的中游部分5B、冷却装置3和流入口101之间的下游部分5C。循环泵24配置于中游部分5B。通过循环泵24驱动，流体F在循环流路5循环。
出口温度传感器21检测从流出口102流出的流体F的温度。出口温度传感器21设置在循环流路5的上游部分5A。出口温度传感器21检测流经上游部分5A的流体F的温度。出口温度传感器21检测被加热装置2加热前并且被冷却装置3冷却前的流体F的温度。出口温度传感器21的检测数据向控制装置10输出。
入口温度传感器22检测向流入口101流入的流体F的温度。入口温度传感器22设置在循环流路5的下游部分5C。入口温度传感器22检测流经下游部分5C的流体F的温度。入口温度传感器22检测被冷却装置3冷却后的流体F的温度。在实行加热装置2的加热的情况下，入口温度传感器22检测被加热装置2加热后并且被冷却装置3冷却后的流体F的温度。在不实行加热装置2的加热的情况下，入口温度传感器22检测出被冷却装置3冷却后的流体F的温度。入口温度传感器22的检测数据向控制装置10输出。
水箱温度传感器25检测从调温对象100流出并从水箱4流出的流体F的温度。水箱温度传感器25设置在水箱4和第一部分6之间的循环流路5的中游部分5B。在图1所示的例子中，水箱温度传感器25配置在循环泵24和第一部分6之间。需要说明的是，水箱温度传感器25可以配置在水箱4和循环泵24之间。水箱温度传感器25检测流经中游部分5B的流体F的温度。水箱温度传感器25检测被加热装置2加热后并且被冷却装置3冷却前的流体F的温度。水箱温度传感器25的检测数据向控制装置10输出。
流量传感器23检测流经循环流路5的流体F的流量。流量传感器23设置在循环流路5的下游部分5C。流量传感器23配置在下游部分5C中入口温度传感器22和流入口101之间。流量传感器23检测流经下游部分5C的流体F的流量。流量传感器23的检测数据向控制装置10输出。
旁通流路8以绕过冷却装置3的方式设置。旁通流路8以连接循环流路5的第一部分6和循环流路5的第二部分7的方式设置。第一部分6被限定于循环流路5的中游部分5B。第二部分7被限定于循环流路5的下游部分5C。
在本实施方式中，第一部分6在中游部分5B中被限定于循环泵24和冷却装置3之间。第二部分7在下游部分5C中被限定于冷却装置3和入口温度传感器22之间。
阀门装置9分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量。在本实施方式中，阀门装置9包含配置在第二部分7的三通阀。阀门装置9包含连接于冷却装置3的第一流入口9A、连接于第一部分6的第二流入口9B、流出口9C。
在本实施方式中，流出口9C包含第二部分7。即，第二部分7被限定于流出口9C。
通过冷却装置3的流体F从第一流入口9A流入阀门装置9。通过旁通流路8的流体F从第二流入口9B流入阀门装置9。流入至阀门装置9的流体F从流出口9C流出。从流出口9C流出的流体F经由下游部分5C向调温对象100供给。
阀门装置9能够分别调节第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。通过分别调节第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度，而能够调节从第一流入口9A流入阀门装置9的流体F的流量和从第二流入口9B流入阀门装置9的流体F的流量。
在以下的说明中，将从第一流入口9A流入阀门装置9的流体F的流量和从第二流入口9B流入阀门装置9的流体F的流量的比适当地称为流量比。
对于第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度来说，以第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度的和为100％的方式进行调节。例如，在将第一流入口9A的开度调节为50％的情况下，将第二流入口9B的开度调节为50％。在将第一流入口9A的开度调节为100％的情况下，将第二流入口9B的开度调节为0％。在将第一流入口9A的开度调节为0％的情况下，将第二流入口9B的开度调节为100％。
在将第一流入口9A的开度调节为100％，将第二流入口9B的开度调节为0％的情况下，向第一部分6供给的流体F不通过旁通流路8，而通过冷却装置3。通过冷却装置3的流体F被冷却。通过冷却装置3的流体F从第一流入口9A流入阀门装置9。
在将第二流入口9B的开度调节为100％，将第一流入口9A的开度调节为0％的情况下，向第一部分6供给的流体F不通过冷却装置3，而通过旁通流路8。通过旁通流路8的流体F不进行温度调节。通过旁通流路8的流体F从第二流入口9B流入阀门装置9。
在第一流入口9A和第二流入口9B分别开放的情况下，一部分向第一部分6供给的流体F通过冷却装置3，一部分向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8。通过冷却装置3的流体F从第一流入口9A流入阀门装置9，通过旁通流路8的流体F从第二流入口9B流入阀门装置9。
