JP2002500432A - ワークピースチャック用温度制御システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
半導体ウェハ等の平坦なワークピースの温度を制御するためのシステム及びその方法が開示される。ワークピースはワークピースチャック(10)上に設置される。チャックは、ウェハ上の集積回路をテストするために使用されるウェハプローバ等のホストマシンとチャック(10)との間のベース(48)上に設置される。チャックは、ワークピースが設置される上部分(12)を含む。チャック(10)の上部分(12)の温度を制御して、ワークピースの温度を制御する。ベース(48)の温度は、チャックとホストマシンとの間の熱流の量を低減するように制御される。電力システム(60)及び制御システム(50)はスイッチング電源(200)を含み、これが、ワークピースを加熱するのに使用されるチャック(10)内のヒータ(16A,16B)を含むシステム構成要素に電力を与える。一連のフィルタ(300,302,304)により、スイッチング電源(200)が発生した電気ノイズを除去し、低ノイズ動作を実現する。
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般的には、電力(power:動力)および制御システムに関す
るものであり、特に、半導体ウェーハのような加工物の温度制御、およびまたは
、前記加工物が保持される加工物チャックの温度制御に使用される電力および制
御システムに関するものである。
るものであり、特に、半導体ウェーハのような加工物の温度制御、およびまたは
、前記加工物が保持される加工物チャックの温度制御に使用される電力および制
御システムに関するものである。
【0002】 (背景技術) 半導体集積回路産業においては、個々の集積回路チップダイの経費は、ICパ
ッケージの経費に比較して、減少し続けている。その結果、多くのIC処理ステ
ップを、比較的経費が嵩むパッケージステップが実行された後よりは、ダイがま
だウェーハ内に有る間に実行することがますます重要になりつつある。
ッケージの経費に比較して、減少し続けている。その結果、多くのIC処理ステ
ップを、比較的経費が嵩むパッケージステップが実行された後よりは、ダイがま
だウェーハ内に有る間に実行することがますます重要になりつつある。
【0003】 一般に、IC処理工程においては、半導体ウェーハは、一連の試験および評価
のステップを必要とする。各ステップにおいて、ウェーハは、静止位置に保持さ
れ、処理部で処理される。例えば、回路プローブ試験は、ICをパッケージに組
み立てる前に温度遮蔽をするため、ますます、広い温度範囲にわたって実行され
るようになっている。ウェーハは、一般的に、ウェーハ上の回路を電気的に試験
する探触機の真空支持面上に静止するように保持される。前記探触機は、一群の
電気的プローブを具備し、これらは、試験器と結合して、所定の電気的刺激を、
ウェーハ上の回路の種々の所定の場所に印加し、その刺激に対するその回路の応
答を検知する。
のステップを必要とする。各ステップにおいて、ウェーハは、静止位置に保持さ
れ、処理部で処理される。例えば、回路プローブ試験は、ICをパッケージに組
み立てる前に温度遮蔽をするため、ますます、広い温度範囲にわたって実行され
るようになっている。ウェーハは、一般的に、ウェーハ上の回路を電気的に試験
する探触機の真空支持面上に静止するように保持される。前記探触機は、一群の
電気的プローブを具備し、これらは、試験器と結合して、所定の電気的刺激を、
ウェーハ上の回路の種々の所定の場所に印加し、その刺激に対するその回路の応
答を検知する。
【0004】 代表的な探触システムにおいては、ウェーハはウェーハチャックの上面に装着
され、ウェーハチャックは、その底面において探触機の支持構造部に保持される
。真空システムが、一般的に、前記チャックに接続されている。チャックの上面
と連通している一連の溝または隙間の部分が、真空をウェーハに導き、ウェーハ
をチャックの上面の所定の位置に保持する。探触機のチャック支持部によって、
その後、ウェーハは、プローブの直下に位置するように移動され、ウェーハ回路
の電気的試験が実行される。
され、ウェーハチャックは、その底面において探触機の支持構造部に保持される
。真空システムが、一般的に、前記チャックに接続されている。チャックの上面
と連通している一連の溝または隙間の部分が、真空をウェーハに導き、ウェーハ
をチャックの上面の所定の位置に保持する。探触機のチャック支持部によって、
その後、ウェーハは、プローブの直下に位置するように移動され、ウェーハ回路
の電気的試験が実行される。
【0005】 このチャックは、また、温度制御システムを具備し、チャック面およびウェー
ハの温度を、ウェーハの所要の温度遮蔽が実行されるように、上昇および下降さ
せる。そのような試験の精度に対しては、ウェーハの温度、従って、チャック面
の温度をできるだけ正確かつ精密に制御することが重要である。
ハの温度を、ウェーハの所要の温度遮蔽が実行されるように、上昇および下降さ
せる。そのような試験の精度に対しては、ウェーハの温度、従って、チャック面
の温度をできるだけ正確かつ精密に制御することが重要である。
【0006】 ウェーハの温度の制御に対しては、種々の方法が適用されてきた。ある従来技
術では、チャックは、冷却液が循環する循環システムを具備している。冷却液は
一定の低温度に維持され、チャックを通過して循環する。温度制御は、同様に、
チャック内に配置されるヒータを活性化することによって実現される。ヒータは
、オンとオフを繰り返し、チャックと加工物は、所要の温度まで加熱される。
術では、チャックは、冷却液が循環する循環システムを具備している。冷却液は
一定の低温度に維持され、チャックを通過して循環する。温度制御は、同様に、
チャック内に配置されるヒータを活性化することによって実現される。ヒータは
、オンとオフを繰り返し、チャックと加工物は、所要の温度まで加熱される。
【0007】 この方法には、ある欠点がある。チャックを加熱する場合、循環液が常に低温
度に維持され、かつ、常にチャックを通過して循環しているため、大きな時間遅
れが発生する。その結果、チャックと加工物を高温度まで加熱するのに長い時間
が必要となる。さらに、このシステムでは、ヒータに提供されたエネルギの多く
が、低温度の循環液によって浪費されるため、効率が悪い。さらに、循環液を冷
却するのに使用されるエネルギが、チャックと加工物を加熱している間に浪費さ
れてしまう。
度に維持され、かつ、常にチャックを通過して循環しているため、大きな時間遅
れが発生する。その結果、チャックと加工物を高温度まで加熱するのに長い時間
が必要となる。さらに、このシステムでは、ヒータに提供されたエネルギの多く
が、低温度の循環液によって浪費されるため、効率が悪い。さらに、循環液を冷
却するのに使用されるエネルギが、チャックと加工物を加熱している間に浪費さ
れてしまう。
【0008】 別の従来技術システムにおいては、温度制御液とチャックヒータは、共に、加
工物の温度を制御するのに用いられる。このシステムにおいては、温度制御液は
加工物が所要の設定温度のある許容範囲内に来るように、使用される。ヒータは
、次にオンとオフを繰り返し、温度を設定点に調節する。このシステムも、また
、時間遅れが大きく、かつ、効率が低いという欠点がある。
工物の温度を制御するのに用いられる。このシステムにおいては、温度制御液は
加工物が所要の設定温度のある許容範囲内に来るように、使用される。ヒータは
、次にオンとオフを繰り返し、温度を設定点に調節する。このシステムも、また
、時間遅れが大きく、かつ、効率が低いという欠点がある。
【0009】 さらに別の従来技術システムでは、温度制御は、チャックを通過して循環して
いる液体との間の受動的熱伝達作用だけによって実行される。このシステムでは
、チャックの内部には、一連の溝が準備され、その中を温度制御された液体が循
環する。チャックの温度は、その液体の温度を制御することによって、制御され
る。このシステムも、また、時間遅れが大きく、かつ、比較的、効率が低いとい
う欠点がある。
いる液体との間の受動的熱伝達作用だけによって実行される。このシステムでは
、チャックの内部には、一連の溝が準備され、その中を温度制御された液体が循
環する。チャックの温度は、その液体の温度を制御することによって、制御され
る。このシステムも、また、時間遅れが大きく、かつ、比較的、効率が低いとい
う欠点がある。
【0010】 ウェーハを回路探触機上で試験する場合のような応用においては、このシステ
ムに誘導される電気的ノイズは、探触機によって実行される測定に悪影響を及ぼ
すから、そのような電気的ノイズを低減することが重要である。測定にノイズが
入ることは、ウェーハの温度試験を探触機上で実行する場合の共通的な問題であ
る。抵抗を用いるチャックヒータのような要素に印加される電力および制御信号
は、一般的に、ウェーハに極めて近い場所にあり、従って、かなりのノイズ源と
なり得る。
ムに誘導される電気的ノイズは、探触機によって実行される測定に悪影響を及ぼ
すから、そのような電気的ノイズを低減することが重要である。測定にノイズが
入ることは、ウェーハの温度試験を探触機上で実行する場合の共通的な問題であ
る。抵抗を用いるチャックヒータのような要素に印加される電力および制御信号
は、一般的に、ウェーハに極めて近い場所にあり、従って、かなりのノイズ源と
なり得る。
【0011】 従って、加熱要素に動力を提供するための動力供給は、出来るだけノイズを生
じないことが重要である。その結果、従来の熱チャック動力システムは、線形動
力供給を具備し、加熱要素に動力を提供する。しかし、線形供給は極めて低効率
になる傾向がある。実際、それらの動力散逸は、入力電圧に大きく依存する。従
って、入力線路動力が変化し得る条件の下では、かなりの低効率が生じる。さら
に、欧州の線路動力電圧レベルは、米国で用いられているものよりも高いので、
線形供給の動力散逸は、米国におけるよりも大きくなり、結果として、別な供給
とシステム設計または別な動力散逸変動の許容範囲を必要とする。さらに、線形
供給は力率補正ができない。近く実施される欧州規格では、高動力供給は力率補
正が可能でなければならないことになっている。線形供給は、ある条件下では、
これらの新しい規格に適合しないことも有り得る。従って、ノイズを生じない動
力信号によって動力を受け、線形動力供給に依存しないような加工物チャックを
提供することは望ましいことである。
じないことが重要である。その結果、従来の熱チャック動力システムは、線形動
力供給を具備し、加熱要素に動力を提供する。しかし、線形供給は極めて低効率
になる傾向がある。実際、それらの動力散逸は、入力電圧に大きく依存する。従
って、入力線路動力が変化し得る条件の下では、かなりの低効率が生じる。さら
に、欧州の線路動力電圧レベルは、米国で用いられているものよりも高いので、
線形供給の動力散逸は、米国におけるよりも大きくなり、結果として、別な供給
とシステム設計または別な動力散逸変動の許容範囲を必要とする。さらに、線形
供給は力率補正ができない。近く実施される欧州規格では、高動力供給は力率補
正が可能でなければならないことになっている。線形供給は、ある条件下では、
これらの新しい規格に適合しないことも有り得る。従って、ノイズを生じない動
力信号によって動力を受け、線形動力供給に依存しないような加工物チャックを
提供することは望ましいことである。
【0012】 (発明の開示) 一態様によると、本発明は温度制御システムおよびワークピースチャックにチ
ャックされた半導体ウェーハ等のワークピースの温度を制御する方法に関し、こ
れらのシステムおよび方法は、ワークピースの温度をより正確かつ効率的に制御
する。ワークピースチャックは上部分を有し、この部分にワークピースを搭載で
きる。上部分はベース等の中間層上に搭載される。この層はチャックの上部分と
、チャックが用いられるウェーハプローブ装置等のホスト装置との間に位置する
。温度制御システムは、ワークピースの温度を制御するためにチャック上部分の
温度を制御する手段と、チャックとホスト装置の間の熱流に影響を及ぼすために
ベースの温度を制御する手段と、を有する。ある実施形態では、ベースの温度は
ベースを循環する流体によって制御される。流体の一部がチャックの上部分にも
循環してチャックの上部分の温度を制御する。ある実施形態では、チャックとホ
スト装置との間の熱流が軽減される。
ャックされた半導体ウェーハ等のワークピースの温度を制御する方法に関し、こ
れらのシステムおよび方法は、ワークピースの温度をより正確かつ効率的に制御
する。ワークピースチャックは上部分を有し、この部分にワークピースを搭載で
きる。上部分はベース等の中間層上に搭載される。この層はチャックの上部分と
、チャックが用いられるウェーハプローブ装置等のホスト装置との間に位置する
。温度制御システムは、ワークピースの温度を制御するためにチャック上部分の
温度を制御する手段と、チャックとホスト装置の間の熱流に影響を及ぼすために
ベースの温度を制御する手段と、を有する。ある実施形態では、ベースの温度は
ベースを循環する流体によって制御される。流体の一部がチャックの上部分にも
循環してチャックの上部分の温度を制御する。ある実施形態では、チャックとホ
スト装置との間の熱流が軽減される。
【0013】 ある実施形態では、本発明の温度制御システムは、流体をワークピースチャッ
クを通して循環させるポンプを有する。このシステムは、流体の一部をチャック
上部分に送ってワークピースの温度を制御する手段と、チャックとホスト装置と
の間の熱流に影響を及ぼすように流体の別の部分をベース中間層に送る手段と、
を有する。
クを通して循環させるポンプを有する。このシステムは、流体の一部をチャック
上部分に送ってワークピースの温度を制御する手段と、チャックとホスト装置と
の間の熱流に影響を及ぼすように流体の別の部分をベース中間層に送る手段と、
を有する。
【0014】 ある実施形態では、温度制御システムは、流体の温度を制御するシステムを有
する。この流体温度制御システムは冷却システムを有する。流体が冷却システム
を通過すると、ポンプによってチャックに押出される前に、冷却される。流体制
御システムは、必要に応じて流体を加熱する一個以上のヒータも有する。流体制
御システムは、多様な流体ルート機能を制御する一個以上のバルブまたはスイッ
