KR20230062866A - 온도 제어 시스템 - Google Patents

온도 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230062866A
KR20230062866A KR1020237011825A KR20237011825A KR20230062866A KR 20230062866 A KR20230062866 A KR 20230062866A KR 1020237011825 A KR1020237011825 A KR 1020237011825A KR 20237011825 A KR20237011825 A KR 20237011825A KR 20230062866 A KR20230062866 A KR 20230062866A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
temperature
passage
temperature control
fluid
Prior art date
Application number
KR1020237011825A
Other languages
English (en)
Inventor
카즈히로 미무라
아츠시 코바야시
히데아키 오오쿠보
Original Assignee
가부시키가이샤 케르쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 케르쿠 filed Critical 가부시키가이샤 케르쿠
Publication of KR20230062866A publication Critical patent/KR20230062866A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1393—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/134—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element measuring the temperature of mixed fluid
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

온도 제어 시스템은 온도 조절 대상을 포함하고, 온도 조절 대상의 온도를 조정하는 순환 유체가 유통하는 순환 유로와, 순환 유로에 배치되고, 온도 조절 대상에 공급되는 순환 유체의 온도를 조정하는 온도 조절기와, 제 1 공급 유로를 통해 순환 유로에 접속되고, 제 1 온도의 제 1 유체를 송출하는 제 1 온도 조절 유닛과, 제 2 공급 유로를 통해 순환 유로에 접속되고, 제 1 온도보다 높은 제 2 온도의 제 2 유체를 송출하는 제 2 온도 조절 유닛과, 제 1 공급 유로에 배치되는 제 1 밸브와, 제 2 공급 유로에 배치되는 제 2 밸브를 구비한다. 제 2 밸브는 전자 밸브이고, 온도 조절 대상의 설정 온도가 제 1 설정 온도로부터 제 1 설정 온도보다 높은 제 2 설정 온도로 변경되었을 때에, 제 2 공급 유로를 개방한 후, 제 2 공급 유로를 폐쇄한다.

Description

온도 제어 시스템
본 개시는 온도 제어 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 관한 기술 분야에 있어서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 온도 제어 시스템이 사용된다. 특허문헌 1에 있어서, 온도 제어 시스템은 온도 조절 대상을 포함하는 순환 유로와, 순환 유로의 외부에 배치되는 온도 조절 유닛을 구비한다. 온도 조절 유닛으로부터 순환 유로로 유체가 공급됨으로써, 순환 유로를 유통하는 유체의 온도가 조정된다. 순환 유로와 온도 조절 유닛을 접속하는 유로에 밸브가 배치된다. 밸브가 제어됨으로써, 온도 조절 유닛으로부터 순환 유로로 유체가 공급된다.
국제공개 제2020/145082호
밸브의 응답 속도가 낮으면, 순환 유로를 유통하는 유체의 온도가 설정 온도로 조정될 때까지 장시간을 요할 가능성이 있다.
본 개시는 순환 유로를 유통하는 유체의 온도를 단시간에 설정 온도로 조정하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 따르면, 온도 조절 대상을 포함하고, 상기 온도 조절 대상의 온도를 조정하는 순환 유체가 유통하는 순환 유로와, 상기 순환 유로에 배치되고, 상기 온도 조절 대상에 공급되는 상기 순환 유체의 온도를 조정하는 온도 조절기와, 제 1 공급 유로를 통해 상기 순환 유로에 접속되고, 제 1 온도의 제 1 유체를 송출하는 제 1 온도 조절 유닛과, 제 2 공급 유로를 통해 상기 순환 유로에 접속되고, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도의 제 2 유체를 송출하는 제 2 온도 조절 유닛과, 상기 제 1 공급 유로에 배치되는 제 1 밸브와, 상기 제 2 공급 유로에 배치되는 제 2 밸브를 구비하고, 상기 제 2 밸브는 전자 밸브이고, 상기 온도 조절 대상의 설정 온도가 제 1 설정 온도로부터 상기 제 1 설정 온도보다 높은 제 2 설정 온도로 변경되었을 때에, 상기 제 2 공급 유로를 개방한 후, 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄하는 온도 제어 시스템이 제공된다.
