JP2007157169A - Flow control system of cooling water supply device in semiconductor manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システムに関し、さらに詳細には、所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部に選択的に冷却水を循環して供給する半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システムに関する。 The present invention relates to a flow rate control system for a cooling water supply apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus, and more specifically, selectively supplies a circulating water to a part or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system. The present invention relates to a flow rate control system for a cooling water supply device in a semiconductor manufacturing apparatus.
通常、冷却水供給装置において、設定流量の冷却水を供給するには、流量計によって冷却水の流量を計測し、作業者がニードル弁を開閉することで調整していた。なお、ニードル弁の開閉自体については、作業者が自らノブ又はハンドルを回して操作する他、サーボモータ等の動力を利用して遠隔操作で開閉できるものがある。 Usually, in a cooling water supply device, in order to supply a predetermined amount of cooling water, the flow rate of the cooling water is measured by a flow meter, and an operator opens and closes the needle valve. As for the opening and closing of the needle valve itself, there are those that can be opened and closed by a remote operation using the power of a servo motor or the like, in addition to the operator turning the knob or the handle.
また、所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部に選択的に冷却水を供給する半導体製造装置における冷却水供給装置においても、一般的に上記のように各半導体製造装置にかかる流量の調整をしている。この冷却水供給装置には、例えば、半導体装置の製造工場において、所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部に選択的に冷却水を供給する冷却水供給装置がある。この冷却水供給装置は、一つの冷却水供給源から、複数の半導体製造装置に冷却水を供給するものであり、ライン配管によって、工場内のどこの場所でも容易に一定品質(例えば、20°Cの一定温度)の冷却水を得ることができる。 In addition, in a cooling water supply apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus that selectively supplies cooling water to a part or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system, each semiconductor manufacturing apparatus is generally configured as described above. The flow rate is adjusted. This cooling water supply device includes, for example, a cooling water supply device that selectively supplies cooling water to some or all of a plurality of semiconductor manufacturing devices constituting a predetermined system in a semiconductor device manufacturing factory. This cooling water supply apparatus supplies cooling water from a single cooling water supply source to a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses, and can easily be provided with a constant quality (for example, 20 °) anywhere in the factory by line piping. C constant temperature) cooling water can be obtained.
しかしながら、上記従来の半導体製造装置における冷却水供給装置では、作業者による操作によって流量を調整することになり、手間がかかると共に、変動する冷却水の必要量に逐一対応することが困難であるという課題があった。また、半導体装置の製造工場では、各加工装置の厳しい温度管理条件に対応し、非常に高精度の冷却水にかかる流量管理が要求されてきている。特に所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部が選択的に稼働され、冷却水の必要量が連続的に変化するような場合、その変動する条件に好適に即応することが必要である。例えば、一度に多くの加工装置が稼働した際には、冷却水の供給圧が低下するため、所定の流量を流すことができず、逆に複数の加工装置のうち一つのみが稼働した際には、冷却水の供給圧が上昇するため、所定の流量以上の冷却水が流れて過度に冷却をすることになる。 However, in the cooling water supply apparatus in the conventional semiconductor manufacturing apparatus, the flow rate is adjusted by an operation by an operator, which is troublesome and difficult to cope with the fluctuating required amount of cooling water. There was a problem. In addition, in a semiconductor device manufacturing factory, it has been required to control the flow rate of cooling water with very high accuracy in response to severe temperature control conditions of each processing apparatus. In particular, when some or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system are selectively operated and the required amount of cooling water continuously changes, it is possible to respond promptly to the changing conditions. is necessary. For example, when many processing devices are operated at a time, the supply pressure of the cooling water decreases, so that a predetermined flow rate cannot be flowed. Conversely, when only one of a plurality of processing devices is operated. In this case, since the supply pressure of the cooling water rises, cooling water of a predetermined flow rate or more flows and cools excessively.
そこで、本発明の目的は、変動する冷却水の必要量に好適に対応し、自動的に流量を調整することができる応答性のよい半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a flow rate control system for a cooling water supply apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus with good responsiveness, which can appropriately adjust the flow rate, and can cope with the fluctuating required amount of cooling water. There is.