通过调节流量比，而能够调节从流出口9C流出的流体F的温度。即，通过调节流量比，而能够调节第二部分7中的流体F的温度。例如，在以从第一流入口9A流入阀门装置9的流体F的流量多于从第二流入口9B流入阀门装置9的流体F的流量的方式调节流量比时的第二部分7中的流体F的温度与在以从第一流入口9A流入阀门装置9的流体F的流量少于从第二流入口9B流入阀门装置9的流体F的流量的方式调节流量比时的第二部分7中的流体F的温度相比变低。
水箱4配置在循环流路5中调温对象100和第一部分6之间。第一部分6和第二部分7配置在循环流路5中水箱4和调温对象100之间。
从调温对象100的流出口102流出的流体F通过上游部分5A之后，通过配置在水箱4的加热装置2。通过加热装置2的流体F经由中游部分5B的至少一部分而向第一部分6供给。向第一部分6供给的流体F通过第一部分6之后，通过冷却装置3和旁通流路8的至少一方，而向被限定于阀门装置9的流出口9C的第二部分7供给。向第二部分7供给的流体F通过第二部分7之后，通过下游部分5C流入调温对象100。
控制装置10包含计算机系统。如图2所示，控制装置10具有阀门控制部11、加热控制部12、泵控制部13、冷却控制部14。
阀门控制部11输出控制阀门装置9的控制信号。阀门控制部11分别控制第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度为规定温度的方式控制阀门装置9、调节流量比。在本实施方式中，规定温度包含调温对象100的目标温度Tr。阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度为目标温度Tr的方式控制阀门装置9。
需要说明的是，在本实施方式中，规定温度为调温对象100的目标温度Tr，也可以是使调温对象100成为目标温度Tr的设定温度。例如，根据散热作用，存在调温对象100中的流体F的温度低于第二部分7处的流体F的温度或入口温度传感器22处的流体F的温度的可能性。因此，规定温度可以是设定为高于调温对象100的目标温度Tr的设定温度。即，规定温度考虑散热作用导致的流体F的温度低下，而可以设定为略高于调温对象100的目标温度Tr。并且，规定温度可以与调温对象100独立设定，也可以基于调温对象100输出的指令设定。
阀门控制部11基于入口温度传感器22的检测数据，控制阀门装置9。阀门控制部11基于入口温度传感器22的检测数据，以第二部分7处的流体F的温度为目标温度Tr的方式分别控制第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。第二部分7处的流体F的温度和流经下游部分5C的流体F的温度和向流入口101流入的流体F的温度相等。入口温度传感器22通过检测流经下游部分5C的流体F的温度，而能够检测第二部分7处的流体F的温度和向流入口101流入的流体F的温度。通过阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度为目标温度Tr的方式控制阀门装置9，而能够将向流入口101流入的流体F的温度调节为目标温度Tr。
加热控制部12输出控制加热装置2的控制信号。在加热控制部12的从循环泵24流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top时，以不加热流体F的方式控制加热装置2。在加热控制部12的从循环泵24流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，以加热流体F的方式控制加热装置2。即，在加热控制部12的水箱温度Tt为第一温度Top时，停止加热装置2的控制。通过停止加热装置2的控制，而不实行流体F的加热。在加热控制部12的水箱温度Tt为第二温度Toa时，开始加热装置2的控制。通过开始加热装置2的控制，而实行流体F的加热。
在加热控制部12的从循环泵24流出的流体F的温度为第二温度Toa时，以流体F的温度成为高于目标温度Tr的第三温度Th的方式控制加热装置2。即，在加热控制部12的水箱温度Tt为第二温度Toa时，以流体F的温度成为第三温度Th的方式开始加热装置2的控制。通过开始加热装置2的控制，实行流体F的加热，而将流体F的温度调节为第三温度Th。
目标温度Tr和第三温度Th的差小于目标温度Tr和第一温度Top的差。作为一例，在目标温度Tr为80℃，第一温度Top为约90℃的情况下，第三温度Th为约81℃。
加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据控制加热装置2。加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，以水箱4中的流体F的温度成为第三温度Th的方式控制加热装置2。在加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，判定从循环泵24流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top的情况下，停止加热装置2的控制。在加热控制部12在基于水箱温度传感器25的检测数据，判定从循环泵24流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa的情况下，开始加热装置2的控制。
