JP3010443B2 - 温度制御装置および温度制御方法 - Google Patents

温度制御装置および温度制御方法

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JP3010443B2
JP3010443B2 JP10302586A JP30258698A JP3010443B2 JP 3010443 B2 JP3010443 B2 JP 3010443B2 JP 10302586 A JP10302586 A JP 10302586A JP 30258698 A JP30258698 A JP 30258698A JP 3010443 B2 JP3010443 B2 JP 3010443B2
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勲 柴田
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    • G—PHYSICS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被温度制御対象物
に対して所定の設定温度に調整した温度流体を循環供給
する流体循環供給系を具備し、該流体循環供給系が供給
する温度流体によって前記被温度制御対象物の温度制御
を行う温度制御装置および温度制御方法の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】恒温室に供給される空気等の温度流体、
あるいは半導体デバイスや液晶デバイスを製造する場合
に適用するチャンバの空調や壁面温度制御に用いられる
水やフロリナート（登録商標）等の温度流体は、それぞ
れの目的に応じた目標温度に制御する必要がある。この
ため、例えば半導体製造システムにおいては、チャンバ
内で温度制御に用いた温度流体をヒータやチラー等の熱
交換器に流入させ、該熱交換器で温度流体を所望の温度
に調整した後、これをチャンバに供給するといった温度
流体の循環供給系が適用されている。
【０００３】この種の従来技術としては、例えば特開昭
６２−２９７９１２号公報に示されたものがある。この
従来技術では、ヒータによって加熱された高温流体と、
クーラによって冷却された低温流体とをそれぞれ高温用
流量調節バルブおよび低温用流量調節バルブを介して混
合させ、これを被温度制御対象物に対して循環供給する
ようにしている。
【０００４】この従来技術によれば、高温用流量調節バ
ルブおよび低温用流量調節バルブのそれぞれの開度を調
節することによって被温度制御対象物に供給する温度流
体の温度を調整することができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術のように、流量調節バルブの開度を調節すること
のみによって被温度制御対象物に供給する温度流体の温
度を調整するようにしたものにあっては、以下に示すよ
うな要因により、温度流体を所望の温度に制御すること
ができない事態を招来する虞れがある。
【０００６】（１）流量調節バルブの分解性能の限界 すなわち、流量調節バルブを通過する温度流体の流量
は、例えばその開度を僅かに大きくしただけでも、多量
の温度流体が流出する等、必ずしもその開度に応じたも
のとはならない。
【０００７】（２）ヒステリシスの存在 すなわち、開度が小さい状態から大きくした場合と、開
度が大きい場合から小さくした場合とでは、流量調節バ
ルブの開度が同一の状態であっても、当該流量調節バル
ブを通過する温度流体の流量に差が生じる。
【０００８】（３）圧力の影響 すなわち、循環供給ポンプに圧力変動が生じた場合に
は、流量調節バルブを同一の開度の保持した状態であっ
ても、当該流量調節バルブを通過する温度流体の流量に
差が生じる。
【０００９】このような場合、いずれにおいても、高温
用流量調節バルブを通過した温度流体と低温用流量調節
バルブを通過した温度流体との混合割合が変動すること
になり、被温度制御対象物に供給する温度流体を所望の
温度に制御することが困難となる。
【００１０】また、上記従来技術では、両流量調節バル
ブの開度を調節することによって温度流体の温度を制御
するのであるから、両流量調節バルブが常時作動するこ
とになり、損耗が早期に招来される等、耐久性の点で極
めて不利となる。
【００１１】本発明は、上記実情に鑑みて、被温度制御
対象物を可及的に正確に制御することのできる温度制御
装置および方法を提供することを解決課題とする。
【００１２】また本発明の別の解決課題は、バルブ等、
流量比調整手段の耐久性を損なうことなく、被温度制御
対象物を可及的に正確に制御することのできる温度制御
装置および方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用効果】請求項１
に記載の発明では、被温度制御対象物に対して所定の設
定温度に調整された温度流体を循環供給する流体循環供
給系を具備し、該流体循環供給系が供給する温度流体に
よって前記被温度制御対象物の温度制御を行う温度制御
装置において、前記流体循環供給系に介在させ、前記被
温度制御対象物から返送された温度流体との間で熱交換
を行う第１熱交換手段と、前記流体循環供給系において
前記第１熱交換手段から前記被温度制御対象物に至る部
位の間に介在させ、通過する温度流体との間で熱交換を
行うことにより、該温度流体を前記設定温度に調整する
第２熱交換手段と、前記流体循環供給系において前記被
温度制御対象物から前記第１熱交換手段に至る部位の間
の温度流体を、当該第１熱交換手段から前記第２熱交換
手段に至る部位の間に分岐送給するバイパス通路と、前
記第１熱交換手段を通過する温度流体と前記バイパス通
路を通過する温度流体との流量比を調整する流量比調整
手段と、前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温
度を検出し、該検出結果に基づいて温度流体の温度を前
記設定温度に調整するべく、前記第２熱交換手段の出力
を制御する出力制御手段と、前記第２熱交換手段の出力
を検出し、この検出結果が予め設定した出力範囲の外に
ある場合に該第２熱交換手段の出力を前記出力範囲内に
移行させるべく、前記流量比調整手段の駆動を制御する
流量比制御手段とを備えるようにしている。
【００１４】この請求項１に記載の発明によれば、第１
熱交換手段を通過した温度流体とバイパス通路を通過し
た温度流体とが混合した後に、その温度を最終的に第２
熱交換手段によって調整するようにしているため、これ
ら第１熱交換手段およびバイパス通路を通過する温度流
体の流量変動に関わらず、被温度制御対象物の温度を正
確に制御することが可能となる。
【００１５】さらに、請求項１に記載の発明によれば、
常態においては第２熱交換手段の出力を制御することに
よって温度流体の温度を調整し、該第２熱交換手段の出
力が予め設定した出力範囲を外れた場合にのみ流量比調
整手段の駆動を制御するようにしているため、これら流
量比調整手段の耐久性の点で有利となる。
【００１６】
【００１７】ここで、前記流量比制御手段は、請求項２
に記載の発明の如く、前記出力制御手段の処理が終了し
た後に、直列的に前記第２熱交換手段の出力を検出する
ものであってもよいし、請求項３に記載の発明の如く、
前記出力制御手段が処理を行っている場合に、該出力制
