JP2017091082A - 温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1温調ユニット10によって所定の温度に制御され第1供給流路11を通流する熱媒体の合流流路40への通流及び遮断と、第2温調ユニット20で第1供給流路10の熱媒体とは異なる温度に制御され第2供給流路21を通流する熱媒体の合流流路40への通流及び遮断とを、バルブユニット31によって制御する。バルブユニット31は、第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200を有し、第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200は、断熱層400Lを介して連結されている。
【選択図】図1
Description
この場合、前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブの各々は、励磁及び非励磁の状態に応じて2つの位置を切り換える電磁ソレノイドを有し、当該電磁ソレノイドの位置に応じて熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成されており、前記バルブ制御部は、前記第1スプールバルブの電磁ソレノイドを、励磁及び非励磁のいずれか一方に制御した際、前記第2スプールバルブの電磁ソレノイドを、励磁及び非励磁のいずれか他方に制御する、ようになっていてもよい。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る温度制御装置1の全体の概略図である。この温度制御装置1は、例えば、半導体製造時に基板に塗布されるレジストをプラズマエッチングによって除去するプラズマ処理装置の基板保持部を温度制御して当該基板保持部に保持された基板を所望の温度に温度制御する目的で用いられる。
まず、本実施の形態に係る温度制御装置1の概略構成について説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る温度制御装置1は、熱媒体を通流させる第1供給流路11を有する第1温調ユニット10と、第1供給流路10を通流する熱媒体とは異なる温度に制御される熱媒体を通流させる第2供給流路21を有する第2温調ユニット20と、第1供給流路11及び第2供給流路21に接続されるバルブユニット31と、バルブユニット31に接続され、第1供給流路11を通流しバルブユニット31から流出する熱媒体及び第2供給流路21を通流しバルブユニット31から流出する熱媒体のうちの少なくとも一方を通流させる合流流路40と、合流流路40から流出する熱媒体を通流させ、所定の部材、例えば上述のプラズマ処理装置における基板保持部を温度制御する温度調整部50と、を備えている。
図1に示すように、第1温調ユニット10は、上述の第1供給流路11と、上述の第1戻し用流出ポート101に接続され当該第1戻し用流出ポート101から流出する熱媒体を通流させる第1戻り流路12と、この第1戻り流路12と第1供給流路11との間に配置される第1中間流路13と、第1戻り流路12から第1供給流路11の上流端に至る部分における第1中間流路13の上流側部分で熱媒体を冷却する第1冷却部14と、第1戻り流路12から第1供給流路11の上流端に至る部分における第1冷却部14の冷却位置よりも下流側で熱媒体を加熱する第1加熱部15と、を有している。本実施の形態において、第1戻り流路12と第1中間流路13とは、第1側三方バルブ16によって接続されている。第1中間流路13は、第1側メイン流路部13Mと、第1側バイパス流路部13Bと、を有している。
次に本実施の形態における第2温調ユニット20は、図1に示すように、上述の第2供給流路21と、上述の第2戻し用流出ポート201に接続され当該第2戻し用流出ポート201から流出する熱媒体を通流させる第2戻り流路22と、この第2戻り流路22と第2供給流路21との間に配置される第2中間流路23と、第2戻り流路22から第2供給流路21の上流端に至る部分における第2中間流路23の上流側部分で熱媒体を冷却する第2冷却部24と、第2戻り流路22から第2供給流路21の上流端に至る部分における第2冷却部24の冷却位置よりも下流側で熱媒体を加熱する第2加熱部25と、を有している。本実施の形態において、第2戻り流路22と第2中間流路23とは、第2側三方バルブ26によって接続されている。第2中間流路23は、第2側メイン流路部23Mと、第2側バイパス流路部23Bと、を有している。
次にバルブユニット31について説明する。図2はバルブユニット31の概略図である。図2に示すように、本実施の形態におけるバルブユニット31は、上述の第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200と、これら第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200の間に配置される断熱部材400と、を有し、第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200は、断熱部材400が形成する断熱層400Lを介して連結されている。
次に本発明の第2の実施の形態に係る温度制御装置2について図4及び図5を用いて説明する。図4は第2の実施の形態に係る温度制御装置2の概略図であり、図5は温度制御装置2が備えるバルブユニット32の概略図である。なお、本実施の形態における構成部分のうち第1の実施の形態と同様のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
次に本発明の第3の実施の形態に係る温度制御装置3について図6を用いて説明する。図6は第3の実施の形態に係る温度制御装置3の概略図である。なお、本実施の形態における構成部分のうち第1の実施の形態と同様のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
次に本発明の第4の実施の形態に係る温度制御装置4について図7を用いて説明する。図7は第4の実施の形態に係る温度制御装置4の概略図であり、特に第1温調ユニット10及び第2温調ユニット20を示している。本実施の形態では、第1温調ユニット10及び第2温調ユニット20の構成が、第1の実施の形態に対して異なっている。なお、本実施の形態における構成部分のうち第1の実施の形態と同様のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