在处理时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To为高于目标温度Tr的第一温度Top。在空转时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To为低于目标温度Tr的第二温度Toa。在加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，判定水箱温度Tt为第一温度Top的情况下，停止加热装置2的控制。在加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，判定水箱温度Tt为第二温度Toa的情况下，以流体F的温度成为第三温度Th的方式开始加热装置2的控制。
阀门控制部11以使通过加热装置2的流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9。在处理时间中，加热装置2的控制停止，水箱4的流体F的温度为第一温度Top。在空转时间中，开始加热装置2的控制，水箱4的流体F的温度为第三温度Th。在本实施方式中，在处理时间和空转时间双方中，向第一部分6供给的流体F的温度高于目标温度Tr。阀门控制部11以向第一部分6供给的流体F的至少一部分通过冷却装置3的方式控制阀门装置9。通过向第一部分6供给的流体F的至少一部分通过冷却装置3，将第二部分7处的流体F的温度调节为目标温度Tr。
泵控制部13输出控制循环泵24的控制信号。泵控制部13基于流量传感器23的检测数据，以在循环流路5循环的流体F的流量一定的方式控制循环泵24。
冷却控制部14输出控制冷却装置3的控制信号。冷却控制部14控制流量调节阀32，而调节向热交换器30供给的冷却用流体C的流量。通过改变向热交换器30供给的冷却用流体C的流量，而改变热交换器30的流体F的冷却能力。
＜控制方法＞
接下来，对本实施方式的调温对象100的温度控制方法进行说明。图3是表示本实施方式的温度控制方法的流程图。
在流体F收纳于水箱4的状态下，泵控制部13驱动循环泵24。通过循环泵24的驱动，流体F在循环流路5循环。加热控制部12开始加热装置2的控制，以流体F的温度成为目标温度Tr的方式加热流体F。冷却控制部14使冷却装置3起动。在本实施方式中，冷却装置3的冷却能力一定。
将调节为目标温度Tr的流体F向调温对象100供给之后，向调温对象100搬入半导体晶圆，开始等离子处理。并且，在等离子处理结束之后，从调温对象100搬出半导体晶圆。在实行等离子处理的处理时间中，加热调温对象100，流体F的出口温度To成为高于目标温度Tr的第一温度Top。在不实行等离子处理的空转时间中，不加热调温对象100，流体F的出口温度To成为低于目标温度Tr的第二温度Toa。
水箱温度传感器25检测流体F的水箱温度Tt。加热控制部12判定水箱温度Tt是否低于目标温度Tr(步骤SA1)。
在步骤SA1中，判定水箱温度Tt低于目标温度Tr的情况下(步骤SA1：Yes)，加热控制部12以使流体F的温度成为第三温度Th的方式开始加热装置2的控制(步骤SA2)。
在水箱4中调节为第三温度Th的流体F从水箱4向循环流路5的第一部分6供给。
阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制阀门装置9(步骤SA3)。
阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式，分别调节第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度，而调节流量比。阀门控制部11基于入口温度传感器22的检测数据，以第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式对阀门装置9进行反馈控制。
阀门控制部11控制阀门装置9，将向第一部分6供给的流体F的至少一部分向冷却装置3供给。向冷却装置3供给的流体F被冷却。
通过冷却装置3的流体F从第一流入口9A向阀门装置9流入。通过旁通流路8的流体F从第二流入口9B向阀门装置9流入。通过冷却装置3的流体F和通过旁通流路8的流体F在阀门装置9中混合。在阀门装置9中混合的流体F从流出口9C流出。从流出口9C流出的流体F的温度被调节为目标温度Tr。即，第二部分7处的流体F的温度被调节为目标温度Tr。
通过将第二部分7处的流体F的温度调节为目标温度Tr，而将调节为目标温度Tr的流体F向调温对象100供给。
在步骤SA1中，判定水箱温度Tt高于目标温度Tr的情况下(步骤SA1：No)，加热控制部12停止加热装置2的控制(步骤SA4)。
收纳于水箱4的流体F的温度为第一温度Top。收纳于水箱4的流体F从水箱4向循环流路5的第一部分6供给。
阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制阀门装置9(步骤SA3)。
阀门控制部11控制阀门装置9，向第一部分6供给的流体F至少一部分向冷却装置3供给。向冷却装置3供给的流体F被冷却。
通过冷却装置3的流体F从第一流入口9A流入阀门装置9。通过旁通流路8的流体F从第二流入口9B流入阀门装置9。通过冷却装置3的流体F和通过旁通流路8的流体F在阀门装置9中混合。在阀门装置9中混合的流体F从流出口9C流出。将从流出口9C流出的流体F的温度调节为目标温度Tr。即，将第二部分7处的流体F的温度调节为目标温度Tr。