チも有する。例えば、流体を加熱しなくてはならない場合、一個以上のバルブを
制御して、流体が冷却システムを迂回するようにするか、一個以上の流体ヒータ
を通過するようにするか、その両方にする。この結果、冷却システムに課される
不必要な負荷が軽減され、多くの動力を軽減できる。流体を冷却したい他の状況
下では、一個以上のバルブを制御して、流体が冷却装置に流れるようにする。
する。この流体温度制御システムは冷却システムを有する。流体が冷却システム
を通過すると、ポンプによってチャックに押出される前に、冷却される。流体制
御システムは、必要に応じて流体を加熱する一個以上のヒータも有する。流体制
御システムは、多様な流体ルート機能を制御する一個以上のバルブまたはスイッ
チも有する。例えば、流体を加熱しなくてはならない場合、一個以上のバルブを
制御して、流体が冷却システムを迂回するようにするか、一個以上の流体ヒータ
を通過するようにするか、その両方にする。この結果、冷却システムに課される
不必要な負荷が軽減され、多くの動力を軽減できる。流体を冷却したい他の状況
下では、一個以上のバルブを制御して、流体が冷却装置に流れるようにする。
【0015】 更にこのバルブを用いて、ワークピースの温度を制御するために流体をチャッ
ク上部分に流すか、チャックとホスト装置との間に熱流バリアを形成するために
ベースに流すか、を制御できる。ある実施形態では、個別に制御可能な2個のフ
ローパスを設ける。ある条件下でこのバルブを制御して流体の一部がチャック上
部分に流れるようにして、ワークピースの温度を制御する。同時に、流体の第二
の部分がベースに流れるようにして、ベースを周囲温度あるいはこれに近い温度
に維持し、これによって熱流がホスト装置との間を行き来することを防ぐ。他の
状況下では、流体全体がベースに流れるようにバルブを制御する。
ク上部分に流すか、チャックとホスト装置との間に熱流バリアを形成するために
ベースに流すか、を制御できる。ある実施形態では、個別に制御可能な2個のフ
ローパスを設ける。ある条件下でこのバルブを制御して流体の一部がチャック上
部分に流れるようにして、ワークピースの温度を制御する。同時に、流体の第二
の部分がベースに流れるようにして、ベースを周囲温度あるいはこれに近い温度
に維持し、これによって熱流がホスト装置との間を行き来することを防ぐ。他の
状況下では、流体全体がベースに流れるようにバルブを制御する。
【0016】 ある実施形態では、両方の流体パスに流体ヒータを設ける。流体ヒータは、流
体の両方の部分の温度を別個に制御できるように、別個に制御可能である。
体の両方の部分の温度を別個に制御できるように、別個に制御可能である。
【0017】 更にこのバルブを使って、システムを循環する流体の量を制御できる。制御可
能バルブによって、ポンプを迂回させることができる。このバルブを作動すると
、ポンプの出口における流体の所定部分が再循環されて入口に戻るので、チャッ
クに到達する流体の量が軽減する。こうして、例えばチャックを加熱する場合に
、循環する流体の量を軽減できる。
能バルブによって、ポンプを迂回させることができる。このバルブを作動すると
、ポンプの出口における流体の所定部分が再循環されて入口に戻るので、チャッ
クに到達する流体の量が軽減する。こうして、例えばチャックを加熱する場合に
、循環する流体の量を軽減できる。
【0018】 本発明の温度制御システムは更に、チャックに一個以上のヒータを設けること
ができる。このヒータのオン、オフを繰り返して、必要に応じてチャックとワー
クピースを加熱する。ある実施形態では、チャックヒータはDC動力供給源によ
って駆動される抵抗要素を有する。ある特定の実施形態では、個別に制御可能な
2個以上の抵抗ヒータを用いることで、効果的な多段階(例えば2段階)チャッ
ク加熱手順を下述のように容易にする。
ができる。このヒータのオン、オフを繰り返して、必要に応じてチャックとワー
クピースを加熱する。ある実施形態では、チャックヒータはDC動力供給源によ
って駆動される抵抗要素を有する。ある特定の実施形態では、個別に制御可能な
2個以上の抵抗ヒータを用いることで、効果的な多段階(例えば2段階)チャッ
ク加熱手順を下述のように容易にする。
【0019】 ある実施形態では、本発明のシステムの効率を改良するために、システムの動
作温度範囲を多数のサブ範囲に効果的に分割する。特定のサブ範囲においてシス
テムが動作することで、システム制御に用いる動作パラメータセットを規定する
。例えば、動作温度範囲を2つのサブ範囲、上方サブ範囲と下方サブ範囲、に分
割する。一方のサブ範囲において設定点を選択すると、特定の条件セットが規定
される。本発明のシステムはこれらの条件を用いてシステム動作パラメータセッ
トを規定し、これらのパラメータを実現するためにシステムの多様な構成物を制
御する。例えば、上方のサブ範囲で動作させたい実施形態において、チャックヒ
ータを用いてチャックを加熱し、全流体をベース付近に流してベースを周囲温度
に保つ。この動作構成を達成するために、バルブを動作させて流体がベースに流
れるようし、必要に応じてヒータを循環させる。
作温度範囲を多数のサブ範囲に効果的に分割する。特定のサブ範囲においてシス
テムが動作することで、システム制御に用いる動作パラメータセットを規定する
。例えば、動作温度範囲を2つのサブ範囲、上方サブ範囲と下方サブ範囲、に分
割する。一方のサブ範囲において設定点を選択すると、特定の条件セットが規定
される。本発明のシステムはこれらの条件を用いてシステム動作パラメータセッ
トを規定し、これらのパラメータを実現するためにシステムの多様な構成物を制
御する。例えば、上方のサブ範囲で動作させたい実施形態において、チャックヒ
ータを用いてチャックを加熱し、全流体をベース付近に流してベースを周囲温度
に保つ。この動作構成を達成するために、バルブを動作させて流体がベースに流
れるようし、必要に応じてヒータを循環させる。
【0020】 本発明の温度制御システムは、更に複数の温度センサを有する。このセンサに
よってシステム中の多様な場所で温度フィードバックを行う。ある実施形態では
、少なくとも1個の温度センサを流体パス中に設けて流体温度をモニタする。チ
ャック上部分に向かう流体パスと、ベースに向かうパスとに温度センサを設けて
、両方のパスの温度を別個にモニタできる。更に、チャックの上部分にセンサを
設けてワークピースの温度をモニタできる。流体温度と、ワークピース温度の両
方をモニタすることで、ワークピース温度制御のための二重ループ制御形式を提
供する。これによって、より正確な温度制御が可能になる。さらにベースと周囲
環境にもセンサを設けることができる。これらのセンサを流体センサと共に用い
ることで、ベース温度の二重ループ制御を可能にして、チャックとホスト装置と
の間の熱流を排除する。
よってシステム中の多様な場所で温度フィードバックを行う。ある実施形態では
、少なくとも1個の温度センサを流体パス中に設けて流体温度をモニタする。チ
ャック上部分に向かう流体パスと、ベースに向かうパスとに温度センサを設けて
、両方のパスの温度を別個にモニタできる。更に、チャックの上部分にセンサを
設けてワークピースの温度をモニタできる。流体温度と、ワークピース温度の両
方をモニタすることで、ワークピース温度制御のための二重ループ制御形式を提
供する。これによって、より正確な温度制御が可能になる。さらにベースと周囲
環境にもセンサを設けることができる。これらのセンサを流体センサと共に用い
ることで、ベース温度の二重ループ制御を可能にして、チャックとホスト装置と
の間の熱流を排除する。
【0021】 他の態様において、本発明は、本発明の温度制御システムを動作させるために
必要な電力と制御を提供する電力および制御システムおよび方法に関する。特に
、本発明のこの態様は、システムヒータを作動させるために必要な電力と、本発
明の温度制御システムにおける多様なバルブや流体ヒータを動作させるために必
要な制御とを提供する電力および制御システムおよび方法に関する。本発明の電
力システムは、ワークピースチャックにチャックされたワークピースを加熱する
少なくとも一個のヒータを有するワークピースチャックに適用できる。電力シス
テムはインターフェイスを有し、このインターフェイスにおいて、電力システム
とワークピースチャックヒータとの間で動力が伝達される。このシステムは更に
、出力動力信号を生成する切替え動力供給部を有し、これはインターフェイスを
介してチャックヒータと接続されて、動力を伝達する。
必要な電力と制御を提供する電力および制御システムおよび方法に関する。特に
、本発明のこの態様は、システムヒータを作動させるために必要な電力と、本発
明の温度制御システムにおける多様なバルブや流体ヒータを動作させるために必
要な制御とを提供する電力および制御システムおよび方法に関する。本発明の電
力システムは、ワークピースチャックにチャックされたワークピースを加熱する
少なくとも一個のヒータを有するワークピースチャックに適用できる。電力シス
テムはインターフェイスを有し、このインターフェイスにおいて、電力システム
とワークピースチャックヒータとの間で動力が伝達される。このシステムは更に
、出力動力信号を生成する切替え動力供給部を有し、これはインターフェイスを
介してチャックヒータと接続されて、動力を伝達する。
【0022】 ある実施形態では、本発明の動力システムは更に、切替え動力供給部から出力
動力信号を受信するフィルタを有する。このフィルタによって信号を濾過して切
替え動力供給ノイズを信号から除去する。この結果、チャックヒータに供給され
る動力信号はノイズをワークピースに結合しない。したがって、非常に正確なワ
ークピース測定が可能となる。
動力信号を受信するフィルタを有する。このフィルタによって信号を濾過して切
替え動力供給ノイズを信号から除去する。この結果、チャックヒータに供給され
る動力信号はノイズをワークピースに結合しない。したがって、非常に正確なワ
ークピース測定が可能となる。
【0023】 ある実施形態では、切替え動力供給部からの出力動力信号を、オン状態とオフ
状態の間を切り替えるように制御できる。オン状態においてヒータに動力信号が
適用され、オフ状態ではヒータに動力が適用されないので、ヒータは切れる。切
替え動力供給部からの出力動力信号は、増幅器にも接続される。この増幅器は出
力動作信号レベルを変化できるように制御可能である。この結果、ヒータに伝達
される動力、つまり、ヒータによって提供される熱を変化できる。
状態の間を切り替えるように制御できる。オン状態においてヒータに動力信号が
適用され、オフ状態ではヒータに動力が適用されないので、ヒータは切れる。切
替え動力供給部からの出力動力信号は、増幅器にも接続される。この増幅器は出
力動作信号レベルを変化できるように制御可能である。この結果、ヒータに伝達
される動力、つまり、ヒータによって提供される熱を変化できる。
【0024】 上述の通り、ある実施形態では、チャックが実際に、ワークピースに熱を供給
するために使用される2個以上の抵抗加熱要素を有することができ、切替え動力
供給部は2個以上の出力動力信号を提供できる。これらの各信号は、それぞれの
加熱要素に接続される。出力動力信号は個別に制御可能なので、加熱要素に供給
される動力を個別に制御できる。この実施形態では、多段階(例えば2段階)加
熱手順を実行してワークピースの温度変化を効率的に制御できるように、加熱要
素と出力信号とを構成することができる。例えば、ワークピースの温度を迅速か
つ大幅に上昇させたい2段階加熱要素構成では、両方の動力出力、つまり両方の
加熱要素を同時に作動させることができる。ワークピースの温度が第一目標閾値
温度を超えて上昇したら、加熱要素の一つをオフし、もう一方の加熱要素を引き
続き用いてワークピースの温度を調整し、所望の最終目標温度にすることができ
る。
するために使用される2個以上の抵抗加熱要素を有することができ、切替え動力
供給部は2個以上の出力動力信号を提供できる。これらの各信号は、それぞれの
加熱要素に接続される。出力動力信号は個別に制御可能なので、加熱要素に供給
される動力を個別に制御できる。この実施形態では、多段階(例えば2段階)加
熱手順を実行してワークピースの温度変化を効率的に制御できるように、加熱要
素と出力信号とを構成することができる。例えば、ワークピースの温度を迅速か
つ大幅に上昇させたい2段階加熱要素構成では、両方の動力出力、つまり両方の
加熱要素を同時に作動させることができる。ワークピースの温度が第一目標閾値
温度を超えて上昇したら、加熱要素の一つをオフし、もう一方の加熱要素を引き
続き用いてワークピースの温度を調整し、所望の最終目標温度にすることができ
る。
【0025】 ある実施形態では、この2段階手順を実行するために、第一の出力動力信号は
オンとオフとを切替え可能であり、他の信号をレベル可変に制御可能な増幅器に
適用する。第一目標温度に温度を上昇させる間は両方のヒータをオンし、目標閾
値温度に達したら、第一ヒータをオフし、第二調整可能ヒータをオンに維持する
。次に、増幅器を制御して、調整可能ヒータに伝達された出力動力信号のレベル
を調整し、ワークピースを最終目標温度まで正確に加熱して、この温度に維持す
る。他の実施形態では、ワークピースが最終温度に達した後も、特にワークピー
スを高温に維持する必要がある場合は、両方のヒータをオンに維持する。更に他
の実施形態では、3個のヒータを用いて2段階加熱処理を実行する。2個のヒー
タは切替え可能であり、1個のヒータは可変である。最終温度では、切替え可能
ヒータの一つをオフし、他の切替え可能ヒータと可変ヒータをオンに維持してワ
ークピースを最終温度に維持する。
オンとオフとを切替え可能であり、他の信号をレベル可変に制御可能な増幅器に
適用する。第一目標温度に温度を上昇させる間は両方のヒータをオンし、目標閾
値温度に達したら、第一ヒータをオフし、第二調整可能ヒータをオンに維持する
。次に、増幅器を制御して、調整可能ヒータに伝達された出力動力信号のレベル
を調整し、ワークピースを最終目標温度まで正確に加熱して、この温度に維持す
る。他の実施形態では、ワークピースが最終温度に達した後も、特にワークピー
スを高温に維持する必要がある場合は、両方のヒータをオンに維持する。更に他
の実施形態では、3個のヒータを用いて2段階加熱処理を実行する。2個のヒー