御手段の処理に対し並列的、かつ間欠的に前記第２熱交
換手段の出力を検出するものであっても構わない。
【００１８】請求項４に記載の発明では、上述した請求
項１または請求項２または請求項３記載の第１熱交換手
段として、被温度制御対象物から返送された温度流体を
冷却する冷却器を適用し、かつ前記第２熱交換手段とし
て、被温度制御対象物に供給する温度流体をハロゲンラ
ンプによって加熱調整するハロゲンランプヒータを適用
している。
【００１９】この請求項４に記載の発明によれば、ハロ
ゲンランプヒータによって温度流体の温度を応答性よく
調整することができるため、被温度制御対象物の温度を
一層正確に制御することが可能となる。
【００２０】請求項５に記載の発明では、上述した請求
項１または請求項２または請求項３または請求項４に記
載の発明において、前記第１熱交換手段から前記流体循
環供給系における前記バイパス通路との合流地点に至る
部位に、当該第１熱交換手段を通過した温度流体を混合
させる流体混合手段をさらに介在させている。
【００２１】この請求項５に記載の発明によれば、流体
混合手段によって第１熱交換手段からの温度流体の温度
のばらつきが緩和吸収されることになるため、被温度制
御対象物の温度を一層正確に制御することが可能とな
る。ここで、流量比調整手段としては、請求項６に記載
の発明の如く、前記流体循環供給系において前記バイパ
ス通路との分岐地点から該バイパス通路との合流地点に
至るまでの間に介在させた第１流量制御バルブと、前記
バイパス通路に介在させた第２流量制御バルブとを備え
たものであってもよいし、請求項７に記載の発明の如
く、前記流体循環供給系において前記バイパス通路との
分岐地点、もしくは前記バイパス通路との合流地点のい
ずれか一方に介在させた三方バルブであっても構わな
い。
【００２２】請求項８に記載の発明では、上述した請求
項１または請求項２または請求項３または請求項４また
は請求項５または請求項６または請求項７記載の発明に
おいて、前記流体循環供給系が、前記バイパス通路との
合流地点から該バイパス通路との分岐地点に至るまでの
間に、温度流体を循環させるための流体循環供給手段
と、この流体循環供給手段の直前に位置する部位に介在
させ、前記流体循環供給系に生じた温度流体の圧力変動
を吸収する圧力吸収手段とをさらに備えるようにしてい
る。
【００２３】この請求項８に記載の発明によれば、流体
循環供給手段の吸込部分を常に大気圧に維持することが
可能となり、当該流体循環供給手段による温度流体の供
給効率が低下する事態を防止することができる。
【００２４】この場合、請求項９に記載の発明の如く、
前記圧力吸収手段が、前記流体循環供給系に接続された
接続通路と、この接続通路を介して前記流体循環供給系
に連通し、容積を変化させることによって温度流体の圧
力変動を吸収する圧力吸収体とを備えたものを適用すれ
ば、当該圧力吸収体に対する温度変化の影響を防止する
ことが可能となる。
【００２５】請求項１０に記載の発明では、上述した請
求項１または請求項２または請求項３または請求項４ま
たは請求項５または請求項６または請求項７または請求
項８または請求項９記載の発明において、前記流体循環
供給系が、前記バイパス通路との合流地点から該バイパ
ス通路との分岐地点に至るまでの間に、温度流体を循環
させるための流体循環供給手段と、前記流体循環供給系
において前記流体循環供給手段から前記被温度制御対象
物に至るまでの間の温度流体を、前記被温度制御対象物
から前記流体循環供給手段に至るまでの間に分岐送給す
る供給バイパス通路とをさらに備えるようにしている。
【００２６】この請求項１０に記載の発明によれば、被
温度制御対象物における圧力損失が大きい場合にも、流
体循環供給手段に対する負荷を低減することができる。
【００２７】この場合、請求項１１に記載の発明の如
く、前記供給バイパス通路が、前記流体循環供給系にお
いて前記バイパス通路との合流地点から前記被温度制御
対象物に至るまでの温度流体を、該被温度制御対象物か
ら前記バイパス通路との分岐地点に至る部位までの間に
分岐送給するようにすれば、流量比調整手段が調整する
温度流体の全流量に変動が生じない。したがって、別途
流量センサを適用することなく温度流体を流量比を正確
に調整することが可能となり、被温度制御対象物の温度
も正確に制御することが可能となる。
【００２８】請求項１２に記載の発明では、被温度制御
対象物に対して温度流体を循環供給する流体循環供給系
に、前記被温度制御対象物から返送された温度流体との
間で熱交換を行う第１熱交換手段と、前記第１熱交換手
段から前記被温度制御対象物に至る部位の間において通
過する温度流体との間で熱交換を行う第２熱交換手段
と、前記流体循環供給系において前記被温度制御対象物
から前記第１熱交換手段に至る部位の間の温度流体を当
該第１熱交換手段から前記第２熱交換手段に至る部位の
間に分岐送給するバイパス通路と、前記第１熱交換手段
を通過する温度流体と前記バイパス通路を通過する温度
流体との流量比を調整する流量比調整手段とを配置し、
前記流体循環供給系が供給する温度流体によって前記被
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御方法であっ
て、前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温度を
検出し、該検出した温度に基づいて前記被温度制御対象
物に供給する温度流体を所定の設定温度に調整するべく
前記第２熱交換手段の出力を制御する出力制御工程と、
前記出力制御工程が終了した後に、前記第２熱交換手段
の出力を検出する出力検出工程と、該検出した出力が予
め設定した出力範囲の外にある場合に前記第２熱交換手
段の出力を前記出力範囲内に移行させるべく、前記流量
比調整手段の駆動を制御する流量比制御工程とを含むよ
うにしている。
【００２９】この請求項１２に記載の発明によれば、常
態においては第２熱交換手段の出力を制御することによ
って温度流体の温度を調整し、該第２熱交換手段の出力
が予め設定した出力範囲を外れた場合にのみ流量比調整
手段の駆動を制御するようにしているため、該流量比調
整手段の耐久性を損なうことなく、被温度制御対象物の
温度を正確に制御することが可能となる。
【００３０】請求項１３に記載の発明では、被温度制御
対象物に対して温度流体を循環供給する流体循環供給系
に、前記被温度制御対象物から返送された温度流体との
間で熱交換を行う第１熱交換手段と、前記第１熱交換手
段から前記被温度制御対象物に至る部位の間において通
過する温度流体との間で熱交換を行う第２熱交換手段
と、前記流体循環供給系において前記被温度制御対象物
から前記第１熱交換手段に至る部位の間の温度流体を当
該第１熱交換手段から前記第２熱交換手段に至る部位の
間に分岐送給するバイパス通路と、前記第１熱交換手段
を通過する温度流体と前記バイパス通路を通過する温度
流体との流量比を調整する流量比調整手段とを配置し、
前記流体循環供給系が供給する温度流体によって前記被
温度制御対象物の温度制御を行う温度制御方法であっ
て、前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温度を
検出し、該検出した温度に基づいて前記被温度制御対象
物に供給する温度流体を所定の設定温度に調整するべく