通过将第二部分7处的流体F的温度调节为目标温度Tr，将调节为目标温度Tr的流体F向调温对象100供给。
＜效果＞
像以上说明这样，根据本实施方式，设置包含调温对象100、加热装置2和冷却装置3的循环流路5；绕过冷却装置3的旁通流路8；能够分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量的阀门装置9。阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为规定温度的方式控制阀门装置9。通过能够通过阀门装置9的控制调节流量比，因而不会出现例如持续控制加热装置2或使冷却装置3的冷却能力过分提高的情况，而能够将第二部分7处的流体F的温度调节为目标温度Tr。因此，在调温对象100的温度调节中，能够抑制加热装置2的能耗和冷却装置3的能耗。
对于加热控制部12来说，在从循环泵24流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top时，以不加热流体F的方式停止加热装置2的控制，在从循环泵24流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，以加热流体F的方式开始加热装置2的控制。在从循环泵24流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top时，由于停止加热装置2，因而能够抑制加热装置2的能耗。
加热控制部12在从循环泵24流出的流体F的温度为第二温度Toa时，以流体F的温度成为高于目标温度Tr的第三温度Th的方式开始加热装置2的控制。目标温度Tr和第三温度Th的差小于目标温度Tr和第一温度Top的差。因此，在从循环泵24流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，在抑制加热装置2的能耗的状态下，将流体F加热至第三温度Th。
阀门控制部11以使通过加热装置2的流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9。在本实施方式中，将第一温度Top的流体F或第三温度Th的流体F向第一部分6供给。即，向第一部分6供给温度高于目标温度Tr的流体F。由于向第一部分6供给温度高于目标温度Tr的流体F至少一部分通过冷却装置3冷却，因而阀门控制部11能够高可靠性地控制第二部分7处的流体F的温度。
加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，控制加热装置2。加热控制部12在基于水箱温度传感器25的检测数据，判定水箱温度Tt为第一温度Top的情况下，能够停止加热装置2的控制。加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，在判定水箱温度Tt为第二温度Toa的情况下，能够以流体F的温度成为第三温度Th的方式，以少能耗使加热装置2工作。由此，能够抑制加热装置2的能耗。
加热装置2配置在水箱4，加热收纳于水箱4的流体F。由于收纳于水箱4的流体F对流或搅拌，而能够使水箱4中流体F的温度均匀化。由于从水箱4将温度均匀化的流体F向第一部分6供给，因而能够高精度地调节第二部分7处的流体F的温度。
第一部分6和第二部分7在水箱4的下游侧，配置在水箱4和调温对象100之间。冷却装置3配置在水箱4的外侧。通过将冷却装置3配置在水箱4的外侧，而能够抑制水箱4的大型化。通过抑制水箱4的大型化，而能够抑制温度控制系统1A的大型化，抑制成本的上升。
＜其他实施方式＞
需要说明的是，在上述的实施方式中，阀门控制部11基于入口温度传感器22的检测数据，以使第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式对阀门装置9进行反馈控制。阀门控制部11可以基于水箱温度传感器25的检测数据，对阀门装置9进行前馈控制，也可以基于入口温度传感器22的检测数据和水箱温度传感器25的检测数据，对阀门装置9进行反馈控制和前馈控制。
同样地，加热控制部12可以基于出口温度传感器21的检测数据，对加热装置2进行前馈控制，也可以基于水箱温度传感器25的检测数据和出口温度传感器21的检测数据，对加热装置2进行反馈控制和前馈控制。
需要说明的是，在上述的实施方式中，加热控制部12基于水箱温度传感器25的检测数据，对加热装置2进行控制。加热控制部12可以例如从等离子处理装置取得表示是否为处理时间的接收数据。加热控制部12可以基于接收数据，判定为处理时间的情况下，停止加热装置2；判定为空转时间的情况下，开始加热装置2的控制。
[第二实施方式]
对第二实施方式进行说明。在以下的说明中，与上述的实施方式相同或同等的构成要素赋予相同的符号，而省略其说明。
＜温度控制系统＞