タは切替え可能であり、1個のヒータは可変である。最終温度では、切替え可能
ヒータの一つをオフし、他の切替え可能ヒータと可変ヒータをオンに維持してワ
ークピースを最終温度に維持する。
【0026】 更に、本発明の電力および制御システムは、本発明の温度制御システムに使用
されるバルブや流体ヒータを制御して、チャックとワークピースの温度を制御す
るための駆動信号を提供する。ある実施形態では、制御信号は中継駆動信号であ
り、この信号は中継器を駆動し、中継器はバルブおよび流体ヒータの動作を制御
する。制御システムは温度センサ、露点警告センサスイッチ、流体レベルスイッ
チから入力を受信し、システムを必要に応じて動作させるためにシステム構成物
を制御するために必要な制御信号を、これらの入力を用いて生成する。
されるバルブや流体ヒータを制御して、チャックとワークピースの温度を制御す
るための駆動信号を提供する。ある実施形態では、制御信号は中継駆動信号であ
り、この信号は中継器を駆動し、中継器はバルブおよび流体ヒータの動作を制御
する。制御システムは温度センサ、露点警告センサスイッチ、流体レベルスイッ
チから入力を受信し、システムを必要に応じて動作させるためにシステム構成物
を制御するために必要な制御信号を、これらの入力を用いて生成する。
【0027】 本発明の温度制御は、従来システムに比べて多くの効果を奏する。例えば、本
発明の動力システムは切替え動力供給部を用いるため、リニア動力供給部を使用
するシステムよりも遥かにエネルギー効率が良い。また、切替え動力供給源は力
率訂正されているので(power-factor corrected)、新しい欧州動力基準を満たし
ている。また、本発明では独自の濾過を用いるので、動力供給出力のノイズは最
小限に抑えられる。温度制御システム自身は更に、従来の温度制御システムと比
べて優る効果を奏する。例えば、チャックの上部分とホスト装置の間にあるベー
スの温度を周囲温度に維持するので、チャックとホスト装置との間の熱流は実質
的に排除される。また、システムの全温度範囲を分割した複数のサブ範囲を用い
ることで、システム効率を改善できる。システムの温度範囲をより小さなサブ範
囲に分割することで、より狭い温度サブ範囲用に注意深く調整された異なる制御
設定を採用できる。また、これによってシステム効率が改善される。
発明の動力システムは切替え動力供給部を用いるため、リニア動力供給部を使用
するシステムよりも遥かにエネルギー効率が良い。また、切替え動力供給源は力
率訂正されているので(power-factor corrected)、新しい欧州動力基準を満たし
ている。また、本発明では独自の濾過を用いるので、動力供給出力のノイズは最
小限に抑えられる。温度制御システム自身は更に、従来の温度制御システムと比
べて優る効果を奏する。例えば、チャックの上部分とホスト装置の間にあるベー
スの温度を周囲温度に維持するので、チャックとホスト装置との間の熱流は実質
的に排除される。また、システムの全温度範囲を分割した複数のサブ範囲を用い
ることで、システム効率を改善できる。システムの温度範囲をより小さなサブ範
囲に分割することで、より狭い温度サブ範囲用に注意深く調整された異なる制御
設定を採用できる。また、これによってシステム効率が改善される。
【0028】 (発明を実施するための最良の形態) 図1は、ワークピースチャック10に関して使用される本発明による温度制御
システム100の1実施形態を示す概略図である。チャック10は、半導体ウェ
ーハなど、平坦な処理中のワークをその上部表面12に保持するために使用がで
き、本願と同一の譲受人に譲渡され、その全部分が参考のため本願に組み込まれ
た、同一出願日(filed on even date)の同時係属特許出願("Workpiece Chuck
”)に記載された形状にすることができる。
システム100の1実施形態を示す概略図である。チャック10は、半導体ウェ
ーハなど、平坦な処理中のワークをその上部表面12に保持するために使用がで
き、本願と同一の譲受人に譲渡され、その全部分が参考のため本願に組み込まれ
た、同一出願日(filed on even date)の同時係属特許出願("Workpiece Chuck
”)に記載された形状にすることができる。
【0029】 ワークに行う処理には、プローバ(prober)装置などのホスト装置を使用した
、所定の温度範囲にわたるウェーハへの電気回路テストを含むことができる。ウ
ェーハの温度循環を実施するために、チャック10は、流体が内部で循環可能な
ヒートシンク14と、ウェーハの加熱に使用可能な電気ヒータ16とを含む。本
発明の温度制御システム100は、チャックの温度を制御し、それにより検査中
のウェーハの温度を制御するために、ヒータ16と、ヒートシンク14を流れる
流体の温度及び流れとを制御する。以下に詳細に説明するように、1実施形態に
おいては、H3とも呼ばれるヒータ16は、実際には2つの抵抗性加熱素子16
A及び16Bを含むことができる。これらの加熱素子はそれぞれ、本発明の電力
及び制御システムによって供給される、それぞれ個別に制御可能な動力信号によ
り駆動される。個々に制御可能な加熱素子16A及び16Bにより、以下に詳細
に説明するような、多段階、例えば2段階のワーク加熱処理を実行することがで
きる。
、所定の温度範囲にわたるウェーハへの電気回路テストを含むことができる。ウ
ェーハの温度循環を実施するために、チャック10は、流体が内部で循環可能な
ヒートシンク14と、ウェーハの加熱に使用可能な電気ヒータ16とを含む。本
発明の温度制御システム100は、チャックの温度を制御し、それにより検査中
のウェーハの温度を制御するために、ヒータ16と、ヒートシンク14を流れる
流体の温度及び流れとを制御する。以下に詳細に説明するように、1実施形態に
おいては、H3とも呼ばれるヒータ16は、実際には2つの抵抗性加熱素子16
A及び16Bを含むことができる。これらの加熱素子はそれぞれ、本発明の電力
及び制御システムによって供給される、それぞれ個別に制御可能な動力信号によ
り駆動される。個々に制御可能な加熱素子16A及び16Bにより、以下に詳細
に説明するような、多段階、例えば2段階のワーク加熱処理を実行することがで
きる。
【0030】 なお、図1において、鎖線及び点線は電気的接続を示し、矢印のついた実線は
、チャックの温度制御に使用される流体またはその流体の冷却に使用される冷媒
などの熱力学媒体の流れを実施するためのラインを示している。
、チャックの温度制御に使用される流体またはその流体の冷却に使用される冷媒
などの熱力学媒体の流れを実施するためのラインを示している。
【0031】 本発明のシステム100は、チャック10の下部を周囲環境温度に維持し、チ
ャック10とホスト装置との間の熱流を防ぐためにも使用可能である。このため
、チャック10は、ベース48に取り付けられた、セラミックの熱及び電気絶縁
プレートで構成できる下部支持部材又はプレート22を含む。1実施形態におい
ては、ベース48は、チャック10を取り付けたホスト装置の一部である。別の
実施形態では、図1に示すように、ベース48はチャックの一部である。ここで
は、ベースをチャック10の一部として説明するが、ベースはホスト装置の一部
でもよい。いずれの場合にも、ベース48の温度が制御され、チャック10とホ
スト装置との間の熱流が制御される。ベース48を流体が循環し、ベースを周囲
温度に維持する。これにより、チャックとホスト装置との間に熱流バリアが形成
される。
ャック10とホスト装置との間の熱流を防ぐためにも使用可能である。このため
、チャック10は、ベース48に取り付けられた、セラミックの熱及び電気絶縁
プレートで構成できる下部支持部材又はプレート22を含む。1実施形態におい
ては、ベース48は、チャック10を取り付けたホスト装置の一部である。別の
実施形態では、図1に示すように、ベース48はチャックの一部である。ここで
は、ベースをチャック10の一部として説明するが、ベースはホスト装置の一部
でもよい。いずれの場合にも、ベース48の温度が制御され、チャック10とホ
スト装置との間の熱流が制御される。ベース48を流体が循環し、ベースを周囲
温度に維持する。これにより、チャックとホスト装置との間に熱流バリアが形成
される。
【0032】 本発明の温度制御システム100は、チャック10に流出入する流体の温度及
び流れを制御する流体温度制御モジュール110を含む。流体は、インレットラ
イン112を介してヒートシンク14に搬入され、リターンライン113を介し
てヒートシンクから流出される。また、流体は別のインレットライン114を介
してベース48に流入し、別のリターンラインによりベースから流出する。2つ
のリターンライン113及び115は単一のリターンライン116に結合し、流
体を流体制御モジュールに戻す。
び流れを制御する流体温度制御モジュール110を含む。流体は、インレットラ
イン112を介してヒートシンク14に搬入され、リターンライン113を介し
てヒートシンクから流出される。また、流体は別のインレットライン114を介
してベース48に流入し、別のリターンラインによりベースから流出する。2つ
のリターンライン113及び115は単一のリターンライン116に結合し、流
体を流体制御モジュールに戻す。
【0033】 本発明のシステム100は、電気コントローラ50及び動力供給源60を含む
ことのできる電力及び制御システムを含む。以下に詳細に説明するように、コン
トローラ50は、システム100の種々の要素から電気入力信号を受信し、必要
に応じてシステム要素に電気制御信号を送り、システム110の要求される温度
制御機能を実行する。動力供給源60は、必要に応じて種々のシステム要素及び
コントローラ50に動力を供給する。
ことのできる電力及び制御システムを含む。以下に詳細に説明するように、コン
トローラ50は、システム100の種々の要素から電気入力信号を受信し、必要
に応じてシステム要素に電気制御信号を送り、システム110の要求される温度
制御機能を実行する。動力供給源60は、必要に応じて種々のシステム要素及び
コントローラ50に動力を供給する。
【0034】 本発明の1実施形態においては、チャック10及び温度制御モジュール110
の様々な位置に配置された一連の温度センサにより、温度フィードバックがコン
トローラ50に与えられる。図1に示される実施形態においては、T1〜T6で
示された6つの温度センサが使用されている。ここで、T1〜T6は、センサ自
体を示すことも、それが示す温度を示すこともでき、どちらを意味するかは文脈
から明らかである。
の様々な位置に配置された一連の温度センサにより、温度フィードバックがコン
トローラ50に与えられる。図1に示される実施形態においては、T1〜T6で
示された6つの温度センサが使用されている。ここで、T1〜T6は、センサ自
体を示すことも、それが示す温度を示すこともでき、どちらを意味するかは文脈
から明らかである。
【0035】 センサT1は、ヒートシンク14またはその付近におけるチャックの温度を示
す、チャック上部表面温度センサである。1実施形態においては、温度テストに
先立ち、較正処理を行って、センサT1における温度とウェーハにおける実際の
温度との差を判定する。較正において、上部表面に置かれたウェーハの温度は、
表面に取り付けられた熱電対や他の温度センサにより、あるいはウェーハの較正
されたダイオードを使用して、又は他の技術によって判断できる。また、センサ
T1とウェーハ表面との温度差を識別する補正係数が生成される。この補正係数
は、次の温度制御処理における調整に使用され、これによりウェーハを所望の温
度に維持する。あるいは、接触または非接触温度センサをウェーハ表面に使用し
てT1温度測定を行うこともできる。この場合は較正の必要がなくなる。この温
度センサは、較正されたダイオードでも、熱電対または他の任意の接触または非
接触センサでもよい。
す、チャック上部表面温度センサである。1実施形態においては、温度テストに
先立ち、較正処理を行って、センサT1における温度とウェーハにおける実際の
温度との差を判定する。較正において、上部表面に置かれたウェーハの温度は、
表面に取り付けられた熱電対や他の温度センサにより、あるいはウェーハの較正
されたダイオードを使用して、又は他の技術によって判断できる。また、センサ
T1とウェーハ表面との温度差を識別する補正係数が生成される。この補正係数
は、次の温度制御処理における調整に使用され、これによりウェーハを所望の温
度に維持する。あるいは、接触または非接触温度センサをウェーハ表面に使用し
てT1温度測定を行うこともできる。この場合は較正の必要がなくなる。この温
度センサは、較正されたダイオードでも、熱電対または他の任意の接触または非
接触センサでもよい。
【0036】 センサT2はベース温度センサであり、ベース48における温度を検出する。
この温度は、チャック10とホスト装置との間の熱流を防ぐべく、周囲温度(T
3)又はこれに近く維持される。センサT3は、環境空気/環境温度センサであ
り、チャック及びホスト装置周辺の環境の周囲温度を検出する。理想的には、ベ
ース48において流体を循環させることにより、T2はできる限りT3に近く維
持され、チャックとホスト装置との間の熱流を防ぐ。
この温度は、チャック10とホスト装置との間の熱流を防ぐべく、周囲温度(T
3)又はこれに近く維持される。センサT3は、環境空気/環境温度センサであ
り、チャック及びホスト装置周辺の環境の周囲温度を検出する。理想的には、ベ
ース48において流体を循環させることにより、T2はできる限りT3に近く維
持され、チャックとホスト装置との間の熱流を防ぐ。
【0037】 センサT4は流体温度センサであり、流体ヒータH1から送られた流体が、ラ
イン112を介してヒートシンク14に、あるいは流体ヒータH2及びライン1
14を介してベース48のいずれかにバルブSV4の状態に応じて流入する前に
、流体の温度を検出する。T4における温度は、流体がヒートシンク14または
ベース48に流入する際の流体温度を制御可能にすべくモニタされている。
イン112を介してヒートシンク14に、あるいは流体ヒータH2及びライン1
14を介してベース48のいずれかにバルブSV4の状態に応じて流入する前に
、流体の温度を検出する。T4における温度は、流体がヒートシンク14または
ベース48に流入する際の流体温度を制御可能にすべくモニタされている。