前記第２熱交換手段の出力を制御する出力制御工程と、
前記出力制御工程に対し並列、かつ間欠的に前記第２熱
交換手段の出力を検出する出力検出工程と、該検出した
出力が予め設定した出力範囲の外にある場合に前記第２
熱交換手段の出力を前記出力範囲内に移行させるべく、
前記流量比調整手段の駆動を制御する流量比制御工程と
を含むようにしている。
【００３１】この請求項１３に記載の発明においても、
常態においては第２熱交換手段の出力を制御することに
よって温度流体の温度を調整し、該第２熱交換手段の出
力が予め設定した出力範囲を外れた場合にのみ流量比調
整手段の駆動を制御するようにしているため、該流量比
調整手段の耐久性を損なうことなく被温度制御対象物の
温度を正確に制御することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を示す図面に
基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係
る温度制御装置の第１実施形態を示したもので、半導体
ウェハに各種半導体処理を実行する場合に適用する真空
チャンバ（被温度制御対象物）１に温度流体を循環供給
し、該供給した温度流体によって半導体ウェハをその実
行処理に応じた目標温度、例えば低温状態（−２０〜２
０℃）、中温状態（０〜６０℃）および高温状態（６０
〜８０℃）等の温度状態に定常的に維持するための温度
制御装置を例示している。なお、真空チャンバ１に循環
供給させる温度流体としては、フロリナート（登録商
標）、エチレングリコール、オイル、水等の液体や窒
素、空気、ヘリウム等の気体の中から制御すべき目標温
度に応じたものを適宜選択することができる。
【００３３】図からも明らかなように、この温度制御装
置は、流体循環供給ポンプ（流体循環供給手段）２の作
動により、真空チャンバ１に対して温度流体を循環供給
する流体循環供給系３を備えている。この流体循環供給
系３には、真空チャンバ１の排出口１ａ側から順に冷却
器（第１熱交換手段）１０、蓄熱タンク（流体混合手
段）２０、およびハロゲンランプヒータ（第２熱交換手
段）３０を介在させている。なお、以下では冷却器１０
をチラー１０と呼称する。
【００３４】チラー１０は、蒸発器１１、圧縮機１２、
凝縮器１３および膨張弁１４を備えて構成されるもの
で、該蒸発器１１において真空チャンバ１から返送され
た温度流体を冷却する。このチラー１０は、上述した流
体循環供給系３において真空チャンバ１の排出口１ａか
ら流体循環供給ポンプ２に至る部位に配置している。
【００３５】蓄熱タンク２０は、その内部に熱量をもつ
温度流体を貯留したもので、上述した流体循環供給系３
においてチラー１０から流体循環供給ポンプ２に至る部
位に配置している。この蓄熱タンク２０は、チラー１０
を通過した温度流体と、内部に貯留した温度流体とを混
合させ、これら温度流体相互間において熱の授受を行わ
せることにより、通過する温度流体の温度変動を緩和吸
収する作用を成す。
【００３６】ハロゲンランプヒータ３０は、図２に示す
ように、ヒータ本体３１と透明筒３３とハロゲンランプ
３４とを備える光加熱方式のものである。ヒータ本体３
１は、有底円筒状を成し、内周面に多数の放射状フィン
３１ａを備えている。透明筒３３は、石英ガラス等の光
透過性の極めて高い材質によって構成したもので、ヒー
タ本体３１の中心部に装着することによって該ヒータ本
体３１との間に円筒状の流体加熱通路３２を構成する。
ハロゲンランプ３４は、透明筒３３の内部に配設してい
る。このハロゲンランプヒータ３０は、上述した流体循
環供給系３において流体循環供給ポンプ２の吐出口２ａ
から真空チャンバ１の注入口１ｂに至る部位に配置され
ており、上述した流体加熱通路３２が吸入通路３５およ
び排出通路３６を通じて流体循環供給系３に連通してい
る。このハロゲンランプヒータ３０では、ハロゲンラン
プ３４を点灯すると、該ハロゲンランプ３４から放射さ
れる赤外線が流体加熱通路３２を通過する温度流体、あ
るいは多数のフィン３１ａに吸収され、その放射熱によ
って当該温度流体が加熱されることになる。
【００３７】図１に示すように、この温度制御装置で
は、上述した流体循環供給系３における蓄熱タンク２０
から流体循環供給ポンプ２に至る部位に第１流量制御バ
ルブ４０を介在させている。また、真空チャンバ１の排
出口１ａからチラー１０に至る部位と、第１流量制御バ
ルブ４０から流体循環供給ポンプ２に至る部位との間を
バイパス通路５０によって互いに連通させ、さらにこの
バイパス通路５０に第２流量制御バルブ６０を介在させ
ている。
【００３８】これら流量制御バルブ４０，６０は、後述
するバルブ制御部８５からの制御信号によって駆動する
ものであり、該制御信号に基づいてそれぞれの開度を変
更し、各開度に応じて温度流体の通過流量をそれぞれ個
別に制御する作用を成す。
【００３９】さらに、上記温度制御装置には、流体循環
供給系３におけるバイパス通路５０との合流地点Ｘに圧
力吸収手段７０を接続している。圧力吸収手段７０は、
上述した流体循環供給系３を外気から完全に隔絶した閉
回路とした場合に、この流体循環供給系３に生じる圧力
変動を吸収するためのものである。この圧力吸収手段７
０は、圧力吸収通路（接続通路）７１を通じて流体循環
供給系３に連通した圧力吸収体７２と、該圧力吸収通路
７１に介在させた圧力制御バルブ７３とを備えている。
圧力吸収体７２は、例えば図３に示すようなベローズチ
ューブ等のように、その内部圧力の変動に応じて容易に
容積を変化させることができる密閉容器である。この圧
力吸収体７２は、圧力吸収通路７１の開放端を閉塞する
態様で該圧力吸収通路７１に接続されている。圧力制御
バルブ７３は、圧力吸収体７２と流体循環供給系３との
間を断続するためのバルブである。すなわち、圧力制御
バルブ７３は、上述した流体循環供給ポンプ２が作動し
ている場合、並びに流体循環供給ポンプ２が停止し、か
つ流体循環供給系３の内部圧力が設定値以上となってい
る場合にＯＮ状態となり、上記圧力吸収体７２を流体循
環供給系３に接続させる。一方、圧力制御バルブ７３
は、流体循環供給ポンプ２が停止し、かつ流体循環供給
系３の内部圧力が上述した設定値以下となっている場合
にＯＦＦ状態となり、圧力吸収体７２と流体循環供給系
３との間の連通を断つ。
【００４０】また、上記温度制御装置には、上記流体循
環供給系３にポンプバイパス通路（供給バイパス通路）
９０を設けている。ポンプバイパス通路９０は、ハロゲ
ンランプヒータ３０を通過した後の温度流体の一部を流
体循環供給ポンプ２の吸込口２ｂに送給するためのもの
である。このポンプバイパス通路９０には、第３流量制
御バルブ９１を介在させている。第３流量制御バルブ９
１は、ポンプバイパス通路９０を通過する温度流体の流
量を制御するためのバルブである。すなわち、第３流量
制御バルブ９１は、流体循環供給ポンプ２の吐出口２ａ
において温度流体の圧力が予め設定した値を上回った場
合に開度が大きくなり、真空チャンバ１へ供給される温
度流体よりもポンプバイパス通路９０を通過する温度流
体の流量を多くする。一方、第３流量制御バルブ９１
は、流体循環供給ポンプ２の吐出口において温度流体の
圧力が予め設定した値を下回った場合に開度がほぼゼロ
となり、ポンプバイパス通路９０を通過する温度流体を
ほぼゼロとして、温度流体のほとんどを真空チャンバ１