次に本発明の第5の実施の形態に係る温度制御装置について説明する。上述の第1の実施の形態では、第1スプールバルブ100が第1比例ソレノイド113を有し、第2スプールバルブ200が第2比例ソレノイド213を有する例を説明した。これに対して、本実施の形態では、第1スプールバルブ100が電磁ソレノイドを有し、第2スプールバルブ200が電磁ソレノイド213を有する。これに伴い、第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200の動作態様が、第1の実施の形態に対して相違する。なお、本実施の形態における第1スプールバルブ100及び第2スプールバルブ200の構成要素は、ソレノイドが異なる点以外は、第1の実施の形態と同様である。したがって、以下では、図1および図2を援用し、且つ同図中の符号を用いて、本実施の形態について説明する。
Claims (18)
- 熱媒体を通流させる第1供給流路を有する第1温調ユニットと、
前記第1供給流路を通流する熱媒体とは異なる温度に制御される熱媒体を通流させる第2供給流路を有する第2温調ユニットと、
前記第1供給流路及び前記第2供給流路に接続されるバルブユニットと、
前記バルブユニットに接続され、前記第1供給流路を通流し前記バルブユニットから流出する熱媒体及び前記第2供給流路を通流し前記バルブユニットから流出する熱媒体のうちの少なくとも一方を通流させる合流流路と、
前記合流流路から流出する熱媒体を通流させ、所定の部材を温度制御する温度調整部と、を備え、
前記バルブユニットは、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換える第1スプールバルブと、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換える第2スプールバルブと、を有し、前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブは、断熱層を介して連結されている、
ことを特徴とする温度制御装置。 - 前記温度調整部から分岐するように延び、当該温度調整部から流出する熱媒体を通流させる第1循環流路及び第2循環流路をさらに備え、
前記第1スプールバルブは、前記第1循環流路に接続され、前記第2スプールバルブは、前記第2循環流路に接続され、
前記第1スプールバルブは、前記第1循環流路からの熱媒体を流出させる第1戻し用流出ポートを有し、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断の切り換えに連動して、前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへの熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成され、
前記第2スプールバルブは、前記第2循環流路からの熱媒体を流出させる第2戻し用流出ポートを有し、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断の切り換えに連動して、前記第2循環流路から前記第2戻し用排出ポートへの熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブは、前記第1供給流路から前記合流流路へ熱媒体を通流させる際に、前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへ熱媒体を通流させるように構成され、且つ、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断する際に、前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへの熱媒体を遮断するように構成され、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給流路から前記合流流路へ熱媒体を通流させる際に、前記第2循環流路から前記第2戻し用流出ポートへ熱媒体を通流させるように構成され、且つ、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断する際に、前記第2循環流路から前記第2戻し用流出ポートへの熱媒体を遮断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブは、前記第1供給流路と接続する第1供給用流入ポートと、前記合流流路と接続する第1供給用流出ポートと、前記第1循環流路と接続する第1戻し用流入ポートと、をさらに有し、
前記第1スプールバルブは、前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとを遮断して前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断し、且つ前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとを遮断して前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへの熱媒体を遮断した際に、前記第1供給用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとを接続状態とするように構成されており、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給流路と接続する第2供給用流入ポートと、前記合流流路と接続する第2供給用流出ポートと、前記第2循環流路と接続する第2戻し用流入ポートと、をさらに有し、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとを遮断して前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断し、且つ前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとを遮断して前記第2循環流路から前記第2戻し用流出ポートへの熱媒体を遮断した際に、前記第2供給用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとを接続状態とするように構成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の温度制御装置。 - 前記バルブユニットにおける前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブの動作を制御するバルブ制御部をさらに備え、
前記バルブ制御部は、前記第1供給流路から前記合流流路へ熱媒体を通流させる状態に前記第1スプールバルブを制御した際に、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断する状態に前記第2スプールバルブを制御し、前記第2供給流路から前記合流流路へ熱媒体を通流させる状態に前記第2スプールバルブを制御した際に、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体を遮断する状態に前記第1スプールバルブを制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブの各々は、励磁及び非励磁の状態に応じて2つの位置を切り換える電磁ソレノイドを有し、当該電磁ソレノイドの位置に応じて熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成されており、