본 개시에 의하면, 순환 유로를 유통하는 유체의 온도가 단시간에 설정 온도로 조정된다.
도 1은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 실시형태에 관한 온도 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 실시형태에 관한 온도 조절기의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태에 관한 온도 조절부의 일부를 확대한 단면도이다.
도 5는 실시형태에 관한 온도 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 실시형태에 관한 정상 상태로 설정된 제 1 밸브, 제 2 밸브, 제 3 밸브, 제 4 밸브, 제 5 밸브, 제 6 밸브, 및 제 9 밸브를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시형태에 관한 변경 상태로 설정된 제 1 밸브, 제 2 밸브, 제 3 밸브, 제 4 밸브, 제 5 밸브, 제 6 밸브, 및 제 9 밸브를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시형태에 관한 제 1 밸브, 제 2 밸브, 제 3 밸브, 제 4 밸브, 제 5 밸브, 제 6 밸브, 및 제 9 밸브의 각각이 변경 상태로 설정되었을 때의 온도 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시형태에 관한 온도 제어 방법을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 10은 실시형태에 관한 제 2 밸브로서 전자 밸브를 사용했을 경우 및 3방 밸브를 사용했을 경우의 각각에 있어서의 순환 유체의 검출 온도를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 12는 실시형태에 관한 온도 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 13은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템을 나타내는 구성도이다.
이하, 본 개시에 관한 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 개시는 실시형태에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 실시형태의 구성 요소는 적절히 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성 요소를 사용하지 않는 경우도 있다.
[온도 제어 시스템]
도 1은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템(1A)을 나타내는 구성도이다. 도 2는 실시형태에 관한 온도 제어 시스템(1A)을 나타내는 블록도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 온도 제어 시스템(1A)은 온도 조절 대상(100)을 포함하는 순환 유로(3)와, 순환 유로(3)에 배치되는 순환 펌프(4)와, 순환 유로(3)에 배치되는 온도 조절기(5)와, 순환 유로(3)의 외부에 배치되는 제 1 온도 조절 유닛(6)과, 순환 유로(3)의 외부에 배치되는 제 2 온도 조절 유닛(7)과, 순환 유로(3)와 제 1 온도 조절 유닛(6)을 접속하는 제 1 공급 유로(8)와, 순환 유로(3)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속하는 제 2 공급 유로(9)와, 제 1 공급 유로(8)에 배치되는 제 1 밸브(10)와, 제 2 공급 유로(9)에 배치되는 제 2 밸브(11)를 구비한다.
또한, 온도 제어 시스템(1A)은 제 1 밸브(10)와 제 1 온도 조절 유닛(6)을 접속하는 제 1 리턴 유로(12)와, 제 2 공급 유로(9)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속하는 제 2 리턴 유로(13)와, 제 2 리턴 유로(13)에 배치되는 제 3 밸브(14)와, 순환 유로(3)에 배치되는 제 4 밸브(15)와, 순환 유로(3)에 접속되는 오버플로우 유로(16)와, 오버플로우 유로(16)와 제 1 온도 조절 유닛(6)을 접속하는 제 1 오버플로우 유로(17)와, 오버플로우 유로(16)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속하는 제 2 오버플로우 유로(18)와, 순환 유로(3)로부터 분기되는 바이패스 유로(19)와, 제 1 오버플로우 유로(17)에 배치되는 제 5 밸브(20)와, 제 2 오버플로우 유로(18)에 배치되는 제 6 밸브(21)와, 제 1 오버플로우 유로(17)에 배치되는 제 7 밸브(22)와, 제 2 오버플로우 유로(18)에 배치되는 제 8 밸브(23)와, 바이패스 유로(19)에 배치되는 제 9 밸브(24)를 구비한다.