へ供給させる。
【００４１】一方、上記温度制御装置は、ランプ制御部
（出力制御手段）８０およびバルブ制御部（バルブ制御
手段）８５を備えている。
【００４２】ランプ制御部８０は、予め設定された目標
温度と、温度センサ４を介して検出されるハロゲンラン
プヒータ３０を通過した後の温度流体の温度とに基づい
て、ハロゲンランプヒータ３０の出力を制御するものあ
る。具体的には、ランプ点灯時間のデューティ比や発光
量を適宜調整するものである。
【００４３】バルブ制御部８５は、上記ランプ制御部８
０からのランプ出力制御信号、上述した目標温度、温度
センサ４によって検出される温度流体の温度、さらには
流量センサ５を介して検出される温度流体の通過流量に
基づいて第１流量制御バルブ４０および第２流量制御バ
ルブ６０のそれぞれの開度を制御する。ここで上述した
流量センサ５は、流体循環供給系３においてバイパス通
路５０との分岐地点Ｙを通過する温度流体の流量を検出
するものである。このバルブ制御部８５には、流体循環
供給系３におけるバイパス通路５０との合流地点Ｘでの
温度流体の混合温度と、現在の温度流体の通過流量に対
して上記混合温度を達成するための各流量制御バルブ４
０，６０の開度とが、データ配列として予め上述した目
標温度に対応したものが１℃間隔で設定記憶されてい
る。
【００４４】上記のように構成した温度制御装置では、
半導体ウェハに施す実行処理に応じて目標温度が設定、
あるいは変更されると、バルブ制御部８５により、この
目標温度をキーとしてデータ配列の中からこの目標温度
に対応した温度流体の混合温度、並びにこの混合温度を
達成するための各流量制御バルブ４０，６０の開度が選
択され、チラー１０を通過した温度流体とバイパス通路
５０を通過した温度流体との混合温度が上記目標温度よ
りも僅かに低くなるように、これら第１流量制御バルブ
４０および第２流量制御バルブ６０のそれぞれの初期開
度が設定される。例えば、目標温度が上述した低温状態
の場合、第１流量制御バルブ４０の開度を大きく設定す
る一方、第２流量制御バルブ６０の開度を可及的に小さ
く設定する。また目標温度が上述した高温状態の場合、
第１流量制御バルブ４０の開度を可及的に小さく設定す
る一方、第２流量制御バルブ６０の開度を大きく設定す
る。さらに目標温度が中温状態である場合、第１流量制
御バルブ４０および第２流量制御バルブ６０をそれぞれ
半開状態に設定する。
【００４５】第１流量制御バルブ４０および第２流量制
御バルブ６０のそれぞれの初期開度が設定されると、チ
ラー１０および流体循環供給ポンプ２が作動し、真空チ
ャンバ１に温度流体が循環供給される状態となる。つま
りチラー１０によって冷却された温度流体とバイパス通
路５０を通過した温度流体とが、これら流量制御バルブ
４０，６０のそれぞれの開度に応じた割合で混合され、
さらにハロゲンランプヒータ３０を通過した後に真空チ
ャンバ１に供給される。一方、真空チャンバ１から排出
された温度流体は、再び上記流量制御バルブ４０，６０
の開度に応じた割合でチラー１０に送給されるものとバ
イパス通路５０へ送給されるものとに分岐されるように
なる。
【００４６】さらに、ランプ制御部８０およびバルブ制
御部８５が動作し、ランプ制御部８０によってハロゲン
ランプヒータ３０の出力が制御されるとともに、バルブ
制御部８５によって第１流量制御バルブ４０および第２
流量制御バルブ６０の開度がそれぞれ制御されることに
なる。
【００４７】以下、上述したランプ制御部８０およびバ
ルブ制御部８５それぞれの処理手順の実施例を示す図４
を参照しながら、真空チャンバ１において半導体ウェハ
を目標温度に制御する場合の動作について説明する。
【００４８】まず、上記温度制御装置では、ランプ制御
部８０により、所定の時間間隔毎に温度センサ４を通じ
てハロゲンランプヒータ３０から排出された温度流体の
温度が検出される（ステップ１００）。
【００４９】温度流体の温度を検出したランプ制御部８
０は、当該検出温度と、設定された目標温度との温度偏
差を算出し（ステップ１０１）、さらにこの温度偏差に
対して適宜ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算を施した
後、両者の温度偏差をゼロとするべく、ハロゲンランプ
ヒータ３０の出力調整を行う（ステップ１０２）。
【００５０】ハロゲンランプヒータ３０の出力調整を行
ったランプ制御部８０は、所定のバルブ制御実行周期に
達したか否か、例えばハロゲンランプヒータ３０に対す
る出力調整回数が１０回に達したか否かを判断し（ステ
ップ１０３）、該出力調整回数が１０回未満である場合
に手順をステップ１００にリターンさせて上述した処理
を繰り返し行う。
【００５１】一方、ハロゲンランプヒータ３０の出力調
整回数が１０回に達すると、上記ランプ制御部８０は、
処理をバルブ制御部８５に移行させる。
【００５２】処理が移行されたバルブ制御部８５では、
上記ランプ制御部８０から出力されるランプ出力制御信
号に基づいてハロゲンランプヒータ３０の出力が検出さ
れ（ステップ１０４）、さらにこの検出結果が予め設定
した出力範囲にあるか否かの判断が行われる（ステップ
１０５）。
【００５３】ハロゲンランプヒータ３０の出力が上述し
た出力範囲内にある場合、つまりハロゲンランプヒータ
３０のみによって温度流体の温度を迅速、かつ確実に制
御できる状態にある場合、上記バルブ制御部８５は、第
１流量制御バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の
開度をそれぞれ変更することなく、手順をステップ１０
０へリターンさせる。
【００５４】一方、ハロゲンランプヒータ３０の出力が
上述した出力範囲の外にある場合、つまり真空チャンバ
１から返送される温度流体に生じた著しい温度変動等の
要因により、この状態が継続するとハロゲンランプヒー
タ３０のみによっては温度流体の温度を迅速、かつ確実
に制御することが困難になると判断した場合、上記バル
ブ制御部８５は、ハロゲンランプヒータ３０の出力を直
ちに上述した出力範囲内に復帰させるように第１流量制
御バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の開度をそ
れぞれ変更し（ステップ１０６）、その処理が終了した
後に手順をステップ１００へリターンさせる。
【００５５】例えば、ハロゲンランプヒータ３０の出力
が上述した出力範囲を上回っている場合、温度流体の温
度が目標温度に対して著しく低い状態にあるため、上記
バルブ制御部８５は、流体循環供給系３におけるバイパ
ス通路５０との合流地点Ｘでの温度流体の混合温度を高
めに変更するとともに、上述したデータ配列の中からこ
の変更後の混合温度を達成するための第１流量制御バル
ブ４０および第２流量制御バルブ６０のそれぞれの開度
を選択し、第１流量制御バルブ４０の開度を減少させる
一方、第２流量制御バルブ６０の開度を増大させる。
【００５６】この結果、ハロゲンランプヒータ３０に供
給される温度流体の温度が上昇することになるため、次
のランプ制御部８０の処理においてハロゲンランプヒー
タ３０の出力が減少されて上述した出力範囲内に復帰さ
れる。
【００５７】また逆に、ハロゲンランプヒータ３０の出
力が上述した出力範囲を下回っている場合、温度流体の