图4是表示本实施方式的温度控制系统1B的构成图。如图4所示，温度控制系统1B具备：循环流路5，其包含利用流体F进行温度调节的调温对象100、能够加热流体F的加热装置2、能够冷却流体F的冷却装置3和水箱4；旁通流路8，其通过分别连接于与冷却装置3相比靠近上游的循环流路5的第一部分6和与冷却装置3相比靠近下游的循环流路5的第二部分7而绕过冷却装置3；阀门装置9，其能够分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量；控制装置10。需要说明的是，在图4中没有图示控制装置10。控制装置10的结构与参照图2说明的控制装置10的结构相同。
并且，温度控制系统1B具备：检测表示从调温对象100流出的流体F的温度的出口温度To的出口温度传感器21；检测表示向调温对象100流入的流体F的温度的入口温度Ti入口温度传感器22；检测表示从阀门装置9流出的流体F的温度的阀门温度Tv的阀门温度传感器26；检测流经循环流路5的流体F的流量的流量传感器23；用于使流体F在循环流路5中循环而驱动的循环泵24。
加热装置2加热流体F。加热装置2配置在水箱4。加热装置2加热收纳于水箱4。
冷却装置3冷却流体F。冷却装置3包含热交换器30、用于向热交换器30供给冷却用流体C而驱动的供给泵31、调节向热交换器30供给的冷却用流体C流量的流量调节阀32。
循环流路5包含流出口102和冷却装置3之间的上游部分5D、冷却装置3和水箱4之间的中游部分5E、水箱4和流入口101之间的下游部分5F。循环泵24配置在下游部分5F。通过循环泵24驱动，使流体F在循环流路5循环。
出口温度传感器21检测从流出口102流出的流体F的温度出口温度传感器21设置在循环流路5的上游部分5D。
入口温度传感器22检测向流入口101流入的流体F的温度。入口温度传感器22设置在循环流路5的下游部分5F。入口温度传感器22检测被冷却装置3冷却后并且被加热装置2加热后的流体F的温度。
阀门温度传感器26检测从调温对象100流出、并从阀门装置9流出的流体F的温度。阀门温度传感器26设置在阀门装置9的流出口9C和水箱4之间的循环流路5的中游部分5E。阀门温度传感器26检测流经中游部分5E的流体F的温度。阀门温度传感器26检测被加热装置2加热前并且被冷却装置3冷却后的流体F的温度。将阀门温度传感器26的检测数据向控制装置10输出。
流量传感器23检测流经循环流路5的流体F的流量。流量传感器23设置在循环流路5的下游部分5F。
旁通流路8以绕过冷却装置3的方式设置。旁通流路8以连接循环流路5的第一部分6和循环流路5的第二部分7的方式设置。第一部分6被限定在循环流路5的上游部分5D。第二部分7被限定在循环流路5的中游部分5E。
第一部分6被限定在上游部分5D中出口温度传感器21和冷却装置3之间。第二部分7被限定在中游部分5E中冷却装置3和水箱4之间。
阀门装置9分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量。阀门装置9包含配置在第二部分7的三通阀。阀门装置9包含流出口9C，其包含与冷却装置3连接的第一流入口9A、与第一部分6连接的第二流入口9B和第二部分7。
通过调节表示从第一流入口9A向阀门装置9流入的流体F的流量和从第二流入口9B向阀门装置9流入的流体F的流量的比的流量比，而能够调节从流出口9C流出的流体F的温度。通过调节流量比，而能够调节第二部分7处的流体F的温度。
水箱4配置在循环流路5中第二部分7和调温对象100之间。第一部分6和第二部分7配置在循环流路5中调温对象100和水箱4之间。
从调温对象100的流出口102流出的流体F通过上游部分5D之后，向第一部分6供给。向第一部分6供给的流体F通过第一部分6之后，通过冷却装置3和旁通流路8的至少一方，向限定于阀门装置9的流出口9C的第二部分7供给。向第二部分7供给的流体F通过第二部分7之后，经由中游部分5E的至少一部分，向水箱4供给。向水箱4供给的流体F通过配置在水箱4的加热装置2。通过加热装置2的流体F通过下游部分5F，而流入调温对象100。
控制装置10包含计算机系统。如图2所示，控制装置10具有阀门控制部11、加热控制部12、泵控制部13、冷却控制部14。
阀门控制部11输出控制阀门装置9的控制信号。阀门控制部11控制第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。阀门控制部11以使第二部分7处的流体F的温度成为规定温度的方式控制阀门装置9。在本实施方式中，规定温度包含温度低于调温对象100的目标温度Tr的第四温度Tl。阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为第四温度Tl的方式控制阀门装置9。
目标温度Tr和第四温度Tl的差与目标温度Tr和第二温度Toa的差相等。需要说明的是，目标温度Tr和第四温度Tl的差也可以大于或小于目标温度Tr和第二温度Toa的差。作为一例，在目标温度Tr为80℃的情况下，第四温度Tl为约79℃。
阀门控制部11基于阀门温度传感器26的检测数据，控制阀门装置9。阀门控制部11基于阀门温度传感器26的检测数据，以第二部分7处的流体F的温度成为第四温度Tl的方式，控制第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。