또한, 온도 제어 시스템(1A)은 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 유량(R)을 검출하는 유량 센서(25)와, 온도 조절기(5)에 유입되는 순환 유체(Fc)의 온도(Ta)를 검출하는 온도 센서(26)와, 온도 조절 대상(100)에 유입되는 순환 유체(Fc)의 온도(Tb)를 검출하는 온도 센서(27)와, 온도 조절 대상(100)의 온도(Tc)를 검출하는 온도 센서(28)와, 온도 조절 대상(100)으로부터 유출된 순환 유체(Fc)의 온도(Td)를 검출하는 온도 센서(29)와, 온도 제어 시스템(1A)을 제어하는 제어 장치(30)를 구비한다.
온도 조절 대상(100)으로서, 반도체 제조 장치의 적어도 일부가 예시된다. 실시형태에 있어서, 온도 조절 대상(100)은 플라즈마 처리 장치의 웨이퍼 홀더이다. 웨이퍼 홀더는 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마 처리되는 반도체 웨이퍼를 유지한다. 웨이퍼 홀더는 예를 들면 알루미늄제이다. 웨이퍼 홀더는 반도체 웨이퍼를 정전 흡착력으로 유지하는 정전 척을 갖는다. 정전 척은 직류 전압이 인가됨으로써 쿨롱력으로 반도체 웨이퍼를 흡착 유지한다. 웨이퍼 홀더의 온도가 제어됨으로써, 웨이퍼 홀더로 유지되고 있는 반도체 웨이퍼의 온도가 조정된다.
온도 제어 시스템(1A)은 온도 조절 대상(100)에 순환 유체(Fc)를 공급함으로써, 온도 조절 대상(100)의 온도를 제어한다. 실시형태에 있어서, 순환 유체(Fc)는 액체이다. 한편, 순환 유체(Fc)는 기체여도 된다.
순환 유로(3)는 탱크(2)와, 탱크(2)로부터 온도 조절 대상(100)으로 공급되는 순환 유체(Fc)가 유통되는 공급부(3A)와, 온도 조절 대상(100)으로부터 탱크(2)로 되돌려지는 순환 유체(Fc)가 유통되는 리턴부(3B)를 포함한다. 온도 조절 대상(100)의 온도를 조정하는 순환 유체(Fc)는 순환 유로(3)를 순환한다. 탱크(2)는 순환 유체(Fc)를 수용한다. 공급부(3A) 및 리턴부(3B)의 각각은 관로이다. 탱크(2)는 순환 유로(3)에 있어서의 순환 유체(Fc)의 버퍼로서 기능한다. 공급부(3A)는 탱크(2)의 유출구(2o)와 온도 조절 대상(100)의 유입구(100i)를 접속한다. 리턴부(3B)는 온도 조절 대상(100)의 유출구(100o)와 탱크(2)의 유입구(2i)를 접속한다.
순환 펌프(4)는 순환 유체(Fc)가 순환 유로(3)를 순환하도록 구동한다. 순환 펌프(4)는 공급부(3A)에 배치된다. 순환 펌프(4)는 제어 장치(30)로 제어된다. 순환 펌프(4)가 구동함으로써, 탱크(2)의 유출구(2o)로부터 유출된 순환 유체(Fc)는 공급부(3A)를 유통한 후, 온도 조절 대상(100)의 유입구(100i)를 통해 온도 조절 대상(100)에 공급된다. 온도 조절 대상(100)을 유통한 순환 유체(Fc)는 온도 조절 대상(100)의 유출구(100o)로부터 유출되고, 리턴부(3B)를 유통한 후, 탱크(2)의 유입구(2i)를 통해 탱크(2)에 유입된다.
온도 조절기(5)는 탱크(2)로부터 온도 조절 대상(100)으로 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도를 조정한다. 온도 조절기(5)는 순환 펌프(4)와 온도 조절 대상(100) 사이의 공급부(3A)에 배치된다. 온도 조절기(5)는 제어 장치(30)로 제어된다.