温度が高温状態にあるため、上記バルブ制御部８５は、
流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との合流地
点Ｘでの温度流体の混合温度を低めに変更するととも
に、上述したデータ配列の中からこの変更後の混合温度
を達成するための第１流量制御バルブ４０および第２流
量制御バルブ６０のそれぞれの開度を選択し、第１流量
制御バルブ４０の開度を増大させる一方、第２流量制御
バルブ６０の開度を減少させる。
【００５８】この結果、ハロゲンランプヒータ３０に供
給される温度流体の温度が下降することになるため、次
のランプ制御部８０の処理においてハロゲンランプヒー
タ３０の出力が増加されて上述した出力範囲内に復帰さ
れる。
【００５９】以下、上述した動作が繰り返し行われ、流
体循環供給ポンプ２が作動している間、ハロゲンランプ
ヒータ３０および２つの流量制御バルブ４０，６０によ
って真空チャンバ１に供給する温度流体の温度が継続的
に制御される。
【００６０】上述した動作の間、上記温度制御装置によ
れば、真空チャンバ１に対して常に、熱応答性のよいハ
ロゲンランプヒータ３０によって目標温度となるように
温度調整された直後の温度流体を供給することができる
ため、当該供給された温度流体によって半導体ウェハの
温度を正確に制御することが可能となる。
【００６１】しかも、常態においては、ハロゲンランプ
ヒータ３０の出力を制御することのみによって温度流体
の温度を調整し、該ハロゲンランプヒータ３０の出力が
予め設定した出力範囲を外れた場合にのみ第１流量制御
バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の開度を制御
するようにしているため、これら流量制御バルブ４０，
６０の作動を可及的に減少させることができ、耐久性の
点でも有利となる。
【００６２】また、上記温度制御装置では、チラー１０
から流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との合
流地点Ｘまでの間に蓄熱タンク２０を介在させるように
しているため、仮にチラー１０から排出された温度流体
に温度変動が発生した場合にも、この温度変動による真
空チャンバ１への悪影響を可及的に防止することができ
る。なお、蓄熱タンク２０としては、蒸発器１１と別体
のものを適用するようにしているため、より小型のもの
を適用することが可能であり、さらに気相部分を設けた
り大気に開放する必要がないため、流体循環供給系３の
流路を単に太径に構成したものを適用することができ
る。また、第１流量制御バルブ４０および第２流量制御
バルブ６０の開度を適宜変更することによってチラー１
０から排出される温度流体の流量を調整するようにして
いるため、目標温度が上述した高温状態の場合にも、当
該チラー１０の運転を停止させる必要がない。したがっ
て、一般に再起動性に劣るといわれるチラー１０の運転
稼働率の向上、並びに熱応答性の向上を図ることができ
るようになる。
【００６３】さらに、上記温度制御装置では、流体循環
供給系３に圧力吸収体７２を介在させているため、該流
体循環供給系３を外気から完全に隔絶した閉回路をする
ことが可能であり、圧力変動に起因して蒸発したり気化
した温度流体が外部に漏出する事態を防止することがで
きる。したがって、温度流体として高価なフロリナート
を適用した場合にもその補給によるランニングコストの
増大を抑制することができる。しかも、この圧力吸収体
７２を流体循環供給ポンプ２の直前位置に配置している
ため、当該流体循環供給ポンプ２に供給される温度流体
の圧力を一定に維持することができる。したがって、圧
力の低下した温度流体を吸引することに起因する流体循
環供給ポンプ２でのキャビテーションの発生を防止する
ことができる。また、圧力吸収通路７１を介して圧力吸
収体７２を流体循環供給系３に接続しているため、該流
体循環供給系３を通過する温度流体の温度変動が圧力吸
収体７２に直接影響を与える虞れがない。したがって、
圧力吸収体７２としては、温度変動を考慮することなく
通常のゴム等、安価な材質のものを適用することが可能
となり、製造コストの低減を図ることができるようにな
る。
【００６４】ところで、上記のように流体循環供給系３
に圧力吸収体７２を備える温度制御装置では、例えば真
空チャンバ１が高所に配置されている場合、あるいは目
標温度を低温状態として運転していた場合、流体循環供
給ポンプ２の停止によって流体循環供給系３の内部圧力
が上昇し、当該圧力吸収体７２が温度流体によって汚損
されたり、該圧力吸収体７２を通じて温度流体が外部に
漏出する事態が招来される虞れがある。
【００６５】しかしながら、上記温度制御装置によれ
ば、流体循環供給系３と上記圧力吸収体７２との間に圧
力制御バルブ７３を介在させ、流体循環供給ポンプ２が
停止している場合にこれら流体循環供給系３と圧力吸収
体７２との間の連通状態を断つようにしているため、上
述した事態の発生を確実に防止することができる。しか
もこの圧力制御バルブ７３は、流体循環供給ポンプ２が
停止している状態であっても、流体循環供給系３の内部
圧力が設定値以上となった場合に流体循環供給系３と圧
力吸収体７２との間を連通させるため、流体循環供給系
３、並びにこの流体循環供給系３に配置した各機器に、
圧力が過度に増大することに起因した損傷を招来する虞
れもない。
【００６６】なお、図４に示した実施例では、ランプ制
御部８０およびバルブ制御部８５が直列的に処理を行う
ものを例示したが、図５の変形例に示すように、バルブ
制御部８５がランプ制御部８０の処理に対して並列的に
処理を行うようにすることも可能である。ただし、図５
に示す変形例では、ランプ制御部８０において温度流体
の温度を検出する周期、並びにバルブ制御部８５におい
てハロゲンランプヒータ３０の出力を検出する周期を、
該ランプ出力検出周期が流体温度検出周期よりも大とな
るように予め設定しておく必要がある。具体的には、ラ
ンプ制御部８０における流体温度の検出周期を０．１秒
サイクルに設定した場合、バルブ制御部８５におけるラ
ンプ出力の検出周期を１．０秒サイクルに設定してい
る。
【００６７】まず、図５に示したランプ制御部８０で
は、上述した流体温度検出周期毎に温度センサ４を通じ
てハロゲンランプヒータ３０から排出された温度流体の
温度が検出される（ステップ２００およびステップ２０
１）。
【００６８】温度流体の温度を検出したランプ制御部８
０は、当該検出温度と、設定された目標温度との温度偏
差を算出し（ステップ２０２）、さらにこの温度偏差に
対して適宜ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算を施した
後、両者の温度偏差をゼロとするべく、ハロゲンランプ
ヒータ３０の出力調整を行う（ステップ２０３）。
【００６９】ハロゲンランプヒータ３０の出力調整を行
ったランプ制御部８０は、直ちに手順をステップ２００
にリターンさせ、半導体ウェハに対する各種半導体処理
が終了するまでの間、上述した処理を繰り返し行う。
【００７０】一方、図５に示したバルブ制御部８５で
は、上述したランプ出力検出周期毎にランプ制御部８０
からのランプ出力制御信号に基づいてハロゲンランプヒ
ータ３０の出力が検出され（ステップ３００および３０
１）、さらに検出結果が予め設定した出力範囲にあるか