【0038】 センサT5はベース流体温度センサであり、流体が流体温度制御モジュール1
10からライン114に沿ってチャック10の方向に流れる際の流体の温度を検
出する。T5における温度は、ベース48に入る流体の温度を制御可能にすべく
モニタされ、ベース温度(T2)が周囲温度(T3)付近に維持される。
10からライン114に沿ってチャック10の方向に流れる際の流体の温度を検
出する。T5における温度は、ベース48に入る流体の温度を制御可能にすべく
モニタされ、ベース温度(T2)が周囲温度(T3)付近に維持される。
【0039】 センサT6は戻り流体温度センサであり、リターンライン116に沿ってチャ
ック10から戻る流体の温度を検出する。センサT6は、流体がチャック10に
戻る前に、流体に事前冷却などの熱力学処理が必要か否かを判断するために使用
される。
ック10から戻る流体の温度を検出する。センサT6は、流体がチャック10に
戻る前に、流体に事前冷却などの熱力学処理が必要か否かを判断するために使用
される。
【0040】 上記以外の温度センサ構造を用いて本発明を実行することも可能である。例え
ば、センサT1及びT2をリターン管113及び115に配置することもできる
し、管113,115のいずれか又はいずれにもさらなるセンサを設けてもよい
。
ば、センサT1及びT2をリターン管113及び115に配置することもできる
し、管113,115のいずれか又はいずれにもさらなるセンサを設けてもよい
。
【0041】 温度制御システム100は、必要に応じて循環流体を加熱するための一対の流
体ヒータH1及びH2を含む。ヒータH2は、ベース流体温度制御ヒータであり
、ベース48の方向に流れる流体を加熱する。ヒータH1は、チャック/ベース
流体温度制御ヒータであり、SV4の状態に応じてヒートシンク14又はベース
48のいずれかを循環する流体を加熱する。上述のように、システム100は、
チャック温度制御ヒータ16(H3)をさらに含む。ヒータH3は、チャック1
0内に設けられ、チャック10を直接加熱することによりワークを加熱する。ヒ
ータH3は実際には、個々に制御可能な複数の加熱素子16A及び16Bを含む
ことができる。
体ヒータH1及びH2を含む。ヒータH2は、ベース流体温度制御ヒータであり
、ベース48の方向に流れる流体を加熱する。ヒータH1は、チャック/ベース
流体温度制御ヒータであり、SV4の状態に応じてヒートシンク14又はベース
48のいずれかを循環する流体を加熱する。上述のように、システム100は、
チャック温度制御ヒータ16(H3)をさらに含む。ヒータH3は、チャック1
0内に設けられ、チャック10を直接加熱することによりワークを加熱する。ヒ
ータH3は実際には、個々に制御可能な複数の加熱素子16A及び16Bを含む
ことができる。
【0042】 システム100における流体の流れは、コントローラ50を介して、ポンプ1
20及び一連のバルブにより制御される。ポンプ120は、蒸発器34とそのバ
イパス(側管)の少なくともいずれか、及びアキュムレータ154から流体を受
け、その流体を流体ヒータH1及びH2,さらにヒートシンク14とベース48
の少なくともいずれかに圧力により供給する。
20及び一連のバルブにより制御される。ポンプ120は、蒸発器34とそのバ
イパス(側管)の少なくともいずれか、及びアキュムレータ154から流体を受
け、その流体を流体ヒータH1及びH2,さらにヒートシンク14とベース48
の少なくともいずれかに圧力により供給する。
【0043】 コンデンサ130、蒸発器134、熱膨張バルブ136、コンプレッサ140
及び圧力調整器138が、必要に応じて流体を冷却する、容量制御された冷却処
理を実行するために使用される。以下に説明する特定の所定環境では、ソレノイ
ドバルブSV2及びSV3を使用して、冷却システムを通過する流体を必要に応
じて導き、流体から熱を除去する。別の環境では、SV2及びSV3は、流体が
冷却サイクルの1つ以上の部分を迂回するように流体を導くために使用される。
周囲事前冷却熱交換器135を通過する流体を導くために、周囲事前冷却選択ソ
レノイドバルブSV2が使用される。周囲事前冷却を所望する場合、SV2をオ
ン状態に切り替え、流体を事前冷却熱交換器135を通過するように導く。SV
2が図1に示すようにオフであれば、流体は周囲事前冷却を迂回する。
及び圧力調整器138が、必要に応じて流体を冷却する、容量制御された冷却処
理を実行するために使用される。以下に説明する特定の所定環境では、ソレノイ
ドバルブSV2及びSV3を使用して、冷却システムを通過する流体を必要に応
じて導き、流体から熱を除去する。別の環境では、SV2及びSV3は、流体が
冷却サイクルの1つ以上の部分を迂回するように流体を導くために使用される。
周囲事前冷却熱交換器135を通過する流体を導くために、周囲事前冷却選択ソ
レノイドバルブSV2が使用される。周囲事前冷却を所望する場合、SV2をオ
ン状態に切り替え、流体を事前冷却熱交換器135を通過するように導く。SV
2が図1に示すようにオフであれば、流体は周囲事前冷却を迂回する。
【0044】 流体をさらに冷却したい場合には、流体を蒸発器134を通過するよう向ける
ことができる。蒸発器バイパス選択ソレノイドバルブSV3及び蒸発器バイパス
冷媒流体調量バルブM2を使用して、蒸発器134を通過する流体の流れを制御
する。調量バルブM2は、常にライン142内の所定パーセントの流体が、ソレ
ノイドバルブSV3を迂回して蒸発器134に流入し、冷却されるようにする。
1実施形態においては、この割合は約15%に設定されている。図1に示される
ようにSV3がオフ状態にある場合、ライン142中の全流体が冷却のために蒸
発器に向けられる。SV3がオンであれば、所定パーセント(15%)の流体が
蒸発器134に流入し、残りの流体は蒸発器124を迂回してポンプ120に向
かって流れる。
ことができる。蒸発器バイパス選択ソレノイドバルブSV3及び蒸発器バイパス
冷媒流体調量バルブM2を使用して、蒸発器134を通過する流体の流れを制御
する。調量バルブM2は、常にライン142内の所定パーセントの流体が、ソレ
ノイドバルブSV3を迂回して蒸発器134に流入し、冷却されるようにする。
1実施形態においては、この割合は約15%に設定されている。図1に示される
ようにSV3がオフ状態にある場合、ライン142中の全流体が冷却のために蒸
発器に向けられる。SV3がオンであれば、所定パーセント(15%)の流体が
蒸発器134に流入し、残りの流体は蒸発器124を迂回してポンプ120に向
かって流れる。
【0045】 ポンプ120の出口においてライン144に流れる流体の所定量がヒータH1
に流れ込む。この量は、基板供給流体調量バルブM3によって設定される。1実
施形態においては、M3は、ライン144中の流体の5%がH1を迂回してライ
ン145のH2に向かって流れ、残りの95%がH1に流れるように設定される
。したがって、この実施形態においては、流体の一部は常にベース48に流れ込
み、この部分の温度が制御可能である。
に流れ込む。この量は、基板供給流体調量バルブM3によって設定される。1実
施形態においては、M3は、ライン144中の流体の5%がH1を迂回してライ
ン145のH2に向かって流れ、残りの95%がH1に流れるように設定される
。したがって、この実施形態においては、流体の一部は常にベース48に流れ込
み、この部分の温度が制御可能である。
【0046】 チャックがチャックヒータ16(H3)によって加熱されている場合など、あ
る状況下では、ヒータH1から流出した流体は、ライン147に接続したチャッ
クヒートシンクバイパス選択ソレノイドバルブSV4により、ヒートシンク14
ではなく、ヒータH2及びベース48を通過して流れるよう導かれる。SV4が
オンであれば、H1とH2のいずれから流出した流体も全てベース48を流れる
。一方、図示されるようにSV4がオフであれば、H1から流出した流体は、ヒ
ートシンク14を通過すべく向けられる。
る状況下では、ヒータH1から流出した流体は、ライン147に接続したチャッ
クヒートシンクバイパス選択ソレノイドバルブSV4により、ヒートシンク14
ではなく、ヒータH2及びベース48を通過して流れるよう導かれる。SV4が
オンであれば、H1とH2のいずれから流出した流体も全てベース48を流れる
。一方、図示されるようにSV4がオフであれば、H1から流出した流体は、ヒ
ートシンク14を通過すべく向けられる。
【0047】 本発明のシステム100にはまた、露点センサ150及び露点メータ152が
組み込まれる。露点センサ150は、チャック10の周りの周辺環境の露点を検
出し、検知した露点をあらわす電気信号を発生し露点メータ152に送信する。
もし、露点が特定値を上回った場合露点メータ152は、スイッチを閉じること
により露点警報信号をコントローラ50へ送信できる。霜の形成などの環境要因
による作業素材へのダメージを回避するために、チャックを室温まで加熱するこ
とやシステムの運転を停止することなどの修正活動を行うことができる。
組み込まれる。露点センサ150は、チャック10の周りの周辺環境の露点を検
出し、検知した露点をあらわす電気信号を発生し露点メータ152に送信する。
もし、露点が特定値を上回った場合露点メータ152は、スイッチを閉じること
により露点警報信号をコントローラ50へ送信できる。霜の形成などの環境要因
による作業素材へのダメージを回避するために、チャックを室温まで加熱するこ
とやシステムの運転を停止することなどの修正活動を行うことができる。
【0048】 アキュムレータ154は、チャック10を通じて循環される流体の貯蔵所とし
て働く。アキュムレータは、システムの広い範囲の運転温度における流体の膨張
及び収縮に適応するために十分な流体を保持する。流体のレベルが低いことを示
す信号は、アキュムレータ154によって発生され、ライン149上をコントロ
ーラ50へと送信される。
て働く。アキュムレータは、システムの広い範囲の運転温度における流体の膨張
及び収縮に適応するために十分な流体を保持する。流体のレベルが低いことを示
す信号は、アキュムレータ154によって発生され、ライン149上をコントロ
ーラ50へと送信される。
【0049】 コントローラ50はまた、例えばプローバなどのホストマシンからの入力を、
RS−232インターフェース237を介して受信することができる。RS−2
32インターフェースは、ホストマシンがチャックに新しいチャック温度設定ポ
イントなどの情報を伝達することを可能にする。
RS−232インターフェース237を介して受信することができる。RS−2
32インターフェースは、ホストマシンがチャックに新しいチャック温度設定ポ
イントなどの情報を伝達することを可能にする。
【0050】 本発明の温度制御システム100によって使われる制御ロジックを詳しく説明
する。特定の変数は、システム100の運転と関連され定義される。Tcは、チ ャック10の温度設定ポイントとして定義される。これは、現時点でチャックを
設定したい温度である。TEBは、エバポレータ(蒸発機)バイパス切替え温度で
ある。これは、いくつかの条件下で、Tcと比べられる正の定数である。Tsは、
支持プレート又はベース温度設定ポイントであり、一般的にはおよそT3に等し
い。T3は、周辺空気/環境の温度である。DTcは、チャック温度偏差であり 、これは、チャック温度T1と、チャック温度設定ポイントTcとの差を示す値 であり、すなわちDTc=T1−Tcである。
する。特定の変数は、システム100の運転と関連され定義される。Tcは、チ ャック10の温度設定ポイントとして定義される。これは、現時点でチャックを
設定したい温度である。TEBは、エバポレータ(蒸発機)バイパス切替え温度で
ある。これは、いくつかの条件下で、Tcと比べられる正の定数である。Tsは、
支持プレート又はベース温度設定ポイントであり、一般的にはおよそT3に等し
い。T3は、周辺空気/環境の温度である。DTcは、チャック温度偏差であり 、これは、チャック温度T1と、チャック温度設定ポイントTcとの差を示す値 であり、すなわちDTc=T1−Tcである。
【0051】 DTsは、チャックが定常状態にあると定義される、チャック温度偏差の最大 値であり、一般的には1から5℃の正の定数である。チャック温度は、実際の温
度と設定ポイント(DTc)との差の大きさが小さい時、すなわち、実際の温度 が所望温度よりも少しだけ異なる時に、定常状態にあると考慮される。詳しく言
えば、−DTs<DTc<DTsの条件が満たされた時、チャックは定常状態にあ ると考慮される。
度と設定ポイント(DTc)との差の大きさが小さい時、すなわち、実際の温度 が所望温度よりも少しだけ異なる時に、定常状態にあると考慮される。詳しく言
えば、−DTs<DTc<DTsの条件が満たされた時、チャックは定常状態にあ ると考慮される。
【0052】 本発明のシステムは、チャック及び作業素材の温度を広い温度範囲にわたって
制御する。一つの実施形態では、温度範囲が、下部副範囲及び上部副範囲に効果
的に分割される。下部副範囲では、チャック10及び作業素材の温度は、チャッ
ク10を通じての流体の流れのみにより制御される。チャックヒータ16(H3
)は使われない。これは温度設定ポイントが周辺温度よりも高い時にも当てはま
る。この場合、流体により必要な熱が提供される。上部副範囲では、チャックヒ
ータ16が使われ、チャック10及び作業素材を加熱する。下部副範囲と上部副
範囲との間の境界温度を、ここではTBとして参照する。一つの実施形態では、 TB=+40℃である。したがって、総合温度範囲が、例えば−10℃から+2 00℃の場合、下部副範囲は、−10℃から+39.9℃へわたることができ、
上部副範囲は、+40℃から+200℃へわたることができる。その他の温度副
範囲を選択することもまた可能である。
制御する。一つの実施形態では、温度範囲が、下部副範囲及び上部副範囲に効果
的に分割される。下部副範囲では、チャック10及び作業素材の温度は、チャッ
ク10を通じての流体の流れのみにより制御される。チャックヒータ16(H3
)は使われない。これは温度設定ポイントが周辺温度よりも高い時にも当てはま
る。この場合、流体により必要な熱が提供される。上部副範囲では、チャックヒ
ータ16が使われ、チャック10及び作業素材を加熱する。下部副範囲と上部副