도 3은 실시형태에 관한 온도 조절기(5)의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 온도 조절기(5)는 온도 조절 유로(42)를 갖는 본체 부재(40)와, 본체 부재(40)에 접속되는 온도 조절부(50)와, 온도 조절부(50)에 접속되는 열 교환판(44)과, 온도 조절부(50)를 구동하는 구동 회로(45)를 갖는다. 실시형태에 있어서, 온도 조절기(5)는 열전 모듈(60)을 포함한다.
온도 조절 유로(42)는 본체 부재(40)의 내부에 설치된다. 탱크(2)로부터의 순환 유체(Fc)는 입구(41)를 통해 온도 조절 유로(42)로 유입된다. 온도 조절 유로(42)를 유통한 순환 유체(Fc)는 출구(43)를 통해 온도 조절 유로(42)로부터 유출된다. 온도 조절 유로(42)로부터 유출된 순환 유체(Fc)는 온도 조절 대상(100)으로 공급된다.
온도 조절부(50)는 본체 부재(40)를 통해 온도 조절 유로(42)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도를 조정한다. 온도 조절부(50)는 열전 모듈(60)을 포함한다. 온도 조절부(50)는 열전 모듈(60)을 사용하여, 순환 유체(Fc)의 온도를 조정한다.
열전 모듈(60)은 흡열 또는 발열하여, 온도 조절 유로(42)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도를 조정한다. 열전 모듈(60)은 전력의 공급에 의해 흡열 또는 발열한다. 열전 모듈(60)은 펠티에 효과에 의해, 흡열 또는 발열한다.
열 교환판(44)은 온도 조절부(50)와 열 교환한다. 열 교환판(44)은 온도 조절용 매체가 유통되는 내부 유로(도시하지 않음)를 갖는다. 온도 조절용 매체는 매체 온도 제어 장치(도시하지 않음)에 의해 온도 조정된 후, 열 교환판(44)의 내부 유로에 유입된다. 온도 조절용 매체는 내부 유로를 유통하여, 열 교환판(44)으로부터 열을 빼앗거나, 열 교환판(44)에 열을 부여하거나 한다. 온도 조절용 매체는 내부 유로로부터 유출되어, 유체 온도 제어 장치로 되돌려진다.
도 4는 실시형태에 관한 온도 조절부(50)의 일부를 확대한 단면도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 온도 조절부(50)는 복수의 열전 모듈(60)과, 복수의 열전 모듈(60)을 수용하는 케이스(51)를 갖는다. 케이스(51)의 일단면과 본체 부재(40)가 접속된다. 케이스(51)의 타단면과 열 교환판(44)이 접속된다.
열전 모듈(60)은 제 1 전극(61)과, 제 2 전극(62)과, 열전 반도체 소자(63)를 갖는다. 열전 반도체 소자(63)는 p형 열전 반도체 소자(63P)와, ｎ형 열전 반도체 소자(63N)를 포함한다. 제 1 전극(61)은 p형 열전 반도체 소자(63P) 및 ｎ형 열전 반도체 소자(63N)의 각각에 접속된다. 제 2 전극(62)은 p형 열전 반도체 소자(63P) 및 ｎ형 열전 반도체 소자(63N)의 각각에 접속된다. 제 1 전극(61)은 본체 부재(40)에 인접한다. 제 2 전극(62)은 열 교환판(44)에 인접한다. p형 열전 반도체 소자(63P)의 일방의 단면 및 ｎ형 열전 반도체 소자(63N)의 일방의 단면의 각각은 제 1 전극(61)에 접속된다. p형 열전 반도체 소자(63P)의 타방의 단면 및 ｎ형 열전 반도체 소자(63N)의 타방의 단면의 각각은 제 2 전극(62)에 접속된다.