上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明は、所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部に選択的に冷却水を循環させて供給する半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システムにおいて、前記複数の半導体製造装置へ冷却水を供給する共通管路と、該共通管路から分岐され、前記各半導体製造装置へ冷却水を供給する分岐管路と、該分岐管路のそれぞれに設けられ、外部からの信号によって開度を自動的に変える分岐管用流量調整弁と、前記各半導体製造装置へ供給する冷却水の流量の設定条件を入力する半導体製造装置用操作部と、前記分岐管用流量調整弁から各半導体製造装置へ供給されている冷却水の流量を検出する分岐管用流量センサと、前記半導体製造装置用操作部から出力される設定信号と前記分岐管用流量センサによる検出信号とを比較し、前記分岐管用流量調整弁の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器を備えた半導体製造装置用命令処理部と、前記分岐管用流量調整弁により供給される各半導体製造装置への冷却水の供給量の総和となる設定条件を自動的に入力する自動入力手段と、該自動入力手段から前記設定条件が入力される操作部と、前記共通管路に設けられ、外部からの信号によって開度を自動的に変える流量調整弁と、該流量調整弁により供給される共通管路内における冷却水の流量を検出する流量センサと、前記操作部から入力される設定信号と前記流量センサによる検出信号とを比較し、前記流量調整弁の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器を備えた命令処理部とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, the present invention relates to a flow rate control system for a cooling water supply apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus that selectively supplies circulating water to a part or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system. A common pipe for supplying cooling water to the semiconductor manufacturing apparatus, a branch pipe branched from the common pipe and supplying cooling water to each of the semiconductor manufacturing apparatuses, and provided in each of the branch pipes. A branch pipe flow rate adjusting valve that automatically changes the opening degree in response to a signal from the semiconductor manufacturing apparatus, an operation unit for inputting a flow rate of cooling water supplied to each semiconductor manufacturing apparatus, and the branch pipe flow rate adjusting valve From the branch pipe flow sensor for detecting the flow rate of the cooling water supplied to each semiconductor manufacturing apparatus, the setting signal output from the semiconductor manufacturing apparatus operation unit, and the detection by the branch pipe flow sensor. A command processing unit for a semiconductor manufacturing apparatus provided with a comparator for flow rate adjustment that compares a signal and outputs a signal related to control of the flow rate adjustment valve for the branch pipe, and each semiconductor supplied by the flow rate adjustment valve for the branch pipe An automatic input means for automatically inputting setting conditions that are the total amount of cooling water supplied to the manufacturing apparatus, an operation unit for inputting the setting conditions from the automatic input means, and the common pipe are provided, A flow rate adjusting valve that automatically changes the opening degree according to a signal from the outside, a flow rate sensor that detects the flow rate of cooling water in a common pipe supplied by the flow rate adjusting valve, and a setting signal that is input from the operation unit And a command processing unit including a comparator for flow rate adjustment that outputs a signal related to control of the flow rate adjustment valve.
本発明によれば、半導体製造装置における冷却水供給装置において、流量調整用の比較器によって、操作部から出力される設定信号と流量センサによる検出信号とを比較し、流量調整弁の制御にかかる信号を出力して、冷却水の流量を逐一自動的に調整できる。従って、本発明によれば、変動する冷却水の必要量に好適に対応し、冷却水の流量を応答性よく好適に制御できるという著効を奏する。 According to the present invention, in the cooling water supply apparatus in the semiconductor manufacturing apparatus, the setting signal output from the operation unit is compared with the detection signal from the flow sensor by the flow rate adjustment comparator, and the flow rate adjustment valve is controlled. A signal can be output to automatically adjust the flow rate of the cooling water one by one. Therefore, according to the present invention, it is possible to suitably cope with the fluctuating required amount of cooling water and to effectively control the flow rate of the cooling water with good responsiveness.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
(基本形態)
図1は冷却水供給装置の流量制御システムの基本形態を模式的に示す説明図である。32は操作部であり、供給する冷却水の流量の設定条件を入力することができる。ここで入力された設定条件は、電気的な信号(設定信号)に変換されて、後述する比較器36へ出力される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Basic form)
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a basic form of a flow rate control system of a cooling water supply device.
26は流量センサであり、冷却水の管路(共通管路)16中に設けられ、その管路16に供給されて流れる冷却水の流量を計測し、その計測(検出)結果を出力する。その検出信号は、例えば、所定の範囲の電流値等の電気信号として好適に得ることができる。
A
34はモータバルブであり、外部からの信号によって開度を自動的に変える流量調整弁の一例である。このモータバルブ34は、サーボモータ33の動力によって開閉する機能を備えるもので、例えば、サーボモータ33による回転動力を減速機を介してバルブのハンドルに伝え、自動的に開度を変えることのできる流量調整弁である。なお、冷却水の管路16の開度を制御信号によって自動的に調整する流量調整弁としては、上記のモータバルブ34に限らず、電磁バルブ(比例電磁弁)等の他の手段を用いることも可能である。
40は命令処理部であり、操作部32から出力される設定信号と流量センサ26による検出信号とを比較し、モータバルブ34の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器36を備え、モータバルブ34の開度を調整する。
このように命令処理部40によってモータバルブ34を制御することで、流量計(流量センサ26)から出力された電気的な信号に基づいて好適にフィードバック制御が行なわれる。供給される冷却水の圧力が上昇して流量が所定の設定値よりも増加した場合はモータバルブ34の開度を下げ、供給される冷却水の圧力が低減して流量が所定の設定値よりも低下した場合はモータバルブ34の開度を上げて、所定の流量が持続的に流れるように制御する。これにより、冷却水の供給源の圧力が変動した場合でも、所定の流量を好適に供給できる。すなわち、完全自動の遠隔操作が可能であり、応答性のよい流量制御が可能になる。
By controlling the
(実施例)
また、図2は半導体装置の製造工場における冷却水供給装置の流量制御システム(実施例)を模式的に示す説明図である。この実施例の流量制御システムは、所定の系を構成する複数の半導体製造装置の一部又は全部に選択的に冷却水を供給する冷却水供給装置にかかる一実施例であり、その冷却水供給装置が、冷却水を循環させて半導体装置の製造装置を冷却するように供給する循環型の冷却水供給装置になっている。
(Example)
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a flow rate control system (Example) of a cooling water supply device in a semiconductor device manufacturing factory. The flow rate control system of this embodiment is an embodiment relating to a cooling water supply apparatus that selectively supplies cooling water to a part or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system. The apparatus is a circulation type cooling water supply apparatus that supplies cooling water to circulate and cool the semiconductor device manufacturing apparatus.