否かの判断が行われている（ステップ３０２）。
【００７１】ハロゲンランプヒータ３０の出力が上述し
た出力範囲にある場合、上記バルブ制御部８５は、第１
流量制御バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の開
度をそれぞれ変更することなく、手順をステップ３００
へリターンさせる。
【００７２】一方、ハロゲンランプヒータ３０の出力が
上述した出力範囲の外にある場合、上記バルブ制御部８
５は、ハロゲンランプヒータ３０の出力が直ちに上述し
た出力範囲に復帰するように第１流量制御バルブ４０お
よび第２流量制御バルブ６０の開度をそれぞれ変更し
（ステップ３０３）、その処理が終了した後に手順をス
テップ３００へリターンさせる。
【００７３】以下、上述した動作が繰り返し行われ、流
体循環供給ポンプ２が作動している間、ハロゲンランプ
ヒータ３０および２つの流量制御バルブ４０，６０によ
って真空チャンバ１に供給する温度流体の温度が継続的
に制御される。
【００７４】上述した動作の間、この温度制御装置にお
いても、真空チャンバ１に対して常に、熱応答性のよい
ハロゲンランプヒータ３０によって目標温度となるよう
に温度調整された直後の温度流体を供給することができ
るため、当該供給された温度流体によって半導体ウェハ
の温度を正確に制御することが可能となる。
【００７５】しかも、常態においては、ハロゲンランプ
ヒータ３０の出力を制御することのみによって温度流体
の温度を調整し、目標温度と温度センサ４の検出した温
度流体の温度との温度偏差が予め設定した偏差範囲を外
れた場合、並びにハロゲンランプヒータ３０の出力が予
め設定した出力範囲を外れた場合にのみ、第１流量制御
バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の開度を制御
するようにしているため、これら流量制御バルブ４０，
６０の作動を可及的に減少させることができ、耐久性の
点で極めて有利となる。
【００７６】なお、上述した第１実施形態では、チラー
１０から流体循環供給系３におけるバイパス通路５０と
の合流地点Ｘに至る部位に介在させた第１流量制御バル
ブ４０と、バイパス通路５０に介在させた第２流量制御
バルブ５０とによって流量比調整手段を構成するように
しているが、本発明はこれらに限定されない。
【００７７】例えば、図６に示す第１変形例のように、
流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との分岐地
点Ｙからチラー１０に至る部位に介在させた第１流量制
御バルブ４０′と、バイパス通路５０に介在させた第２
流量制御バルブ５０とによって流量比調整手段を構成す
るようにしてもよいし、また図７に示す第２変形例のよ
うに、流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との
分岐地点に介在させた唯一三方バルブ４５によって流量
比調整手段を構成することも可能である。さらに、図に
は示していないものの、三方バルブを適用する場合に
は、流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との合
流地点に唯一介在させるようにしても構わない。
【００７８】これら図６に示す第１変形例および図７に
示す第２変形例の流量比調整手段を適用した場合には、
同一温度の温度流体に対してそれぞれの流量比を調整す
ることが可能となる。したがって、温度流体として、温
度変化に応じて粘性が大きく変化するものを適用した場
合にも、それぞれの流量比を正確に調整することができ
るようになり、半導体ウェハの温度を正確に制御するこ
とが可能となる。
【００７９】また、上述した第１実施形態では、ポンプ
バイパス通路９０を設け、真空チャンバ１での圧力損失
が大きい場合に温度流体をこのポンプバイパス通路９０
へ送給するようにしているため、流体循環供給ポンプ２
の負荷を低減することができるようになる。この場合、
ポンプバイパス通路としては、流体循環供給系３におい
て流体循環供給ポンプ２から真空チャンバ１に至るまで
の間の温度流体を、該真空チャンバ１から流体循環供給
ポンプ２に至るまでの間に分岐送給するものであれば、
いかなる部位に接続されていても構わない。例えば、流
体供給ポンプ２の吐出口２ａから吐出された直後の温度
流体を該流体供給ポンプ２の吸込口２ｂに送給させるよ
うにポンプバイパス通路を設けても、同様の作用効果を
期待することができる。
【００８０】なお、ポンプバイパス通路として第１実施
形態に示すものを適用した場合には、ポンプバイパス通
路９０を通過する温度流体の流量に応じて流量比調整手
段が調整すべき温度流体の流量が変化するようになる。
したがって、半導体ウェハの温度を正確に制御するため
には、処理が煩雑になるものの、上述したように、流体
循環供給系３においてバイパス通路５０との分岐地点Ｙ
を通過する温度流体の流量を流量センサ５によって検出
し、この検出結果を流量比調整手段の駆動を制御するた
めのパラメータとして用いることが好ましい。
【００８１】図８は、こうした流量比調整バルブの制御
を煩雑化を招来することなく、流体循環供給ポンプの負
荷低減を図った温度制御装置の第２実施形態を示すもの
である。
【００８２】この温度制御装置では、第１実施形態にお
いて、流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との
合流地点Ｘの直後に配置していた流体循環供給ポンプ２
を、流体循環供給系３におけるバイパス通路５０との分
岐地点Ｙの直前に移動させている。また、この流体循環
供給ポンプ２′の移動に伴って圧力吸収手段７０′を真
空チャンバ１との間に移動させている。
【００８３】さらに、ポンプバイパス通路９０′として
は、流体循環供給系３においてバイパス通路５０との合
流地点Ｘからハロゲンランプヒータ３０に至る部位の間
の温度流体を、圧力吸収手段７０′から流体循環供給ポ
ンプ２′に至る部位の間に分岐送給するように設けてい
る。このポンプバイパス通路９０′に第３流量制御バル
ブ９１′を介在させるのは、第１実施形態と同様であ
る。なお、その他の構成に関しては、第１実施形態と同
様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明
を省略している。また、ランプ制御部８０およびバルブ
制御部８５が、図４の実施例、もしくは図５の変形例に
示すように動作する点も第１実施形態と同様である。さ
らに、流量比調整手段としては、第１実施形態と同様
に、図６に示す第１変形例や図７に示す第２変形例のも
のを適用することが可能である。
【００８４】上記のように構成した温度制御装置におい
ても、真空チャンバ１に対して常に、熱応答性のよいハ
ロゲンランプヒータ３０によって目標温度となるように
温度調整された直後の温度流体を供給することができる
ため、当該供給された温度流体によって半導体ウェハの
温度を正確に制御することが可能となる。
【００８５】しかも、常態においては、ハロゲンランプ
ヒータ３０の出力を制御することのみによって温度流体
の温度を調整し、目標温度と温度センサ４の検出した温
度流体の温度との温度偏差が予め設定した偏差範囲を外
れた場合、並びにハロゲンランプヒータ３０の出力が予
め設定した出力範囲を外れた場合にのみ、第１流量制御