与上述的实施方式同样，在处理时间中，从流出口102流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top。在空转时间中，从流出口102流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa。
阀门控制部11在从阀门装置9流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top时，以流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9，在从阀门装置9流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，以流体F通过旁通流路8的方式控制阀门装置9。
阀门控制部11在基于阀门温度传感器26的检测数据，判定从阀门装置9的流出口9C流出的流体F的温度为第一温度Top的情况下，以第二部分7处的流体F的温度成为第四温度Tl的方式控制阀门装置9。阀门控制部11在判定从阀门装置9的流出口9C流出的流体F的温度为第一温度Top的情况下，以将向第一部分6供给的流体F的至少一部分向冷却装置3供给的方式控制阀门装置9。
阀门控制部11在基于阀门温度传感器26的检测数据，判定从阀门装置9的流出口9C流出的流体F的温度为第二温度Toa的情况下，以第二部分7处的流体F的温度为第四温度Tl的方式控制阀门装置9。
需要说明的是，阀门控制部11在判定从阀门装置9的流出口9C流出的流体F的温度为第二温度Toa的情况下，也可以以第二部分7处的流体F的温度成为第二温度Toa的方式，以使全部向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8，而向第一部分6供给的流体F不通过冷却装置3的方式，控制阀门装置9。
在本实施方式中，在处理时间和空转时间的双方中，经由第二部分7向加热装置2供给的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa或第四温度Tl。
加热控制部12输出控制加热装置2的控制信号。加热控制部12以流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制加热装置2。在本实施方式中，加热控制部12基于入口温度传感器22的检测数据，以向流入口101流入的流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制加热装置2。
＜控制方法＞
接下来，对本实施方式的调温对象100的温度控制方法进行说明。图5是表示本实施方式的温度控制方法的流程图。
在流体F收纳于水箱4的状态下，泵控制部13驱动循环泵24。通过循环泵24的驱动，流体F在循环流路5循环。加热控制部12开始加热装置2的控制，以流体F成为目标温度Tr的方式加热流体F。冷却控制部14起动冷却装置3。在本实施方式中，冷却装置3的冷却能力一定。
向调温对象100提供调节为目标温度Tr的流体F之后，将半导体晶圆搬入调温对象100，开始等离子处理。在加热调温对象100的处理时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To成为高于目标温度Tr的第一温度Top。在不加热调温对象100的空转时间中，从流出口102流出的流体F的出口温度To成为低于目标温度Tr的第二温度Toa。
阀门温度传感器26检测从阀门装置9的流出口9C流出的流体F的阀门温度Tv。阀门控制部11判定阀门温度Tv是否低于目标温度Tr(步骤SB1)。
在步骤SB1中，在判定阀门温度Tv为低于目标温度Tr的第二温度Toa的情况下(步骤SB1：Yes)，阀门控制部11以使向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8的方式控制阀门装置9(步骤SB2)。
在本实施方式中，以阀门控制部11的全部向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8而不通过冷却装置3的方式控制阀门装置9。由此，低于目标温度Tr的第二温度Toa的流体F经由旁通流路8，向第二部分7供给。
需要说明的是，阀门控制部11在判定阀门温度Tv为第二温度Toa的情况下，可以以第二部分7处的流体F的温度成为第四温度Tl的方式，以使一部分向第一部分6供给的流体F通过冷却装置3，使一部分向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8的方式，调节第一流入口9A的开度和第二流入口9B的开度。
从流出口9C流出的流体F向水箱4供给。加热控制部12以使向水箱4供给的流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制加热装置2(步骤SB3)。
加热控制部12基于入口温度传感器22的检测数据，以使向调温对象100供给的流体F的温度成为目标温度Tr的方式对加热装置2进行反馈控制。
通过加热装置2控制的开始，将水箱4的流体F的温度调节为目标温度Tr。将调节为目标温度Tr的流体F从水箱4经由下游部分5F向调温对象100供给。
在步骤SB1中，在判定阀门温度Tv高于目标温度Tr的情况下(步骤SB1：No)，阀门控制部11以使向第一部分6供给的流体F通过冷却装置3的方式，控制阀门装置9(步骤SB3)。