32は操作部であり、所定の系へ供給する冷却水の総流量の設定条件を入力できる。26は流量センサであり、所定の系へ供給されている冷却水の総流量を検出する。34はモータバルブであり、外部からの信号によって開度を自動的に変える流量調整弁の一例である。また、40は命令処理部であり、操作部32から出力される設定信号と流量センサ26による検出信号とを比較し、モータバルブ34の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器36を備えている。
また、50は自動入力手段であり、操作部32へ設定条件を自動的に入力する。本実施例では、所定の系を構成する複数の半導体装置の製造装置51、52、53の一部又は全部に冷却水を供給するか否かについて、各製造装置に対応する開閉バルブ51a、52a、53aの開閉状態について検出し、操作部32へ設定条件を自動的に入力する。この自動入力手段50によって所定の系を構成する複数の半導体製造装置51、52、53へ供給する冷却水の総流量を、自動的に応答性よく好適に管理できる。
また、本実施例の管路16は、ポンプ(図示せず)に連なり、複数の半導体装置の製造装置51、52、53を流れ出た冷却水を回収して循環させるよう、循環流路に形成されている。 さらに、冷却水は、温度調整手段(図示せず)によって、温度が一定に保たれている。温度調整手段は、公知の冷却装置及び/又は加熱装置から構成できる。冷却水は循環されるため、熱効率よく用いることができる。このように、実施例の半導体装置の製造工場における冷却水を供給する系では、循環系であり、ポンプの容量は限定的なものであるため、水道水のような供給圧の安定した水源の場合と異なり、供給水源の圧力変動が大きい。これに対して、本発明の流量制御システムによれば、供給水源の圧力の変動にかかわらず、所定の流量を流すことができ、その問題を好適に解消することができるのである。
Further, the
また、30は流量制御手段であり、冷却水の流量の設定条件を入力する操作部32と、モータ33の動力によって開閉するモータバルブ34と、操作部32へ設定条件を自動的に入力する自動入力手段50と、操作部32による設定信号と流量センサ26による検出信号とを比較して流量パラメータにかかる信号(モータバルブ34の制御にかかる信号)を出力する流量調整用の比較器36とを具備する。
また、流量調整用の比較器36を含む構成によってフィードバック制御系である命令処理部40が構成されている。流量センサ26及び自動入力手段50からの検出又は入力信号は、例えば、適宜所定の範囲の電流値に変換され、演算装置等(図示せず)によって処理されることにより、モータバルブ34を制御する所定の範囲の電流値の制御信号として出力される。上記の命令処理部40は、公知の回路によって構成でき、シーケンス制御を行う。なお、流量制御手段30は、単なるシーケンス制御の他に、プログラムによって作動する命令処理部40によって、経験的に設定される条件付けで制御してもよいのは勿論である。その条件付けには、例えば、流量と温度差の積によって算出される熱容量の値、或いは経時的な要素等があり、これらの要素に基づいて演算処理を行い制御することでより正確な温度管理が可能となる。すなわち、いわゆるPID制御(比例、積分、微分の動作の組み合わせが可能)、ファジー制御等を行うように構成してもよい。
In addition, a
本実施例によれば、流量センサ26によって流量パラメータについて連続的にモニタしており、その検出データに基づいて、前述したように冷却水の流量制御を行っている。これにより、タイムリー且つ応答性よく半導体装置の製造装置の温度制御ができ、例えば、その温度を一定に維持して均一な条件で半導体装置を加工・製造できる。すなわち、各半導体装置の製造装置の温度管理を高精度に行うことができ、ひいては半導体装置を製造する際の加工精度を向上させることができる。
According to the present embodiment, the flow rate parameter is continuously monitored by the
本発明にかかる半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システムは、基本形態と実施例にかかる流量制御システムを併用してもよいのは勿論である。例えば、実施例の開閉バルブ51a、52a、53aの各開閉の制御について、基本形態にかかる冷却水供給装置の流量制御システムを用いることができるのは勿論である。以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
本発明によれば、半導体製造装置における冷却水供給装置において、流量調整用の比較器によって、操作部から出力される設定信号と流量センサによる検出信号とを比較し、流量調整弁の制御にかかる信号を出力して、冷却水の流量を逐一自動的に調整できる。従って、本発明によれば、変動する冷却水の必要量に好適に対応し、冷却水の流量を応答性よく好適に制御できるという著効を奏する。
It goes without saying that the flow rate control system of the cooling water supply device in the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention may use both the basic mode and the flow rate control system according to the embodiment. For example, it is needless to say that the flow rate control system of the cooling water supply device according to the basic mode can be used for the control of each opening / closing of the opening /
According to the present invention, in the cooling water supply apparatus in the semiconductor manufacturing apparatus, the setting signal output from the operation unit is compared with the detection signal from the flow sensor by the flow rate adjustment comparator, and the flow rate adjustment valve is controlled. A signal can be output to automatically adjust the flow rate of the cooling water one by one. Therefore, according to the present invention, it is possible to suitably cope with the fluctuating required amount of cooling water and to effectively control the flow rate of the cooling water with good responsiveness.