バルブ４０および第２流量制御バルブ６０の開度を制御
するようにしているため、これら流量制御バルブ４０，
６０の作動を可及的に減少させることができ、耐久性の
点で極めて有利となる。
【００８６】また、真空チャンバ１での圧力損失が大き
い場合に温度流体をポンプバイパス通路９０′へ送給す
るようにしているため、流体循環供給ポンプ２′の負荷
を低減することができるようになる。
【００８７】しかも、上記温度制御装置によれば、ポン
プバイパス通路９０′を通過する温度流体の流量が変化
した場合にも、流量制御バルブ４０，６０が調整すべき
温度流体の全流量が変化することがない。したがって、
半導体ウェハの温度を正確に制御する際に、温度流体の
流量をパラメータとして用いる必要がなく、流量制御バ
ルブ４０，６０を制御するための処理が容易となる。ま
た、流量センサ５を省略できるのはいうまでもない。
【００８８】なお、ポンプバイパス通路として、流体循
環供給系３においてバイパス通路５０との合流地点Ｘか
ら真空チャンバ１に至るまでの温度流体を、該真空チャ
ンバ１からバイパス通路５０との分岐地点Ｙに至る部位
までの間に分岐送給するものを適用すれば、いかなる部
位に接続するものであっても第２実施形態と同様の作用
効果を期待することができる。
【００８９】なお、上述した実施形態においては、いず
れも半導体ウェハに対して各種半導体処理を実行する場
合に適用する真空チャンバに温度流体を循環供給し、該
供給した温度流体によって半導体ウェハをその実行処理
に応じた目標温度に定常的に維持するための温度制御装
置を例示しているが、恒温室に供給される温度流体等、
その他の温度流体の温度を制御するものにも適用するこ
とが可能である。
【００９０】また、上述した実施形態では、いずれも第
１熱交換手段として温度流体の冷却を行うものを例示
し、かつ第２熱交換手段として温度流体の加熱を行うも
のを例示しているが、逆の態様でこれら熱交換手段を配
置することも可能である。ただし、第２熱交換手段とし
ては、熱応答性に優れ、しかも出力を容易に変化させる
ことのできるものを適用することが好ましい。したがっ
て、温度流体の加熱を行うものとしてハロゲンランプヒ
ータを例示しているが、上述した条件を満たすものであ
ればその他のヒータを適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度制御装置の第１実施形態を示
す回路図である。
【図２】図１に示したハロゲンランプヒータの詳細構造
を示す断面図である。
【図３】図１に示した圧力吸収手段の具体的構成を示す
図である。
【図４】図１に示したランプ制御部およびバルブ制御部
それぞれの処理手順の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図５】図１に示したランプ制御部およびバルブ制御部
それぞれの処理手順の変形例を示すフローチャートであ
る。
【図６】図１に示した温度制御装置の第１変形例を示す
回路図である。
【図７】図１に示した温度制御装置の第２変形例を示す
回路図である。
【図８】本発明に係る温度制御装置の第２実施形態を示
す回路図である。
【符号の説明】
１…真空チャンバ、２，２′…流体循環供給ポンプ、３
…流体循環供給系、１０…チラー、２０…蓄熱タンク、
３０…ハロゲンランプヒータ、４０，４０′…第１流量
制御バルブ、４５…三方バルブ、５０…バイパス通路、
６０…第２流量制御バルブ、７０，７０′…圧力吸収手
段、７１，７１′…圧力吸収通路、７２，７２′…圧力
吸収体、８０…ランプ制御部、８５…バルブ制御部、９
０，９０′…ポンプバイパス通路、９１，９１′…第３
流量制御バルブ、Ｘ…バイパス通路との合流地点、Ｙ…
バイパス通路との分岐地点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武知 弘明 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 畠中 勉 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 高橋 典夫 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 亀井 利之 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 杉原 巧 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 柴田 勲 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (72)発明者 秋葉 浩永 神奈川県平塚市万田1200 株式会社 小 松製作所 研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−225213（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93593（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−170824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 23/00 - 23/32

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被温度制御対象物に対して所定の設定温
    度に調整された温度流体を循環供給する流体循環供給系
    を具備し、該流体循環供給系が供給する温度流体によっ
    て前記被温度制御対象物の温度制御を行う温度制御装置
    において、 前記流体循環供給系に介在させ、前記被温度制御対象物
    から返送された温度流体との間で熱交換を行う第１熱交
    換手段と、 前記流体循環供給系において前記第１熱交換手段から前
    記被温度制御対象物に至る部位の間に介在させ、通過す
    る温度流体との間で熱交換を行うことにより、該温度流
    体を前記設定温度に調整する第２熱交換手段と、 前記流体循環供給系において前記被温度制御対象物から
    前記第１熱交換手段に至る部位の間の温度流体を、当該
    第１熱交換手段から前記第２熱交換手段に至る部位の間
    に分岐送給するバイパス通路と、 前記第１熱交換手段を通過する温度流体と前記バイパス
    通路を通過する温度流体との流量比を調整する流量比調
    整手段と、 前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温度を検出
    し、該検出結果に基づいて温度流体の温度を前記設定温
    度に調整するべく、前記第２熱交換手段の出力を制御す
    る出力制御手段と、 前記第２熱交換手段の出力を検出し、この検出結果が予
    め設定した出力範囲の外にある場合に該第２熱交換手段
    の出力を前記出力範囲内に移行させるべく、前記流量比
    調整手段の駆動を制御する流量比制御手段とを備えるこ
    とを特徴とする温度制御装置。
  2. 【請求項２】 前記流量比制御手段は、前記出力制御手
    段の処理が終了した後に、直列的に前記第２熱交換手段
    の出力を検出するものであることを特徴とする請求項１