前記バルブ制御部は、前記第1スプールバルブの電磁ソレノイドを、励磁及び非励磁のいずれか一方に制御した際、前記第2スプールバルブの電磁ソレノイドを、励磁及び非励磁のいずれか他方に制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブは、前記第1供給流路から前記合流流路へ通流する熱媒体の流量を調整可能に、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成され、前記第2スプールバルブは、前記第2供給流路から前記合流流路へ通流する熱媒体の流量を調整可能に、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成されており、
前記第1スプールバルブは、前記第1供給流路と接続する第1供給用流入ポートと、前記合流流路と接続する第1供給用流出ポートと、前記第1循環流路と接続する第1戻し用流入ポートと、をさらに有し、
前記第1スプールバルブは、前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態を全開と全閉との間の開度で調整することにより、前記第1供給流路から前記合流流路へ通流する熱媒体の流量を調整するとともに、前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態を全開と全閉との間の開度で調整することにより、前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへ通流して流出する熱媒体の流量を調整し、且つ前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態における開度が大きくなるに従い、前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態における開度が大きくなるように構成されており、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給流路と接続する第2供給用流入ポートと、前記合流流路と接続する第2供給用流出ポートと、前記第2循環流路と接続する第2戻し用流入ポートと、をさらに有し、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態を全開と全閉との間の開度で調整することにより、前記第2供給流路から前記合流流路へ通流する熱媒体の流量を調整するとともに、前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態を全開と全閉との間の開度で調整することにより、前記第2循環流路から前記第2戻し用流出ポートへ通流して流出する熱媒体の流量を調整し、且つ前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態における開度が大きくなるに従い、前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態における開度が大きくなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブは、前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態が全閉で、且つ前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態が全閉である際に、前記第1供給用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとを全開の状態で接続状態とするように構成されており、
前記第1供給用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態は、前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態及び前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態が全開に近づくに従い、全閉に近づき、前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態が全開で、且つ前記第1戻し用流入ポートと前記第1戻し用流出ポートとの接続状態が全開となった際に、全閉とされ、
前記第2スプールバルブは、前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態が全閉で、且つ前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態が全閉である際に、前記第2供給用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとを全開の状態で接続状態とするように構成されており、
前記第2供給用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態は、前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態及び前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態が全開に近づくに従い、全閉に近づき、前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態が全開で、且つ前記第2戻し用流入ポートと前記第2戻し用流出ポートとの接続状態が全開となった際に、全閉とされる、
ことを特徴とする請求項7に記載の温度制御装置。 - 前記バルブユニットにおける前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブの動作を制御するバルブ制御部をさらに備え、
前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブは、互いに同一の構造となっており、
前記バルブ制御部は、前記第1スプールバルブの前記第1供給用流入ポートと前記第1供給用流出ポートとの接続状態における開度を0%〜100%の間のA%に制御した際、前記第2スプールバルブの前記第2供給用流入ポートと前記第2供給用流出ポートとの接続状態における開度を(100−A)%に制御する、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブの各々は、比例ソレノイドを有し、当該比例ソレノイドの駆動に応じて流量調整を行うように構成されている、
請求項9に記載の温度制御装置。 - 前記第1温調ユニットは、