範囲との間の境界温度を、ここではTBとして参照する。一つの実施形態では、 TB=+40℃である。したがって、総合温度範囲が、例えば−10℃から+2 00℃の場合、下部副範囲は、−10℃から+39.9℃へわたることができ、
上部副範囲は、+40℃から+200℃へわたることができる。その他の温度副
範囲を選択することもまた可能である。
【0053】 システム100のロジックの運転を説明するために、システム100の様々な
部品の設定を、その設定が行われる物理的なシステム状態と共に説明する。上述
のように、コンプレッサ140及びコンデンサ130は、冷却システムの一部で
あり、この冷却システムは、本発明によりチャック10を通じて循環される流体
の温度を制御するために制御可能である。コンプレッサ140及びコンデンサフ
ァンは、システム100が運転中はオン状態であり、そうでない時はオフ状態に
なっている。チャック10を通じて流体を循環させるために使われるポンプ12
0もまた、システム100の運転中はオン状態であり、そうでなければオフ状態
である。
部品の設定を、その設定が行われる物理的なシステム状態と共に説明する。上述
のように、コンプレッサ140及びコンデンサ130は、冷却システムの一部で
あり、この冷却システムは、本発明によりチャック10を通じて循環される流体
の温度を制御するために制御可能である。コンプレッサ140及びコンデンサフ
ァンは、システム100が運転中はオン状態であり、そうでない時はオフ状態に
なっている。チャック10を通じて流体を循環させるために使われるポンプ12
0もまた、システム100の運転中はオン状態であり、そうでなければオフ状態
である。
【0054】 チャックを現在の実際のチャックの温度T1から十分に低い設定ポイント温度
に冷却し、システムを定常状態から外すことが望まれる時、すなわちDTc>D Tsであり温度T1がTBよりも大きい時には、流体を予備冷却熱交換器135を
通じて経路を定め、周辺予備冷却を実施するために、バルブSV2がオン状態に
される。そうでなければ、SV2はオフ状態にされ、周辺予備冷却を迂回する。
に冷却し、システムを定常状態から外すことが望まれる時、すなわちDTc>D Tsであり温度T1がTBよりも大きい時には、流体を予備冷却熱交換器135を
通じて経路を定め、周辺予備冷却を実施するために、バルブSV2がオン状態に
される。そうでなければ、SV2はオフ状態にされ、周辺予備冷却を迂回する。
【0055】 上述のように、ソレノイドバルブSV3が図1に示すようにオフ状態の時は、
流体は、冷却されるためにエバポレータ(蒸発機)134に経路を設定される。
SV3がオン状態の時は、流体の大半がヒータH1に経路を設定され、流体が加
熱される。SV3は次の二つの条件のいずれかの下でオン状態にされる。チャッ
クを現在の実際のチャック温度よりも十分に高い温度に加熱し、システムを定常
状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc<−DTsの時に、SV3は
オン状態にされる。その他に、システムが定常状態にあり、すなわち−DTs< DTc<DTsが満たされており、システムを上部温度副範囲、すなわちTc≧TB の範囲で運転することが望まれる時に、SV3はオン状態にされる。そうでなけ
れば、流体を冷却するためにSV3はオフ状態にされる。
流体は、冷却されるためにエバポレータ(蒸発機)134に経路を設定される。
SV3がオン状態の時は、流体の大半がヒータH1に経路を設定され、流体が加
熱される。SV3は次の二つの条件のいずれかの下でオン状態にされる。チャッ
クを現在の実際のチャック温度よりも十分に高い温度に加熱し、システムを定常
状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc<−DTsの時に、SV3は
オン状態にされる。その他に、システムが定常状態にあり、すなわち−DTs< DTc<DTsが満たされており、システムを上部温度副範囲、すなわちTc≧TB の範囲で運転することが望まれる時に、SV3はオン状態にされる。そうでなけ
れば、流体を冷却するためにSV3はオフ状態にされる。
【0056】 上述のように、ソレノイドバルブSV4は、ヒータH1から出てくる流体が、
ヒートシンク14に経路付けられるか、ベース48に経路付けられるかを制御す
る。SV4がオン状態の時は、流体はベース48に経路付けされる。SV4がオ
フ状態の時は、流体は、ヒートシンク14に経路付けされる。SV4は、チャッ
クを現在の実際のチャック温度よりも十分に低い設定ポイント温度に冷却しシス
テムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc>DTsの時以外
の、システムを上部温度副範囲、すなわちTc>TBの状態で運転することが望ま
れる時にオン状態にされる。その他の場合、SV4はオン状態にされる。
ヒートシンク14に経路付けられるか、ベース48に経路付けられるかを制御す
る。SV4がオン状態の時は、流体はベース48に経路付けされる。SV4がオ
フ状態の時は、流体は、ヒートシンク14に経路付けされる。SV4は、チャッ
クを現在の実際のチャック温度よりも十分に低い設定ポイント温度に冷却しシス
テムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc>DTsの時以外
の、システムを上部温度副範囲、すなわちTc>TBの状態で運転することが望ま
れる時にオン状態にされる。その他の場合、SV4はオン状態にされる。
【0057】 ヒータH1及びH2及びH3は、コントローラ50によって実施される比例積
分微分(PID)制御ループにより制御できる。様々な温度センサT1からT6
が、必要な温度フィードバックを提供し、コントローラ50がヒータを制御する
ことを可能にする。コントローラ50は必要に応じ、ヒータをオン状態やオフ状
態にサイクルさせるためのパルス幅変調信号を提供する。
分微分(PID)制御ループにより制御できる。様々な温度センサT1からT6
が、必要な温度フィードバックを提供し、コントローラ50がヒータを制御する
ことを可能にする。コントローラ50は必要に応じ、ヒータをオン状態やオフ状
態にサイクルさせるためのパルス幅変調信号を提供する。
【0058】 ヒータH1は、チャックを現在の実際のチャック温度よりも十分に低い温度に
冷却し、システムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc> DTsの時以外の、システムを下部温度副範囲、すなわちTc<TBの状態で運転 することが望まれる時に、PID制御を介してオン状態にサイクルされ、チャッ
ク温度T1を設定ポイント温度Tcに等しく保持する。ヒータH1はまた、チャ ックを現在の実際の温度よりも十分に低い温度に冷却しシステムを定常状態から
脱させることが望まれる時、すなわちDTc>DTsの時以外の、システムを上部
温度副範囲、すなわちTc≧TBの状態で運転することが望まれる時に、オン状態
にサイクルされ、支持プレート温度T2を周辺空気/環境温度T3に等しく保持
する。ヒータH1は、他の条件下ではオフ状態にされる。
冷却し、システムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわちDTc> DTsの時以外の、システムを下部温度副範囲、すなわちTc<TBの状態で運転 することが望まれる時に、PID制御を介してオン状態にサイクルされ、チャッ
ク温度T1を設定ポイント温度Tcに等しく保持する。ヒータH1はまた、チャ ックを現在の実際の温度よりも十分に低い温度に冷却しシステムを定常状態から
脱させることが望まれる時、すなわちDTc>DTsの時以外の、システムを上部
温度副範囲、すなわちTc≧TBの状態で運転することが望まれる時に、オン状態
にサイクルされ、支持プレート温度T2を周辺空気/環境温度T3に等しく保持
する。ヒータH1は、他の条件下ではオフ状態にされる。
【0059】 ヒータH2は、SV4がオン状態にされ、ヒータ1から出る流体をベース48
を通じて流れるようにする時以外の時に、PID制御を介してオン状態にサイク
ルされ、ベース温度T2を周辺空気/環境温度T3に等しく保持する。この場合
、ヒータH1が、流体の加熱負荷の大半を取り扱う。他の場合では、ヒータH2
はオフ状態にされる。
を通じて流れるようにする時以外の時に、PID制御を介してオン状態にサイク
ルされ、ベース温度T2を周辺空気/環境温度T3に等しく保持する。この場合
、ヒータH1が、流体の加熱負荷の大半を取り扱う。他の場合では、ヒータH2
はオフ状態にされる。
【0060】 チャックヒータH3は、チャックを現在の実際のチャック温度よりも十分に低
い温度に冷却し、システムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわち
DTc>DTsの時以外の、システムを上部温度副範囲、すなわちTc≧TBの状態
で運転することが望まれる時に、PID制御を介してオン状態にサイクルされ、
チャック温度T1を設定ポイント温度Tcと等しい温度に保持する。他の条件下 では、ヒータH3はオフ状態にされる。
い温度に冷却し、システムを定常状態から脱させることが望まれる時、すなわち
DTc>DTsの時以外の、システムを上部温度副範囲、すなわちTc≧TBの状態
で運転することが望まれる時に、PID制御を介してオン状態にサイクルされ、
チャック温度T1を設定ポイント温度Tcと等しい温度に保持する。他の条件下 では、ヒータH3はオフ状態にされる。
【0061】 図2は、本発明の温度制御システムのもう一つの実施形態400を示す概略詳
述ブロック図である。図1に関して上で説明した部品及び制御ロジックは、図2
のそれと下記の部分を除き同一である。図2の実施形態400は、図1に関して
説明した実施形態100とは異なる流体温度制御システム410を使用する。図
2の流体冷却システムは、コンデンサ130とエバポレータ434を含む。循環
流体を冷却するために使われる冷却剤は、コンデンサ130からライン453に
沿って出、膨張バルブ438に入り、エバポレータ434に入る前にその流れを
絞られる。チャック温度制御流体の更なる冷却が望まれない場合は、ソレノイド
バルブSV2を使い周辺予備冷却熱交換機435を迂回することができる。しか
しながら、図1の実施形態において、更なる冷却が必要でない時にエバポレータ
を迂回するために使われたソレノイドバルブSV3は、図2に示す実施形態40
0の流体温度制御システム410には含まれない。その代わりに、更なる流体の
冷却が望まれない場合は、通常は閉じられているソレノイドバルブSV6が閉じ
たままにされ、エバポレータへの冷たい冷却剤を閉鎖し、コンプレッサからの熱
い気体がライン451に沿ってエバポレータ434に供給され、流体への熱を提
供する。一つの実施形態では、この追加の加熱が望まれる時に、オプションであ
る熱気体迂回許可ソレノイドバルブSV5が開けられ、コンプレッサ140から
の熱い気体がエバポレータ434に伝達されることを可能にする。熱気体圧力レ
ギュレータ436が使われ、必要な加熱量に基づき、エバポレータ434へ送ら
れる熱い気体の量を制御する。
述ブロック図である。図1に関して上で説明した部品及び制御ロジックは、図2
のそれと下記の部分を除き同一である。図2の実施形態400は、図1に関して
説明した実施形態100とは異なる流体温度制御システム410を使用する。図
2の流体冷却システムは、コンデンサ130とエバポレータ434を含む。循環
流体を冷却するために使われる冷却剤は、コンデンサ130からライン453に
沿って出、膨張バルブ438に入り、エバポレータ434に入る前にその流れを
絞られる。チャック温度制御流体の更なる冷却が望まれない場合は、ソレノイド
バルブSV2を使い周辺予備冷却熱交換機435を迂回することができる。しか
しながら、図1の実施形態において、更なる冷却が必要でない時にエバポレータ
を迂回するために使われたソレノイドバルブSV3は、図2に示す実施形態40
0の流体温度制御システム410には含まれない。その代わりに、更なる流体の
冷却が望まれない場合は、通常は閉じられているソレノイドバルブSV6が閉じ
たままにされ、エバポレータへの冷たい冷却剤を閉鎖し、コンプレッサからの熱
い気体がライン451に沿ってエバポレータ434に供給され、流体への熱を提
供する。一つの実施形態では、この追加の加熱が望まれる時に、オプションであ
る熱気体迂回許可ソレノイドバルブSV5が開けられ、コンプレッサ140から
の熱い気体がエバポレータ434に伝達されることを可能にする。熱気体圧力レ
ギュレータ436が使われ、必要な加熱量に基づき、エバポレータ434へ送ら
れる熱い気体の量を制御する。
【0062】 したがってSV6は、エバポレータ熱交換機434における冷却能力を調節す
ることにより、流体温度を制御するために使われる。SV6は、コントローラP
IDループを通じて制御され、流体温度を必要に応じた正確さで保持することも
できる。
ることにより、流体温度を制御するために使われる。SV6は、コントローラP
IDループを通じて制御され、流体温度を必要に応じた正確さで保持することも
できる。
【0063】 一つの実施形態では、もう一つのオプションバルブSV7が、コンデンサ13
0とエバポレータ434の間に含まれる。バルブSV7は高速応答計測装置を供
給する。この高速応答計測装置は、一つの実施形態では毛細管439であっても
よい。SV7はまた、PIDループを通じて制御されてもよい。しかしながらS
V7は、低い能力で応答が早い計測装置(毛細管439)を制御するという点で
、SV6とは異なる。この構成が使われる場合は、SV6は例えば、移転の際に
最大能力までエネルギを与えられても良い。そしてSV7は、移転の後SV6が
動力源を断たれている間、設定ポイントを正確に保持するために使われることも
できる。
0とエバポレータ434の間に含まれる。バルブSV7は高速応答計測装置を供
給する。この高速応答計測装置は、一つの実施形態では毛細管439であっても
よい。SV7はまた、PIDループを通じて制御されてもよい。しかしながらS
V7は、低い能力で応答が早い計測装置(毛細管439)を制御するという点で
、SV6とは異なる。この構成が使われる場合は、SV6は例えば、移転の際に
最大能力までエネルギを与えられても良い。そしてSV7は、移転の後SV6が
動力源を断たれている間、設定ポイントを正確に保持するために使われることも