在本实施方式中，阀门控制部11以使全部向第一部分6供给的流体F通过冷却装置3而不通过旁通流路8的方式，控制阀门装置9。需要说明的是，阀门控制部11也可以是一部分向第一部分6供给的流体F通过冷却装置3，一部分向第一部分6供给的流体F通过旁通流路8的方式，控制阀门装置9。由此，将低于目标温度Tr的第四温度Tl的流体F向第二部分7供给。
从流出口9C流出的流体F向水箱4供给。加热控制部12以向水箱4供给的流体F的温度成为目标温度Tr的方式控制加热装置2(步骤SB3)。
通过加热装置2控制的开始，将水箱4的流体F的温度调节为目标温度Tr。将调节为目标温度Tr的流体F从水箱4经由下游部分5F向调温对象100供给。
＜效果＞
像以上说明这样，在本实施方式中，也设置包含调温对象100、加热装置2和冷却装置3的循环流路5、绕过冷却装置3的旁通流路8、能够分别调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量的阀门装置9。阀门控制部11以第二部分7处的流体F的温度成为规定温度的方式控制阀门装置9。由于通过阀门装置9的控制，能够调节流量比，因而能够不会出现例如持续控制加热装置2或使冷却装置3的冷却能力过分提高的情况地，将第二部分7处的流体F的温度调节为第四温度Tl。因此，在调温对象100的温度调节中，能够抑制加热装置2的能耗和冷却装置3的能耗。
阀门控制部11在从阀门装置9流出的流体F的温度为高于目标温度Tr的第一温度Top时，以使流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9，在从阀门装置9流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，以使流体F通过旁通流路8的方式控制阀门装置9。在从阀门装置9流出的流体F的温度为低于目标温度Tr的第二温度Toa时，由于不实行冷却装置3的冷却，因而能够抑制冷却装置3的能耗。
阀门控制部11基于阀门温度传感器26的检测数据，控制阀门装置9。阀门控制部11在基于阀门温度传感器26的检测数据，判定阀门温度Tv为第二温度Toa的情况下，以流体F不通过冷却装置3，而通过旁通流路8的方式控制阀门装置9。阀门控制部11在基于阀门温度传感器26的检测数据，判定阀门温度Tv为第一温度Top的情况下，以流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9。阀门控制部11能够在抑制冷却装置3的能耗的状态下，使向第二部分7供给的流体F的温度进一步低于目标温度Tr。
加热装置2配置在水箱4，加热收纳于水箱4的流体F。由于收纳于水箱4的流体F对流或搅拌，因而收纳于水箱4的流体F的温度均匀化。由于将温度均匀化的流体F从水箱4向调温对象100供给，因而能够将调温对象100调节为适当的温度。
第一部分6和第二部分7在水箱4的上游侧，配置在调温对象100和水箱4之间。冷却装置3配置在水箱4的外侧。由此，能够抑制水箱4的大型化。因此，能够抑制温度控制系统1B的大型化，抑制成本上升。
＜其他实施方式＞
需要说明的是，在上述的实施方式中，阀门控制部11基于阀门温度传感器26的检测数据，以第二部分7处的流体F的温度成为目标温度Tr的方式对阀门装置9进行反馈控制。阀门控制部11也可以基于出口温度传感器21的检测数据，对阀门装置9进行前馈控制，也可以基于阀门温度传感器26的检测数据和出口温度传感器21的检测数据，对阀门装置9进行反馈控制和前馈控制。
同样地，加热控制部12可以基于阀门温度传感器26的检测数据，对加热装置2进行前馈控制，也可以基于入口温度传感器22的检测数据和阀门温度传感器26的检测数据，对加热装置2进行反馈控制和前馈控制。
需要说明的是，在上述的实施方式中，阀门控制部11基于阀门温度传感器26的检测数据，调节通过冷却装置3的流体F的流量和通过旁通流路8的流体F的流量。阀门控制部11例如可以从等离子处理装置取得表示是否为处理时间的接收数据。阀门控制部11可以基于接收数据，在判定处于处理时间的情况下，以使流体F通过冷却装置3的方式控制阀门装置9，在判定处于空转时间的情况下，以使流体F通过旁通流路8的方式控制阀门装置9。
附图标记说明
1A…温度控制系统、1B…温度控制系统、2…加热装置、3…冷却装置、4…水箱、5…循环流路、5A…上游部分、5B…中游部分、5C…下游部分、5D…上游部分、5E…中游部分、5F…下游部分、6…第一部分、7…第二部分、8…旁通流路、9…阀门装置、9A…第一流入口、9B…第二流入口、9C…流出口、10…控制装置、11…阀门控制部、12…加热控制部、13…泵控制部、14…冷却控制部、21…出口温度传感器、22…入口温度传感器、23…流量传感器、24…循环泵、25…水箱温度传感器、26…阀门温度传感器、30…热交换器、31…供给泵、32…流量调节阀、100…调温对象、101…流入口、102…流出口、C…冷却用流体、F…流体。

Claims (18)

1.一种温度控制系统，其特征在于，具备：
循环流路，其包含利用流体进行温度调节的调温对象、能够对所述流体进行加热的加热装置和能够对所述流体进行冷却的冷却装置；