열전 모듈(60)은 펠티에 효과에 의해, 흡열 또는 발열한다. 구동 회로(45)는 열전 모듈(60)을 흡열 또는 발열시키기 위한 전력을 열전 모듈(60)에 공급한다. 구동 회로(45)는 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62) 사이에 전위차를 부여한다. 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62) 사이에 전위차가 주어지면, 열전 반도체 소자(63)에 있어서 전하가 이동한다. 전하의 이동에 의해, 열전 반도체 소자(63)에 있어서 열이 이동한다. 이에 의해, 열전 모듈(60)은 흡열 또는 발열한다. 예를 들면, 제 1 전극(61)이 발열하고, 제 2 전극(62)이 흡열하도록, 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62) 사이에 전위차가 주어지면, 온도 조절 유로(42)를 유통하는 순환 유체(Fc)는 가열된다. 제 1 전극(61)이 흡열하고, 제 2 전극(62)이 발열하도록, 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62) 사이에 전위차가 주어지면, 온도 조절 유로(42)를 유통하는 순환 유체(Fc)는 냉각된다.
구동 회로(45)는 열전 모듈(60)에 전력(전위차)을 부여한다. 구동 회로(45)는 제어 장치(30)로 제어된다. 열전 모듈(60)에 주어지는 전력이 조정됨으로써, 열전 모듈(60)에 의한 흡열량 또는 발열량이 조정된다. 열전 모듈(60)에 의한 흡열량 또는 발열량이 조정됨으로써, 온도 조절 유로(42)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도가 조정된다.
제 1 온도 조절 유닛(6)은 제 1 온도(T1)의 제 1 유체(F1)를 송출한다. 제 1 온도 조절 유닛(6)은 제 1 공급 유로(8)를 통해 순환 유로(3)에 접속된다. 실시형태에 있어서, 제 1 공급 유로(8)는 탱크(2)에 접속된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)은 제 1 공급 유로(8)를 통해 탱크(2)에 접속된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)은 제 1 유체(F1)를 제 1 공급 유로(8)에 송출한다.
제 1 온도 조절 유닛(6)은 제어 장치(30)로 제어된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)은 제 1 탱크와, 제 1 온도 조절기와, 제 1 유체(F1)를 송출시키는 제 1 펌프를 포함한다. 제 1 온도 조절기는 열 교환기를 포함한다. 제 1 온도 조절기는 제 1 유체(F1)의 온도를 제 1 온도(T1)로 조정한다. 제 1 온도(T1)로 조정된 제 1 유체(F1)는 제 1 탱크에 저장된다. 일례로서, 제 1 온도(T1)는 5℃이다.
제 2 온도 조절 유닛(7)은 제 1 온도(T1)보다 높은 제 2 온도(T2)의 제 2 유체(F2)를 송출한다. 제 2 온도 조절 유닛(7)은 제 2 공급 유로(9)를 통해 순환 유로(3)에 접속된다. 실시형태에 있어서, 제 2 공급 유로(9)는 탱크(2)에 접속된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)은 제 2 공급 유로(9)를 통해 탱크(2)에 접속된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)은 제 2 유체(F2)를 제 2 공급 유로(9)에 송출한다.
제 2 온도 조절 유닛(7)은 제어 장치(30)로 제어된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)은 제 2 탱크와, 제 2 온도 조절기와, 제 2 유체(F2)를 송출시키는 제 2 펌프를 포함한다. 제 2 온도 조절기는 열 교환기를 포함한다. 제 2 온도 조절기는 제 2 유체(F2)의 온도를 제 2 온도(T2)로 조정한다. 제 2 온도(T2)로 조정된 제 2 유체(F2)는 제 2 탱크에 저장된다. 일례로서, 제 2 온도(T2)는 85℃이다.
제 1 공급 유로(8)는 제 1 온도 조절 유닛(6)과 탱크(2)를 접속한다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 송출된 제 1 유체(F1)는 제 1 공급 유로(8)를 유통한 후, 탱크(2)로 공급된다.
제 2 공급 유로(9)는 제 2 온도 조절 유닛(7)과 탱크(2)를 접속한다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 송출된 제 2 유체(F2)는 제 2 공급 유로(9)를 유통한 후, 탱크(2)로 공급된다.