前記第1戻し用流出ポートに接続され当該第1戻し用流出ポートから流出する熱媒体を通流させる第1戻り流路と、
前記第1戻り流路と前記第1供給流路との間に配置される第1中間流路と、
前記第1戻り流路から前記第1供給流路の上流端に至る部分におけるいずれかの位置で熱媒体を冷却する第1冷却部と、
前記第1戻り流路から前記第1供給流路の上流端に至る部分における前記第1冷却部の冷却位置よりも下流側で熱媒体を加熱する第1加熱部と、をさらに有し、
前記第1供給流路を通流する熱媒体は、前記第1冷却部及び前記第1加熱部によって温度制御される、
請求項2に記載の温度制御装置。 - 前記第1戻り流路と前記第1中間流路とは、第1側三方バルブによって接続され、
前記第1中間流路は、第1側メイン流路部と第1側バイパス流路部とを有し、
前記第1側三方バルブは、第1のポートで前記第1戻り流路の下流端と接続し、第2のポートで前記第1側メイン流路部の上流端と接続し、第3のポートで前記第1側バイパス流路部の上流端と接続し、
前記第1側メイン流路部を通流する熱媒体が前記第1冷却部によって冷却され、
前記第1側メイン流路部の下流端は、前記第1加熱部に接続され、前記第1加熱部は、前記第1側メイン流路部から流出した熱媒体を受け入れて加熱し、
前記第1側バイパス流路部は、前記第1側メイン流路部における前記第1冷却部による冷却位置の下流側であって前記第1加熱部との接続位置の上流側の位置に接続されている、
請求項11に記載の温度制御装置。 - 前記第2温調ユニットは、
前記第2戻し用流出ポートに接続され当該第2戻し用流出ポートから流出する熱媒体を通流させる第2戻り流路と、
前記第2戻り流路と前記第2供給流路との間に配置される第2中間流路と、
前記第2戻り流路から前記第2供給流路の上流端に至る部分におけるいずれかの位置で熱媒体を冷却する第2冷却部と、
前記第2戻り流路から前記第2供給流路の上流端に至る部分における前記第2冷却部の冷却位置よりも下流側で熱媒体を加熱する第2加熱部と、をさらに有し、
前記第2供給流路を通流する熱媒体は、前記第2冷却部及び前記第2加熱部によって温度制御される、
請求項11又は12に記載の温度制御装置。 - 前記第2戻り流路と前記第2中間流路とは、第2側三方バルブによって接続され、
前記第2中間流路は、第2側メイン流路部と第2側バイパス流路部とを有し、
前記第2側三方バルブは、第1のポートで前記第2戻り流路の下流端と接続し、第2のポートで前記第2側メイン流路部の上流端と接続し、第3のポートで前記第2側バイパス流路部の上流端と接続し、
前記第2側メイン流路部を通流する熱媒体が前記第2冷却部によって冷却され、
前記第2側メイン流路部の下流端は、前記第2加熱部に接続され、前記第2加熱部は、前記第2側メイン流路部から流出した熱媒体を受け入れて加熱し、
前記第2側バイパス流路部は、前記第2側メイン流路部における前記第2冷却部による冷却位置の下流側であって前記第2加熱部との接続位置の上流側の位置に接続されている、
請求項13に記載の温度制御装置。 - 前記第1循環流路及び前記第2循環流路とともに前記温度調整部から分岐するように延び、当該温度調整部から流出する熱媒体を通流させる第3循環流路をさらに備え、
前記バルブユニットは、前記第3循環流路に接続される第3スプールバルブをさらに有し、
前記第3スプールバルブは、前記第3循環流路からの熱媒体を流出させる第3戻し用流出ポートを有し、前記第3循環流路から前記第3戻し用流出ポートへの熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成され、
前記第3戻し用流出ポートは、前記合流流路に接続されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の温度制御装置。 - 前記第3スプールバルブは、前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブのいずれかに連結されている、
請求項15に記載の温度制御装置。 - 前記第1スプールバルブは、スプール孔が形成された第1バルブ本体と、前記第1バルブ本体のスプール孔に挿入された第1スプールと、を有し、
前記第2スプールバルブは、スプール孔が形成された第2バルブ本体と、前記第2バルブ本体のスプール孔に挿入された第2スプールと、を有し、
前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブは、前記第1スプールと前記第2スプールとが同軸となる状態に配置され、互いに向き合う前記第1バルブ本体の端部と前記第2バルブ本体の端部との間に前記断熱層が配置されている、
請求項1乃至16のいずれかに記載の温度制御装置。 - 熱媒体を通流させる第1供給流路を有する第1温調ユニットと、
前記第1供給流路を通流する熱媒体とは異なる温度に制御される熱媒体を通流させる第2供給流路を有する第2温調ユニットと、
前記第1供給流路及び前記第2供給流路に接続されるバルブユニットと、
前記バルブユニットに接続され、前記第1供給流路を通流し前記バルブユニットから流出する熱媒体及び前記第2供給流路を通流し前記バルブユニットから流出する熱媒体のうちの少なくとも一方を通流させる合流流路と、
前記合流流路から流出する熱媒体を通流させ、所定の部材を温度制御する温度調整部と、を備え、
前記バルブユニットは、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換える第1スプールバルブと、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断を切り換える第2スプールバルブと、を有し、前記第1スプールバルブ及び前記第2スプールバルブは、互いに連結されており、
当該温度制御装置は、
前記温度調整部から分岐するように延び、当該温度調整部から流出する熱媒体を通流させる第1循環流路及び第2循環流路をさらに備え、
前記第1スプールバルブは、前記第1循環流路に接続され、前記第2スプールバルブは、前記第2循環流路に接続され、
前記第1スプールバルブは、前記第1循環流路からの熱媒体を流出させる第1戻し用流出ポートを有し、前記第1供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断の切り換えに連動して、前記第1循環流路から前記第1戻し用流出ポートへの熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成され、
前記第2スプールバルブは、前記第2循環流路からの熱媒体を流出させる第2戻し用流出ポートを有し、前記第2供給流路から前記合流流路への熱媒体の通流及び遮断の切り換えに連動して、前記第2循環流路から前記第2戻し用排出ポートへの熱媒体の通流及び遮断を切り換えるように構成されている、
ことを特徴とする温度制御装置。
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