旁通流路，其分别连接于与所述冷却装置相比靠近上游的所述循环流路的第一部分和与所述冷却装置相比靠近下游的所述循环流路的第二部分而绕过所述冷却装置；
阀门装置，其能够分别对通过所述冷却装置的所述流体的流量和通过所述旁通流路的所述流体的流量进行调节；
控制装置；
所述控制装置具有对所述阀门装置进行控制以使得所述第二部分处的所述流体的温度成为规定温度的阀门控制部。
2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，
从所述调温对象流出的所述流体在通过所述加热装置、所述第一部分和所述第二部分之后，流入所述调温对象，
所述规定温度包含所述调温对象的目标温度。
3.根据权利要求2所述的温度控制系统，其中，
所述控制装置具有对所述加热装置进行控制的加热控制部，
所述加热控制部在从所述调温对象流出的所述流体的温度为高于所述目标温度的第一温度时，对所述加热装置进行控制从而不对所述流体进行加热，在从所述调温对象流出的所述流体的温度为低于所述目标温度的第二温度时，对所述加热装置进行控制从而对所述流体进行加热。
4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其中，
所述加热控制部在从所述调温对象流出的所述流体的温度为所述第二温度时，对所述加热装置进行控制以使得所述流体的温度成为高于所述目标温度的第三温度。
5.根据权利要求3或4所记载的温度控制系统，其中，
所述阀门控制部对所述阀门装置进行控制以使得通过了所述加热装置的所述流体通过所述冷却装置。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的温度控制系统，其中，
具备对从所述调温对象流出的所述流体的温度进行检测的水箱温度传感器，
所述加热控制部基于所述水箱温度传感器的检测数据，对所述加热装置进行控制。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的温度控制系统，其中，
具备对向所述调温对象流入的所述流体的温度进行检测的入口温度传感器，
所述阀门控制部基于所述入口温度传感器的检测数据，对所述阀门装置进行控制。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的温度控制系统，其中，
所述循环流路包含配置在所述调温对象与所述第一部分之间的水箱，
所述加热装置配置于所述水箱。
9.根据权利要求8所述的温度控制系统，其中，
所述第一部分和所述第二部分配置在所述水箱的下游侧。
10.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中，
从所述调温对象流出的所述流体通过所述第一部分、所述第二部分和所述加热装置之后，流入所述调温对象，
所述规定温度包含低于所述调温对象的目标温度的第四温度。
11.根据权利要求10所述的温度控制系统，其中，
所述控制装置具有对所述加热装置进行控制的加热控制部，
所述阀门控制部在从所述调温对象流出的所述流体的温度为高于所述目标温度的第一温度时，对所述阀门装置进行控制以使得所述流体通过所述冷却装置，在从所述调温对象流出的所述流体的温度为低于所述目标温度的第二温度时，对所述阀门装置进行控制以使得所述流体通过所述旁通流路。
12.根据权利要求11所述的温度控制系统，其中，
所述加热控制部对所述加热装置进行控制以使得所述流体的温度成为所述目标温度。
13.根据权利要求11或12所述的温度控制系统，其中，
具备对向所述调温对象流入的所述流体的温度进行检测的入口温度传感器，
所述加热控制部基于所述入口温度传感器的检测数据，对所述加热装置进行控制。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的温度控制系统，其中，
具备对从所述调温对象流出的所述流体的温度进行检测的阀门温度传感器，
所述阀门控制部基于所述阀门温度传感器的检测数据，对所述阀门装置进行控制。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的温度控制系统，其中，
所述循环流路包含在所述第二部分与所述调温对象之间配置的水箱，
所述加热装置配置于所述水箱。
16.根据权利要求15所述的温度控制系统，其中，
所述第一部分和所述第二部分配置在所述水箱的上游侧。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的温度控制系统，其中，
所述阀门装置包含配置在所述第二部分的三通阀。
18.一种温度控制方法，其特征在于，包含：
使所述流体在包含利用流体进行温度调节的调温对象、能够对所述流体进行加热的加热装置和能够对所述流体进行冷却的冷却装置在内的循环流路中循环；
使所述流体通过分别连接于与所述冷却装置相比靠近上游的所述循环流路的第一部分和与所述冷却装置相比靠近下游的所述循环流路的第二部分而绕过所述冷却装置的旁通流路；
分别对通过所述冷却装置的所述流体的流量和通过所述旁通流路的所述流体的流量进行调节，以使得所述第二部分中的所述流体的温度成为规定温度。
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