できる。
【0064】 また、図1の温度センサT6が、図2の実施形態からは除去され、もう一つの
温度センサT7が追加されている。センサT7はエバポレータ流体出口温度セン
サである。このセンサは、流体がエバポレータ熱交換器434を出る際の温度を
検知する。T7において検知された温度は、流体冷却副システムの冷却能力を調
節するために使われ、この副システムはコンデンサ130と、コンプレッサ14
0と、エバポレータ434とを含む。
温度センサT7が追加されている。センサT7はエバポレータ流体出口温度セン
サである。このセンサは、流体がエバポレータ熱交換器434を出る際の温度を
検知する。T7において検知された温度は、流体冷却副システムの冷却能力を調
節するために使われ、この副システムはコンデンサ130と、コンプレッサ14
0と、エバポレータ434とを含む。
【0065】 図3は、本発明の電力及び制御システム300の一つの実施形態の概略ブロッ
ク図である。システム300は、上述のように、電源60とコントローラ50と
を含む。システム300は、チャックヒータ16(H3)を運転するために必要
な電力信号と、上述のソレノイドバルブ及び流体ヒータH1及びH2を運転する
ために使われる制御信号とを発生する。チャックヒータ16は、抵抗加熱素子1
6A及び16Bを含む。
ク図である。システム300は、上述のように、電源60とコントローラ50と
を含む。システム300は、チャックヒータ16(H3)を運転するために必要
な電力信号と、上述のソレノイドバルブ及び流体ヒータH1及びH2を運転する
ために使われる制御信号とを発生する。チャックヒータ16は、抵抗加熱素子1
6A及び16Bを含む。
【0066】 電力及び制御システム300の電源60部分は、三つの電源モジュール200
、202、及び204を含むことができ、これらの電源モジュールは、ACライ
ン入力電力を受けとる。本発明では、入力電力は、標準の115VAC、60H
zであってもよく、またはヨーロッパの標準にしたがってもよい。スイッチング
電源モジュール200は、チャックヒータH3を駆動するために使われる主要電
力信号を提供する。上述のように、一つの実施形態では、チャックヒータH3が
実際には二つの抵抗加熱素子16A及び16Bから成り、この抵抗加熱素子の各
々は、別個に制御可能なそれぞれの電力信号によって駆動される。二つのヒータ
16Aと16Bとの使用を可能にするために、スイッチング電源モジュール20
0は、二つのDC出力の集合をライン208及び210に発生させ、H3内の加
熱素子16A及び16Bを駆動する。出力ラインの一つの集合208は、±36
VDCの出力電力出力信号を提供し、出力ライン210は、±48VDCの出力
電力信号を提供する。
、202、及び204を含むことができ、これらの電源モジュールは、ACライ
ン入力電力を受けとる。本発明では、入力電力は、標準の115VAC、60H
zであってもよく、またはヨーロッパの標準にしたがってもよい。スイッチング
電源モジュール200は、チャックヒータH3を駆動するために使われる主要電
力信号を提供する。上述のように、一つの実施形態では、チャックヒータH3が
実際には二つの抵抗加熱素子16A及び16Bから成り、この抵抗加熱素子の各
々は、別個に制御可能なそれぞれの電力信号によって駆動される。二つのヒータ
16Aと16Bとの使用を可能にするために、スイッチング電源モジュール20
0は、二つのDC出力の集合をライン208及び210に発生させ、H3内の加
熱素子16A及び16Bを駆動する。出力ラインの一つの集合208は、±36
VDCの出力電力出力信号を提供し、出力ライン210は、±48VDCの出力
電力信号を提供する。
【0067】 残りの電源モジュール202および204も、スイッチング電源であっても良
い。モジュールの1つ202は、システムの残りにおける論理を駆動するように
+5VDCを供給できる。モジュール202はまた、制御システム50内の増幅
器、フィルタリングおよび他の回路を駆動するように±15VDCをも供給でき
る。この±15VDCはフィルタ201に供給され、制御回路50の線形低ノイ
ズ増幅器216およびローパスフィルタ(LPF)218に供給される前にレギ
ュレータ203によって±12VDCの電圧まで調整される。線形低ノイズ増幅
器216は、この±12VDC信号をフィルタリングするための更なるフィルタ
リング回路217を含む。LPF218もまた、この±12VDCのための更な
るフィルタリングを含む。これらの調整およびフィルタリングはすべて、ノイズ
のないDC電力を増幅器およびLPFに与えて、低ノイズ電力信号を加熱素子1
6Aおよび16Bに与えることができるように用いられる。他の電源モジュール
204は、冷却するためのシステムファンを駆動するために使用され得る+24
VDC信号を発生するために使用できる。
い。モジュールの1つ202は、システムの残りにおける論理を駆動するように
+5VDCを供給できる。モジュール202はまた、制御システム50内の増幅
器、フィルタリングおよび他の回路を駆動するように±15VDCをも供給でき
る。この±15VDCはフィルタ201に供給され、制御回路50の線形低ノイ
ズ増幅器216およびローパスフィルタ(LPF)218に供給される前にレギ
ュレータ203によって±12VDCの電圧まで調整される。線形低ノイズ増幅
器216は、この±12VDC信号をフィルタリングするための更なるフィルタ
リング回路217を含む。LPF218もまた、この±12VDCのための更な
るフィルタリングを含む。これらの調整およびフィルタリングはすべて、ノイズ
のないDC電力を増幅器およびLPFに与えて、低ノイズ電力信号を加熱素子1
6Aおよび16Bに与えることができるように用いられる。他の電源モジュール
204は、冷却するためのシステムファンを駆動するために使用され得る+24
VDC信号を発生するために使用できる。
【0068】 ±36VDCおよび±48VDC信号が、コントローラ50内のフィルタリン
グ回路206に与えられ、スイッチング電源200または他のノイズ源によって
もたらされたノイズを信号から除去する。上述のように、電源200の出力によ
って駆動されるH3内の加熱素子16Aおよび16Bは、回路プローバマシン上
に配置されて回路のテストを行う際にウエハを保持するのに用いられるワークピ
ースチャック内に配置されるのが好適である。この構成において、システムに結
合されるノイズが最小にされるのが重要である。というのは、このようなノイズ
はプローバによって行われているテストを妨害して不正確な結果をもたらす可能
性があるためである。従って、フィルタリング回路206は、プローバによって
行われる回路測定の精度を向上させる上で重要である。
グ回路206に与えられ、スイッチング電源200または他のノイズ源によって
もたらされたノイズを信号から除去する。上述のように、電源200の出力によ
って駆動されるH3内の加熱素子16Aおよび16Bは、回路プローバマシン上
に配置されて回路のテストを行う際にウエハを保持するのに用いられるワークピ
ースチャック内に配置されるのが好適である。この構成において、システムに結
合されるノイズが最小にされるのが重要である。というのは、このようなノイズ
はプローバによって行われているテストを妨害して不正確な結果をもたらす可能
性があるためである。従って、フィルタリング回路206は、プローバによって
行われる回路測定の精度を向上させる上で重要である。
【0069】 フィルタリングされた電源出力は、フィルタ206からライン212および2
14上に供給される。一実施形態では、±36VDCがライン212を介してワ
ークピースチャックにおけるヒータH3の第1の加熱素子16Aに直接供給され
る。さらに、±48VDCがライン214を介して線形低ノイズ増幅器216に
供給され、これが、ヒータH3内の第2の抵抗加熱素子16Bに供給される電圧
レベルを制御する。一実施形態においては、バイポーラまたはダブルエンドDC
電圧がライン207上の線形低ノイズ増幅器216の出力において供給される。
増幅器216から供給される電圧レベルは、0VDCと±42VDCとの間で可
変である。第2の抵抗素子16Bに与えられる電圧のレベルを変化させることに
より、ヒータによって与えられる熱量を変えることができる。このように、増幅
器216からの電圧を制御することにより、ワークピースの温度を制御できる。
14上に供給される。一実施形態では、±36VDCがライン212を介してワ
ークピースチャックにおけるヒータH3の第1の加熱素子16Aに直接供給され
る。さらに、±48VDCがライン214を介して線形低ノイズ増幅器216に
供給され、これが、ヒータH3内の第2の抵抗加熱素子16Bに供給される電圧
レベルを制御する。一実施形態においては、バイポーラまたはダブルエンドDC
電圧がライン207上の線形低ノイズ増幅器216の出力において供給される。
増幅器216から供給される電圧レベルは、0VDCと±42VDCとの間で可
変である。第2の抵抗素子16Bに与えられる電圧のレベルを変化させることに
より、ヒータによって与えられる熱量を変えることができる。このように、増幅
器216からの電圧を制御することにより、ワークピースの温度を制御できる。
【0070】 線形低ノイズ増幅器216からのライン207上の出力レベルは、デジタル−
アナログ(D/A)コンバータ220によって与えられるアナログ信号入力によ
って制御され、このコンバータ220の出力は、中央処理装置(CPU)226
からのデータによって制御される。D/A220からのアナログ信号は、ローパ
スフィルタ218によってフィルタリングされて、能動制御ループ中においては
かなりのものであり得るD/Aスイッチングノイズを信号から除去する。次に信
号は線形低ノイズ増幅器216に渡されて、ヒータH3内の第2の加熱素子16
Bに与えられる信号のレベルを精度よく制御する。ローパスフィルタ218およ
び低ノイズ増幅器216は、D/A220またはCPU226によってもたらさ
れたデジタルスイッチングノイズ等の残留ノイズを信号から実質的にすべて除去
し、クリーンで比較的ノイズのない信号をヒータH3に与える。一実施形態では
、ピークノイズが250μV未満の信号が得られる。
アナログ(D/A)コンバータ220によって与えられるアナログ信号入力によ
って制御され、このコンバータ220の出力は、中央処理装置(CPU)226
からのデータによって制御される。D/A220からのアナログ信号は、ローパ
スフィルタ218によってフィルタリングされて、能動制御ループ中においては
かなりのものであり得るD/Aスイッチングノイズを信号から除去する。次に信
号は線形低ノイズ増幅器216に渡されて、ヒータH3内の第2の加熱素子16
Bに与えられる信号のレベルを精度よく制御する。ローパスフィルタ218およ
び低ノイズ増幅器216は、D/A220またはCPU226によってもたらさ
れたデジタルスイッチングノイズ等の残留ノイズを信号から実質的にすべて除去
し、クリーンで比較的ノイズのない信号をヒータH3に与える。一実施形態では
、ピークノイズが250μV未満の信号が得られる。
【0071】 本発明の電力システムはまた、フィルタ206からの±48VDC出力に加え
られる制御可能なプリロード222を含む。CPU226は、制御ライン224
を介してプリロード222の適用を制御する。プリロード222は線形低ノイズ
増幅器216からの出力が比較的低レベルに設定されるような状況で加えられる
。この状況でプリロードがなければ、スイッチング電源200は比較的軽い負荷
のもとで動作し、過剰なノイズを発生してしまう傾向がある。プリロード222
を加えることにより、スイッチング電源200は負荷をかけられ、発生するノイ
ズ量が低減される。
られる制御可能なプリロード222を含む。CPU226は、制御ライン224
を介してプリロード222の適用を制御する。プリロード222は線形低ノイズ
増幅器216からの出力が比較的低レベルに設定されるような状況で加えられる
。この状況でプリロードがなければ、スイッチング電源200は比較的軽い負荷
のもとで動作し、過剰なノイズを発生してしまう傾向がある。プリロード222
を加えることにより、スイッチング電源200は負荷をかけられ、発生するノイ
ズ量が低減される。
【0072】 CPU226はまた、制御信号をライン227を介して継電器ドライバ244
に供給する。継電器ドライバ244は、本発明の温度制御システム100内のヒ
ータH1およびH2ならびにソレノイドバルブの動作を制御する継電器に適切な
信号を供給する。この継電器は、例えば、半導体継電器であっても良い。CPU
はまた、IEEE488インタフェース236およびRS−232インタフェー
ス237を含んでも良く、これを介して、CPU226は回路プローバ等のホス
トマシンと通信できる。CPUは、ホストマシンからRS−232インタフェー
ス237を介してワークピース温度設定点等の入力を受けることができる。CP
U226はまた、関連のメモリ242を含み、これは本発明の機能を実行するの
に必要な命令およびデータを記憶するROMおよびRAMを含んでもよい。CP
Uはまた、キーボード238およびディスプレイ240を含んでも良いユーザイ
ンタフェースを含む。
に供給する。継電器ドライバ244は、本発明の温度制御システム100内のヒ
ータH1およびH2ならびにソレノイドバルブの動作を制御する継電器に適切な
信号を供給する。この継電器は、例えば、半導体継電器であっても良い。CPU
はまた、IEEE488インタフェース236およびRS−232インタフェー
ス237を含んでも良く、これを介して、CPU226は回路プローバ等のホス
トマシンと通信できる。CPUは、ホストマシンからRS−232インタフェー
ス237を介してワークピース温度設定点等の入力を受けることができる。CP
U226はまた、関連のメモリ242を含み、これは本発明の機能を実行するの
に必要な命令およびデータを記憶するROMおよびRAMを含んでもよい。CP
Uはまた、キーボード238およびディスプレイ240を含んでも良いユーザイ
ンタフェースを含む。
【0073】 CPU226はまた、スイッチング電源200に制御ライン230を、さらに
、フィルタ206に制御ライン228を与える。制御ライン230は、±36お
よび±48VDC出力電力信号をONおよびOFFに選択的に切り替えるのに使
用される。使用されないときには、電力信号のうちの一方または両方がOFFに