16 管路
26 流量センサ
30 流量制御手段
32 操作部
34 モータバルブ
36 流量調整用の比較器
40 命令処理部
50 自動入力手段
16
Claims (1)
前記複数の半導体製造装置へ冷却水を供給する共通管路と、
該共通管路から分岐され、前記各半導体製造装置へ冷却水を供給する分岐管路と、
該分岐管路のそれぞれに設けられ、外部からの信号によって開度を自動的に変える分岐管用流量調整弁と、
前記各半導体製造装置へ供給する冷却水の流量の設定条件を入力する半導体製造装置用操作部と、
前記分岐管用流量調整弁から各半導体製造装置へ供給されている冷却水の流量を検出する分岐管用流量センサと、
前記半導体製造装置用操作部から出力される設定信号と前記分岐管用流量センサによる検出信号とを比較し、前記分岐管用流量調整弁の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器を備えた半導体製造装置用命令処理部と、
前記分岐管用流量調整弁により供給される各半導体製造装置への冷却水の供給量の総和となる設定条件を自動的に入力する自動入力手段と、
該自動入力手段から前記設定条件が入力される操作部と、
前記共通管路に設けられ、外部からの信号によって開度を自動的に変える流量調整弁と、
該流量調整弁により供給される共通管路内における冷却水の流量を検出する流量センサと、
前記操作部から入力される設定信号と前記流量センサによる検出信号とを比較し、前記流量調整弁の制御にかかる信号を出力する流量調整用の比較器を備えた命令処理部とを具備することを特徴とする半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システム。 In a flow rate control system for a cooling water supply apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus that selectively supplies circulating water to a part or all of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses constituting a predetermined system,
A common pipe for supplying cooling water to the plurality of semiconductor manufacturing apparatuses;
A branch pipe branched from the common pipe and supplying cooling water to each semiconductor manufacturing apparatus;
A branch pipe flow rate adjusting valve that is provided in each of the branch pipes and automatically changes the opening degree according to an external signal;
A semiconductor manufacturing apparatus operation unit for inputting a setting condition of a flow rate of cooling water supplied to each of the semiconductor manufacturing apparatuses;
A branch pipe flow sensor for detecting the flow rate of cooling water supplied from the branch pipe flow control valve to each semiconductor manufacturing apparatus;
Comparing a setting signal output from the semiconductor manufacturing apparatus operation unit with a detection signal from the branch pipe flow sensor, and a flow rate adjustment comparator for outputting a signal related to the control of the branch pipe flow control valve. An instruction processing unit for semiconductor manufacturing equipment;
Automatic input means for automatically inputting setting conditions that are the sum of the amount of cooling water supplied to each semiconductor manufacturing apparatus supplied by the branch pipe flow control valve;
An operation unit for inputting the setting condition from the automatic input means;
A flow rate adjusting valve that is provided in the common pipe and automatically changes the opening according to an external signal;
A flow rate sensor for detecting a flow rate of cooling water in the common pipe supplied by the flow rate regulating valve;
A command processing unit including a flow rate adjustment comparator that compares a setting signal input from the operation unit with a detection signal from the flow rate sensor and outputs a signal related to control of the flow rate adjustment valve; A flow rate control system for a cooling water supply device in a semiconductor manufacturing apparatus.
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