제 1 밸브(10)는 제 1 공급 유로(8)에 배치된다. 제 1 밸브(10)는 3방 밸브이다. 제 1 밸브(10)는 비례 제어 밸브이다. 제 1 밸브(10)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 1 밸브(10)는 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정할 수 있다.
제 2 밸브(11)는 제 2 공급 유로(9)에 배치된다. 제 2 밸브(11)는 전자 밸브이다. 제 2 밸브는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 2 밸브(11)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 2 밸브(11)는 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되면, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되지 않는다. 제 2 공급 유로(9)가 개방되면, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급된다.
제 1 리턴 유로(12)는 제 1 밸브(10)와 제 1 온도 조절 유닛(6)을 접속한다. 제 1 밸브(10)는 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 적어도 일부가 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려지도록 작동 가능하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 밸브(10)가 제 1 공급 유로(8)를 제 1 개방도로 개방하고 제 1 리턴 유로(12)를 제 2 개방도로 개방했을 때에, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 제 1 밸브(10) 및 제 1 공급 유로(8)를 통해 탱크(2)로 공급된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 제 1 밸브(10) 및 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려진다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 제 1 온도 조절 유닛(6), 제 1 공급 유로(8), 제 1 밸브(10), 및 제 1 리턴 유로(12)를 포함하는 순환 유로에 있어서 순환한다.
제 1 밸브(10)가 제 1 리턴 유로(12)를 폐쇄하고 제 1 공급 유로(8)를 개방했을 때에, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 전부가 제 1 밸브(10) 및 제 1 공급 유로(8)를 통해 탱크(2)에 공급된다.
제 1 밸브(10)가 제 1 공급 유로(8)를 폐쇄하고 제 1 리턴 유로(12)를 개방했을 때에, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 전부가, 제 1 밸브(10) 및 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려진다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)는 제 1 온도 조절 유닛(6), 제 1 공급 유로(8)의 일부, 제 1 밸브(10), 및 제 1 리턴 유로(12)를 포함하는 순환 유로에 있어서 순환한다.
제 2 리턴 유로(13)는 제 2 밸브(11)와 제 2 온도 조절 유닛(7) 사이의 제 2 공급 유로(9)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속한다.
제 3 밸브(14)는 제 2 리턴 유로(13)에 배치된다. 제 3 밸브(14)는 전자 밸브이다. 제 3 밸브(14)는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 3 밸브(14)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 3 밸브(14)는 제 2 리턴 유로(13)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 제 2 리턴 유로(13)가 폐쇄되면, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 송출된 제 2 유체(F2)는 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려지지 않는다.
제 3 밸브(14)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 2 리턴 유로(13)를 폐쇄한다. 제 3 밸브(14)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2)가 제 2 리턴 유로(13)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려지도록, 제 2 리턴 유로(13)를 개방한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄하고 제 3 밸브(14)가 제 2 리턴 유로(13)를 개방했을 때에, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2) 전부가 제 3 밸브(14) 및 제 2 리턴 유로(13)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려진다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2)는 제 2 온도 조절 유닛(7), 제 2 공급 유로(9), 제 3 밸브(14), 및 제 2 리턴 유로(13)를 포함하는 순환 유로에 있어서 순환한다.
제 3 밸브(14)가 제 2 리턴 유로(13)를 폐쇄하고 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2) 전부가 제 2 밸브(11) 및 제 2 공급 유로(9)를 통해 탱크(2)에 공급된다.
제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급될 때, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 탱크(2)로 제 1 유체(F1)가 공급되지 않는다. 즉, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방할 때에, 제 1 밸브(10)가 제 1 공급 유로(8)를 폐쇄한다.
제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 탱크(2)로 제 1 유체(F1)가 공급될 때, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되지 않는다. 즉, 제 1 밸브(10)가 제 1 공급 유로(8)를 개방할 때에, 제 2 밸브(11)는 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄한다.