されて、スイッチング電源200によってもたらされるノイズの量およびシステ
ムの電力消費を低減するようにしても良い。
、フィルタ206に制御ライン228を与える。制御ライン230は、±36お
よび±48VDC出力電力信号をONおよびOFFに選択的に切り替えるのに使
用される。使用されないときには、電力信号のうちの一方または両方がOFFに
されて、スイッチング電源200によってもたらされるノイズの量およびシステ
ムの電力消費を低減するようにしても良い。
【0074】 一実施形態においては、制御ライン230は、少なくとも1つの出力電力信号
、好適には±36VDC信号をONおよびOFFに切り替えるために使用され得
る。制御信号230は1つ以上の継電器を開および閉状態の間で切り替えるのに
使用される。継電器が開状態であれば、対応する出力電力信号がOFFにされる
。継電器が閉状態であれば、出力はONにされる。一実施形態では、フィルタ2
06への制御ライン228を使用して、フィルタ回路206内の継電器を制御す
ることによって、ライン212および214上の出力電力信号をONおよびOF
F状態の間で切り替える。
、好適には±36VDC信号をONおよびOFFに切り替えるために使用され得
る。制御信号230は1つ以上の継電器を開および閉状態の間で切り替えるのに
使用される。継電器が開状態であれば、対応する出力電力信号がOFFにされる
。継電器が閉状態であれば、出力はONにされる。一実施形態では、フィルタ2
06への制御ライン228を使用して、フィルタ回路206内の継電器を制御す
ることによって、ライン212および214上の出力電力信号をONおよびOF
F状態の間で切り替える。
【0075】 CPU226は、温度センサT1ないしT6、露点センサアラームスイッチ1
52およびアキュムレータ低流体レベルスイッチからのシステム入力を受ける。
これらのセンサおよびスイッチの出力は、ライン234を介してコントローラ5
0によって受け取られ、これらのラインがセンサ出力をA/Dコンバータ232
に与える。A/Dコンバータ232は信号をデジタル信号に変換し、これがライ
ン235を介してCPU226に転送される。メモリ242に記憶された命令の
制御下で動作するCPU226は、これらの種々の入力とともに、温度設定点等
のユーザまたはホストマシンからの情報を処理し、上述のシステム論理に従って
適切な制御信号を発生して、必要に応じてワークピースの温度を制御する。CP
U226によって発生された制御信号は、ヒータ電力信号をONおよびOFFに
するライン228および230上の信号、線形低ノイズ増幅器216によって出
力される信号のレベルを制御するD/Aコンバータ220への信号、ライン22
4上のプリロード制御信号、および継電器制御ライン227を含む。
52およびアキュムレータ低流体レベルスイッチからのシステム入力を受ける。
これらのセンサおよびスイッチの出力は、ライン234を介してコントローラ5
0によって受け取られ、これらのラインがセンサ出力をA/Dコンバータ232
に与える。A/Dコンバータ232は信号をデジタル信号に変換し、これがライ
ン235を介してCPU226に転送される。メモリ242に記憶された命令の
制御下で動作するCPU226は、これらの種々の入力とともに、温度設定点等
のユーザまたはホストマシンからの情報を処理し、上述のシステム論理に従って
適切な制御信号を発生して、必要に応じてワークピースの温度を制御する。CP
U226によって発生された制御信号は、ヒータ電力信号をONおよびOFFに
するライン228および230上の信号、線形低ノイズ増幅器216によって出
力される信号のレベルを制御するD/Aコンバータ220への信号、ライン22
4上のプリロード制御信号、および継電器制御ライン227を含む。
【0076】 一実施形態において、H3内の加熱素子の一つ16Aは、フィルタ206から
ライン212を介して±36VDC出力信号を受ける。この実施形態において、
第2の抵抗加熱素子16Bは、線形低ノイズ増幅器216からの制御可能な±4
2VDC信号を受ける。±36VDC信号は、制御ライン230および/または
228を介してONおよびOFFにすることが可能であり、それにより、第1の
抵抗加熱素子16AをONおよびOFFにする。上述のように、ライン207上
の第2の抵抗加熱素子16Bへの電圧レベルは、CPU226、D/Aコンバー
タ220、および増幅器216を介して制御できる。ライン207上の電圧信号
を変えることにより、第2の抵抗加熱素子16Bによって与えられる熱を変える
ことができる。一実施形態では、この構成により、2段階のチャック加熱プロセ
スを可能にする。これは、ワークピースをその現在の温度よりもかなり高い温度
まで加熱するのが望ましい場合は特に、一段階の加熱プロセスを含む従来のシス
テムと比較して、本発明のシステムをはるかに効率的なものとする。これは、例
えば、温度サイクリング中にワークピースの現在の温度よりもはるかに高い温度
に温度設定点が変更される場合に当てはまる。
ライン212を介して±36VDC出力信号を受ける。この実施形態において、
第2の抵抗加熱素子16Bは、線形低ノイズ増幅器216からの制御可能な±4
2VDC信号を受ける。±36VDC信号は、制御ライン230および/または
228を介してONおよびOFFにすることが可能であり、それにより、第1の
抵抗加熱素子16AをONおよびOFFにする。上述のように、ライン207上
の第2の抵抗加熱素子16Bへの電圧レベルは、CPU226、D/Aコンバー
タ220、および増幅器216を介して制御できる。ライン207上の電圧信号
を変えることにより、第2の抵抗加熱素子16Bによって与えられる熱を変える
ことができる。一実施形態では、この構成により、2段階のチャック加熱プロセ
スを可能にする。これは、ワークピースをその現在の温度よりもかなり高い温度
まで加熱するのが望ましい場合は特に、一段階の加熱プロセスを含む従来のシス
テムと比較して、本発明のシステムをはるかに効率的なものとする。これは、例
えば、温度サイクリング中にワークピースの現在の温度よりもはるかに高い温度
に温度設定点が変更される場合に当てはまる。
【0077】 これらの状況において、この2段階の手順の第1段階で、ヒータH3内の抵抗
加熱素子16Aおよび16Bの双方がONにされ、ライン207を介して第2の
抵抗加熱素子16Bに与えられる電圧レベルがその最大値に調整される。ワーク
ピースの温度が第1の予め設定されたターゲットしきい値温度に達すると、ライ
ン212上の±36VDC信号をOFFにすることによって、第1の抵抗加熱素
子16AをOFFにすることができる。これは、制御ライン230および/また
は228を介して達成できる。次に、ライン207を介して第2の抵抗加熱素子
16Bに与えられる電圧レベルを、ワークピースの温度が所望の最終設定点ター
ゲット温度にもたらされるように制御する。この制御は、CPU226がライン
235上の入力をうけ、適切な信号を増幅器216に与えて、ワークピースをタ
ーゲット温度にもたらすことによって達成される。別の実施形態では、ワークピ
ースが高い温度で維持されているときなど、熱量が比較的多く必要な場合には、
加熱素子16Aおよび16Bの双方を、ワークピースが最終温度に達した後もO
Nのままにしておいてもよい。
加熱素子16Aおよび16Bの双方がONにされ、ライン207を介して第2の
抵抗加熱素子16Bに与えられる電圧レベルがその最大値に調整される。ワーク
ピースの温度が第1の予め設定されたターゲットしきい値温度に達すると、ライ
ン212上の±36VDC信号をOFFにすることによって、第1の抵抗加熱素
子16AをOFFにすることができる。これは、制御ライン230および/また
は228を介して達成できる。次に、ライン207を介して第2の抵抗加熱素子
16Bに与えられる電圧レベルを、ワークピースの温度が所望の最終設定点ター
ゲット温度にもたらされるように制御する。この制御は、CPU226がライン
235上の入力をうけ、適切な信号を増幅器216に与えて、ワークピースをタ
ーゲット温度にもたらすことによって達成される。別の実施形態では、ワークピ
ースが高い温度で維持されているときなど、熱量が比較的多く必要な場合には、
加熱素子16Aおよび16Bの双方を、ワークピースが最終温度に達した後もO
Nのままにしておいてもよい。
【0078】 更に別の実施形態では、チャックヒータ16(H3)は、2つの切替可能素子
および1つの可変素子を含む3つの抵抗加熱素子を含んでも良い。ワークピース
が加熱されているとき、3つの加熱素子すべてがONにされ得る。最終温度に達
すると、切替可能ヒータのうちの1つはOFFにされてもよいが、他方の切替可
能ヒータおよび可変ヒータはONのままとされ、ワークピースを最終温度に維持
する。
および1つの可変素子を含む3つの抵抗加熱素子を含んでも良い。ワークピース
が加熱されているとき、3つの加熱素子すべてがONにされ得る。最終温度に達
すると、切替可能ヒータのうちの1つはOFFにされてもよいが、他方の切替可
能ヒータおよび可変ヒータはONのままとされ、ワークピースを最終温度に維持
する。
【0079】 図4は、本発明のフィルタ206の一実施形態の概略ブロック図である。図4
に示されるように、フィルタ206はライン208を介して±36VDC入力を
受ける。具体的には、+36VDCをライン208Aを介して受け、−36VD
Cをライン208Bを介して受ける。さらに、±48VDC信号をライン210
を介して受ける。すなわち、+48VDCをライン210Aを介して受け、−4
8VDCをライン210Bを介して受ける。
に示されるように、フィルタ206はライン208を介して±36VDC入力を
受ける。具体的には、+36VDCをライン208Aを介して受け、−36VD
Cをライン208Bを介して受ける。さらに、±48VDC信号をライン210
を介して受ける。すなわち、+48VDCをライン210Aを介して受け、−4
8VDCをライン210Bを介して受ける。
【0080】 スイッチング電源ノイズを除去するために、各出力信号が一連のフィルタに与
えられる。図4に示される実施形態では、各信号がまず受動フィルタネットワー
ク302に与えられ、次に能動フィルタ段300に与えられる。次に、第2の受
動フィルタ段304が信号を受信し、結果として得られるフィルタリングされた
DC信号を継電器306へと送る。継電器306A−306Dは、CPU226
から制御ライン228A−228Dによって制御可能である。各出力電力信号は
、そのそれぞれの継電器306が制御ライン228を介して閉じているときには
、フィルタ206から出るようにされる。±36VDC信号は、ライン212を
介してヒータH3の第1の加熱素子へと送られる。すなわち、+36VDCはラ
イン212Aを介して、−36VDCはライン212Bを介して送られる。±4
8VDC信号はライン214を介して線形低ノイズ増幅器216へと送られる。
すなわち、+48VDCはライン214Aを介して増幅器216へ、−48VD
Cはライン214Bを介して増幅器216へと送られる。
えられる。図4に示される実施形態では、各信号がまず受動フィルタネットワー
ク302に与えられ、次に能動フィルタ段300に与えられる。次に、第2の受
動フィルタ段304が信号を受信し、結果として得られるフィルタリングされた
DC信号を継電器306へと送る。継電器306A−306Dは、CPU226
から制御ライン228A−228Dによって制御可能である。各出力電力信号は
、そのそれぞれの継電器306が制御ライン228を介して閉じているときには
、フィルタ206から出るようにされる。±36VDC信号は、ライン212を
介してヒータH3の第1の加熱素子へと送られる。すなわち、+36VDCはラ
イン212Aを介して、−36VDCはライン212Bを介して送られる。±4
8VDC信号はライン214を介して線形低ノイズ増幅器216へと送られる。
すなわち、+48VDCはライン214Aを介して増幅器216へ、−48VD
Cはライン214Bを介して増幅器216へと送られる。
【0081】 一連のフィルタ302、300、および304は、スイッチング電源200か
らの出力信号からスイッチングノイズを除去する。その結果、フィルタ206か
らの信号を、ワークピースおよびワークピーステストを行うマシンに対してスイ
ッチング電源ノイズを結合させることなく、ワークピースチャック内のヒータに
与えることができる。
らの出力信号からスイッチングノイズを除去する。その結果、フィルタ206か
らの信号を、ワークピースおよびワークピーステストを行うマシンに対してスイ
ッチング電源ノイズを結合させることなく、ワークピースチャック内のヒータに
与えることができる。
【0082】 本発明を具体的に示し、その好適な実施形態を参照して説明したが、以下の請
求の範囲で定義される本発明の範囲および精神から逸脱することなく、その形態
および詳細において種々の変更が可能であることが当業者には理解されるであろ
う。
求の範囲で定義される本発明の範囲および精神から逸脱することなく、その形態
および詳細において種々の変更が可能であることが当業者には理解されるであろ
う。
【0083】 本発明の上記及び他の目的、特徴及び効果は、添付の図面に例示されるような
、本発明の好ましい実施形態のより特定的な以下の記載により明らかである。図
面は必ずしも一定の縮小率ではなく、本発明の原理を例示するために強調されて
いる。
、本発明の好ましい実施形態のより特定的な以下の記載により明らかである。図
面は必ずしも一定の縮小率ではなく、本発明の原理を例示するために強調されて
いる。
【図1】 本発明の温度制御システムの1実施形態を示す概略詳細ブロック
図である。
図である。
【図2】 本発明の温度制御システムの別の実施形態を示す概略詳細ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】 本発明の電力及び制御回路の1実施形態を示す概略ブロック図で
ある。
ある。
【図4】 本発明による電気ノイズフィルタの1実施形態の概略ブロック図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G003 AA07 AA10 AB01 AC01 AD01 AG04 AH07 AH09 4M106 AA01 BA01 CA60 CA62 DD30 DJ02 DJ40 5F031 CA02 HA37 HA38 JA46