    記載の温度制御装置。
  3. 【請求項３】 前記流量比制御手段は、前記出力制御手
    段が処理を行っている場合に、該出力制御手段の処理に
    対し並列的、かつ間欠的に前記第２熱交換手段の出力を
    検出するものであることを特徴とする請求項１記載の温
    度制御装置。
  4. 【請求項４】 前記第１熱交換手段が、前記被温度制御
    対象物から返送された温度流体を冷却する冷却器であ
    り、かつ前記第２熱交換手段が、前記被温度制御対象物
    に供給する温度流体をハロゲンランプによって加熱調整
    するハロゲンランプヒータであることを特徴とする請求
    項１または請求項２または請求項３記載の温度制御装
    置。
  5. 【請求項５】 前記第１熱交換手段から前記流体循環供
    給系における前記バイパス通路との合流地点に至る部位
    に、当該第１熱交換手段を通過した温度流体を混合させ
    る流体混合手段をさらに介在させたことを特徴とする請
    求項１または請求項２または請求項３または請求項４記
    載の温度制御装置。
  6. 【請求項６】 前記流量比調整手段は、 前記流体循環供給系において前記バイパス通路との分岐
    地点から該バイパス通路との合流地点に至るまでの間に
    介在させた第１流量制御バルブと、 前記バイパス通路に介在させた第２流量制御バルブとを
    備えたものであることを特徴とする請求項１または請求
    項２または請求項３または請求項４または請求項５記載
    の温度制御装置。
  7. 【請求項７】 前記流量比調整手段は、前記流体循環供
    給系において前記バイパス通路との分岐地点、もしくは
    前記バイパス通路との合流地点のいずれか一方に介在さ
    せた三方バルブであることを特徴とする請求項１または
    請求項２または請求項３または請求項４または請求項５
    記載の温度制御装置。
  8. 【請求項８】 前記流体循環供給系は、前記バイパス通
    路との合流地点から該バイパス通路との分岐地点に至る
    までの間に、 温度流体を循環させるための流体循環供給手段と、 この流体循環供給手段の直前に位置する部位に介在さ
    せ、前記流体循環供給系に生じた温度流体の圧力変動を
    吸収する圧力吸収手段とをさらに備えることを特徴とす
    る請求項１または請求項２または請求項３または請求項
    ４または請求項５または請求項６または請求項７記載の
    温度制御装置。
  9. 【請求項９】 前記圧力吸収手段は、 前記流体循環供給系に接続された接続通路と、 この接続通路を介して前記流体循環供給系に連通し、容
    積を変化させることによって温度流体の圧力変動を吸収
    する圧力吸収体とを備えたものであることを特徴とする
    請求項８記載の温度制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記流体循環供給系は、前記バイパス
    通路との合流地点から該バイパス通路との分岐地点に至
    るまでの間に、 温度流体を循環させるための流体循環供給手段と、 前記流体循環供給系において前記流体循環供給手段から
    前記被温度制御対象物に至るまでの間の温度流体を、前
    記被温度制御対象物から前記流体循環供給手段に至るま
    での間に分岐送給する供給バイパス通路とをさらに備え
    ることを特徴とする請求項１または請求項２または請求
    項３または請求項４または請求項５または請求項６また
    は請求項７または請求項８または請求項９記載の温度制
    御装置。
  11. 【請求項１１】 前記供給バイパス通路は、前記流体循
    環供給系において前記バイパス通路との合流地点から前
    記被温度制御対象物に至るまでの温度流体を、該被温度
    制御対象物から前記バイパス通路との分岐地点に至る部
    位までの間に分岐送給するものであることを特徴とする
    請求項１０記載の温度制御装置。
  12. 【請求項１２】 被温度制御対象物に対して温度流体を
    循環供給する流体循環供給系に、前記被温度制御対象物
    から返送された温度流体との間で熱交換を行う第１熱交
    換手段と、前記第１熱交換手段から前記被温度制御対象
    物に至る部位の間において通過する温度流体との間で熱
    交換を行う第２熱交換手段と、前記流体循環供給系にお
    いて前記被温度制御対象物から前記第１熱交換手段に至
    る部位の間の温度流体を当該第１熱交換手段から前記第
    ２熱交換手段に至る部位の間に分岐送給するバイパス通
    路と、前記第１熱交換手段を通過する温度流体と前記バ
    イパス通路を通過する温度流体との流量比を調整する流
    量比調整手段とを配置し、前記流体循環供給系が供給す
    る温度流体によって前記被温度制御対象物の温度制御を
    行う温度制御方法であって、 前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温度を検出
    し、該検出した温度に基づいて前記被温度制御対象物に
    供給する温度流体を所定の設定温度に調整するべく前記
    第２熱交換手段の出力を制御する出力制御工程と、 前記出力制御工程が終了した後に、前記第２熱交換手段
    の出力を検出する出力検出工程と、 該検出した出力が予め設定した出力範囲の外にある場合
    に前記第２熱交換手段の出力を前記出力範囲内に移行さ
    せるべく、前記流量比調整手段の駆動を制御する流量比
    制御工程とを含むことを特徴とする温度制御方法。
  13. 【請求項１３】 被温度制御対象物に対して温度流体を
    循環供給する流体循環供給系に、前記被温度制御対象物
    から返送された温度流体との間で熱交換を行う第１熱交
    換手段と、前記第１熱交換手段から前記被温度制御対象
    物に至る部位の間において通過する温度流体との間で熱
    交換を行う第２熱交換手段と、前記流体循環供給系にお
    いて前記被温度制御対象物から前記第１熱交換手段に至
    る部位の間の温度流体を当該第１熱交換手段から前記第
    ２熱交換手段に至る部位の間に分岐送給するバイパス通
    路と、前記第１熱交換手段を通過する温度流体と前記バ
    イパス通路を通過する温度流体との流量比を調整する流
    量比調整手段とを配置し、前記流体循環供給系が供給す
    る温度流体によって前記被温度制御対象物の温度制御を
    行う温度制御方法であって、 前記被温度制御対象物に供給する温度流体の温度を検出
    し、該検出した温度に基づいて前記被温度制御対象物に
    供給する温度流体を所定の設定温度に調整するべく前記
    第２熱交換手段の出力を制御する出力制御工程と、 前記出力制御工程に対し並列、かつ間欠的に前記第２熱
    交換手段の出力を検出する出力検出工程と、 該検出した出力が予め設定した出力範囲の外にある場合
    に前記第２熱交換手段の出力を前記出力範囲内に移行さ
    せるべく、前記流量比調整手段の駆動を制御する流量比
    制御工程とを含むことを特徴とする温度制御方法。
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