Claims (49)
- 【請求項1】 ワークピースチャックの温度制御システムであって、前記ワ
ークピースチャックはワークピースが設置される上部分を有し、前記上部分は前
記上部分とホスト装置との間に位置するベースの上方に設置される、温度制御シ
ステムにおいて、 流体を循環させるポンプと、 前記ポンプに接続され、前記ベースの温度を制御することで前記チャックと前
記ホスト装置との間の熱流に影響を及ぼすよう前記ベース内に前記流体を循環さ
せる第一の流体輸送手段と、 前記ポンプに接続され、前記ワークピースの温度を制御するよう前記ワークピ
ースチャックの前記上部分内に前記流体を循環させる第二の流体輸送手段と、を
有する温度制御システム。 - 【請求項2】 請求項1に記載の温度制御システムにおいて、 前記ベースが前記ワークピースの一部であることを特徴とする温度制御システ
ム。 - 【請求項3】 請求項1に記載の温度制御システムにおいて、 前記ベースが前記ホスト装置の一部であることを特徴とする温度制御システム
。 - 【請求項4】 請求項1に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記ワークピースチャック内に位置し、前記ワークピースチャックの前記上部
分を加熱するヒータを有する温度制御システム。 - 【請求項5】 請求項1に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体の温度を制御する手段を有する温度制御システム。
- 【請求項6】 請求項5に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が前記流体に連結した冷却システムを有することを特徴
とする温度制御システム。 - 【請求項7】 請求項6に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体が前記冷却システムを少なくとも部分的に迂回するよう切り換える手
段を有する温度制御システム。 - 【請求項8】 請求項6に記載の温度制御システムにおいて、 前記冷却システムが、第一の熱交換器からの高温ガスを第二の熱交換器に連結
することで前記流体を加熱する手段を有することを特徴とする温度制御システム
。 - 【請求項9】 請求項5に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体を加熱する流体ヒータを有することを特徴
とする温度制御システム。 - 【請求項10】 請求項9に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体が前記流体ヒータを少なくとも部分的に迂回するよう切り換える手段
を有する温度制御システム。 - 【請求項11】 請求項9に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体を加熱する第二の流体ヒータを有すること
を特徴とする温度制御システム。 - 【請求項12】 請求項10に記載の温度制御システムにおいて、 前記第一の流体ヒータが、前記ワークピースチャックの前記上部分を循環する
前記流体を加熱することを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項13】 請求項10に記載の温度制御システムにおいて、 前記第一および第二の流体ヒータのうちの少なくとも一方が、前記ベースを循
環する前記流体を加熱することを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項14】 請求項10に記載の温度制御システムにおいて、 前記第一および第二の流体ヒータが、前記ベースを循環する前記流体を加熱す
ることを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項15】 請求項1に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体を前記第一の流体輸送手段と前記第二の流体輸送手段との間で切り換
える手段を有する温度制御システム。 - 【請求項16】 請求項1に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体の温度を感知する第一の温度センサと、前記ワークピースチャックの
温度を感知する第二の温度センサと、を有し、 前記第一および第二の温度センサが前記ワークピースチャックの温度を制御す
る際に使用されることを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項17】 請求項1に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体の温度を感知する第一の温度センサと、 前記ワークピースチャックの前記上部分の温度を感知する第二の温度センサで
あって、前記第一および第二の温度センサが前記ワークピースチャックの前記上
部分の温度を制御する際に使用される、第二の温度センサと、 前記ベースの温度を感知する第三の温度センサであって、前記第一および第三
の温度センサが前記ベースの温度を制御する際に使用される、第三の温度センサ
と、を有する温度制御システム。 - 【請求項18】 ワークピースチャックの温度制御システムであって、前記
ワークピースチャックはワークピースが設置される上部分と、前記上部分の下部
に装着された中間層とを有する、温度制御システムにおいて、 前記ワークピースの温度を制御するよう前記ワークピースチャックの前記上部
分の温度を制御する手段と、 前記チャックと前記チャックが設置されるホスト装置との間の熱流に影響を及
ぼすよう前記中間層の温度を制御する手段と、を有する温度制御システム。 - 【請求項19】 請求項18に記載の温度制御システムにおいて、 前記中間層は、前記ワークピースチャックを前記ホスト装置に設置させる、前
記ワークピースチャックのベースであることを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項20】 請求項18に記載の温度制御システムにおいて、前記中間
層温度制御手段は、 流体をポンプするポンプと、 前記ポンプに接続され、少なくとも前記流体の一部分を前記中間層内に循環さ
せる流体輸送手段と、を有することを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項21】 請求項20に記載の温度制御システムにおいて、 前記中間層温度制御手段が、前記流体の温度を制御する手段を含むことを特徴
とする温度制御システム。 - 【請求項22】 請求項21に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体に連結された冷却システムを含むことを特
徴とする温度制御システム。 - 【請求項23】 請求項22に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体が前記冷却システムを少なくとも部分的に迂回するよう切り換える手
段を有する温度制御システム。 - 【請求項24】 請求項22に記載の温度制御システムにおいて、 前記冷却システムが、第一の熱交換器からの高温ガスを第二の熱交換器に連結
することで前記流体を加熱する手段を有することを特徴とする温度制御システム
。 - 【請求項25】 請求項21に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体を加熱する流体ヒータを有することを特徴
とする温度制御システム。 - 【請求項26】 請求項25に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体が前記流体ヒータを少なくとも部分的に迂回するよう切り換える手段
を有する温度制御システム。 - 【請求項27】 請求項20に記載の温度制御システムにおいて、前記チャ
ック上部分の温度制御手段は、 前記ポンプに接続され、少なくとも前記流体の第二の部分を前記チャック上部
分内に循環させる第二の流体輸送手段と、 前記流体の温度を制御する手段と、を有することを特徴とする温度制御システ
ム。 - 【請求項28】 請求項27に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体に連結された冷却システムを含むことを特
徴とする温度制御システム。 - 【請求項29】 請求項28に記載の温度制御システムにおいてさらに、 前記流体が前記冷却システムを少なくとも部分的に迂回するよう切り換える手
段を有する温度制御システム。 - 【請求項30】 請求項27に記載の温度制御システムにおいて、 前記冷却システムが、第一の熱交換器からの高温ガスを第二の熱交換器に連結
することで前記流体を加熱する手段を有することを特徴とする温度制御システム
。 - 【請求項31】 請求項27に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体温度制御手段が、前記流体を加熱する流体ヒータを有することを特徴
とする温度制御システム。 - 【請求項32】 請求項18に記載の温度制御システムにおいて、前記ワー
クピースチャック上部分の温度制御手段は、 流体をポンプするポンプと、 前記ポンプに接続され、前記流体の一部分を前記ワークピースチャック上部分
内に循環させる流体輸送手段と、を有することを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項33】 請求項18に記載の温度制御システムにおいて、 前記ワークピースチャック上部分の温度制御手段が、前記ワークピースチャッ
ク上部分内に位置するヒータを含むことを特徴とする温度制御システム。 - 【請求項34】 ワークピースチャックの温度制御方法であって、前記ワー
クピースチャックはワークピースが設置される上部分を有し、前記上部分は前記
上部分とホスト装置との間に位置するベースの上方に設置される、温度制御方法
において、 前記ベースの温度を制御することで前記ワークピースチャックと前記ホスト装
置との間の熱流に影響を及ぼすよう、前記ベース内に流体を循環させるステップ
と、 前記ワークピースチャックの前記上部の温度を制御するよう、前記ワークピー
スチャックの前記上部分内に前記流体の一部分を循環させるステップと、を有す
る方法。 - 【請求項35】 請求項34に記載の方法においてさらに、 前記流体の温度を制御するステップを有する方法。
- 【請求項36】 請求項35に記載の方法において、 前記流体の温度を制御するステップが、前記流体を冷却する冷却システムを設
けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項37】 請求項36に記載の方法においてさらに、 前記流体が前記冷却システムを少なくとも部分的に迂回するよう切り換えるス
テップを有する方法。 - 【請求項38】 請求項36に記載の方法においてさらに、 前記冷却システムの第一の熱交換器からの高温ガスを前記冷却システムの第二
の熱交換器に連結することで前記流体を加熱するステップを有することを特徴と
する方法。 - 【請求項39】 請求項35に記載の温度制御システムにおいて、 前記流体の温度を制御するステップが、前記流体を加熱する少なくとも一つの
流体ヒータを設けるステップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項40】 請求項39に記載の方法においてさらに、 前記流体が前記少なくとも一つの流体ヒータを少なくとも部分的に迂回するよ
う切り換えるステップを有する方法。 - 【請求項41】 請求項39に記載の方法において、 第一の流体ヒータおよび第二の流体ヒータのうちの少なくとも一方が、前記ベ
ース内を循環する前記流体を加熱することを特徴とする方法。 - 【請求項42】 請求項39に記載の方法において、 第一の流体ヒータおよび第二の流体ヒータが、前記ベース内を循環する前記流
体を加熱することを特徴とする方法。 - 【請求項43】 請求項34に記載の方法においてさらに、 前記流体を前記ワークピース上部分と前記ベースとの間で切り換えるステップ
を有する方法。 - 【請求項44】 請求項34に記載の方法においてさらに、 前記流体の温度を感知するステップと、 前記ワークピースチャックの温度を感知するステップと、 前記ワークピースチャックの温度を制御する際に、前記感知した流体温度と前
記感知したワークピースチャック温度とを使用するステップと、を有する方法。 - 【請求項45】 請求項34に記載の方法においてさらに、 前記流体の温度を感知するステップと、 前記ワークピースチャック上部分の温度を感知するステップと、 前記ベースの温度を感知するステップと、 前記ワークピースチャックの前記上部分の温度を制御する際に、前記感知した
流体温度と前記感知したワークピースチャック上部分温度とを使用するステップ
と、 前記ベースの温度を制御する際に、前記感知した流体温度と前記感知したベー
ス温度とを使用するステップと、を有する方法。 - 【請求項46】 請求項34に記載の方法においてさらに、 前記ワークピースチャックの前記上部分を加熱するヒータを前記ワークピース
チャック内に設けるステップを有する方法。 - 【請求項47】 ワークピースチャックの温度制御方法であって、前記ワー
クピースチャックはワークピースが設置される上部分と、前記上部分の下部に装
着された中間層とを有する、温度制御方法において、 前記ワークピースの温度を制御するよう前記ワークピースチャックの前記上部
分の温度を制御するステップと、 前記ワークピースチャックと前記ホスト装置との間の熱流に影響を及ぼすよう
前記中間層の温度を制御するステップと、を有する方法。 - 【請求項48】 請求項47に記載の方法において、 前記中間層が、前記ワークピースチャックを前記ホスト装置に設置させる、前
記ワークピースチャックのベースであることを特徴とする方法。 - 【請求項49】 請求項47に記載の方法においてさらに、 前記ワークピースチャックの前記上部分を加熱するヒータを前記ワークピース
チャック内に設けるステップを有する方法。
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