순환 유체(Fc)와 탱크(2)에 공급된 제 1 유체(F1) 및 제 2 유체(F2)의 적어도 일방은 탱크(2)에 있어서 혼합된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 탱크(2)로 제 1 유체(F1)가 공급됨으로써, 순환 유체(Fc)와 제 1 유체(F1)가 탱크(2)에 있어서 혼합된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급됨으로써, 순환 유체(Fc)와 제 2 유체(F2)가 탱크(2)에 있어서 혼합된다.
제 4 밸브(15)는 순환 유로(3)에 배치된다. 실시형태에 있어서, 제 4 밸브(15)는 온도 조절 대상(100)의 유출구(100o)와 탱크(2)의 유입구(2i) 사이의 순환 유로(3)의 리턴부(3B)에 배치된다. 제 4 밸브(15)는 전자 밸브이다. 제 4 밸브(15)는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 4 밸브(15)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 4 밸브(15)는 순환 유로(3)의 리턴부(3B)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 리턴부(3B)가 폐쇄되면, 온도 조절 대상(100)으로부터 송출된 순환 유체(Fc)는 탱크(2)으로 되돌려지지 않는다. 리턴부(3B)가 개방되면, 온도 조절 대상(100)으로부터 송출된 순환 유체(Fc)는 탱크(2)로 되돌려진다.
제 4 밸브(15)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에 순환 유로(3)를 폐쇄한다. 제 4 밸브(15)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에 순환 유로(3)를 개방한다. 즉, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급될 때, 온도 조절 대상(100)으로부터 탱크(2)로 순환 유체(Fc)가 되돌려지지 않는다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되지 않을 때, 온도 조절 대상(100)으로부터 탱크(2)로 순환 유체(Fc)가 되돌려진다.
오버플로우 유로(16)는 탱크(2)에 접속된다. 오버플로우 유로(16)는 순환 유로(3)로부터 분기하도록 탱크(2)에 접속된다.
제 1 오버플로우 유로(17)는 순환 유로(3)와 제 1 온도 조절 유닛(6)을 접속한다. 실시형태에 있어서, 제 1 오버플로우 유로(17)의 일단부는 오버플로우 유로(16)에 접속되고, 오버플로우 유로(16)를 통해 탱크(2)에 접속된다. 제 1 오버플로우 유로(17)의 타단부는 제 1 리턴 유로(12)에 접속되고, 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)에 접속된다.
제 2 오버플로우 유로(18)는 순환 유로(3)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속한다. 실시형태에 있어서, 제 2 오버플로우 유로(18)의 일단부는 오버플로우 유로(16)에 접속되고, 오버플로우 유로(16)를 통해 탱크(2)에 접속된다. 제 2 오버플로우 유로(18)의 타단부는 제 2 리턴 유로(13)에 접속되고, 제 2 리턴 유로(13)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)에 접속된다.
바이패스 유로(19)는 순환 유로(3)의 리턴부(3B)와 제 1 오버플로우 유로(17) 및 제 2 오버플로우 유로(18)의 각각을 접속한다.
제 5 밸브(20)는 제 1 오버플로우 유로(17)에 배치된다. 제 5 밸브(20)는 전자 밸브이다. 제 5 밸브(20)는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 5 밸브(20)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 5 밸브(20)는 제 1 오버플로우 유로(17)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 제 1 오버플로우 유로(17)가 폐쇄되면, 탱크(2)로부터 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 순환 유체(Fc)가 공급되지 않는다. 제 1 오버플로우 유로(17)가 개방되면, 탱크(2)로부터 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다.
제 5 밸브(20)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 1 오버플로우 유로(17)를 폐쇄하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 1 오버플로우 유로(17)를 개방한다. 즉, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급될 때, 탱크(2)로부터 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 순환 유체(Fc)가 공급되지 않는다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되지 않을 때, 탱크(2)로부터 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다.
제 6 밸브(21)는 제 2 오버플로우 유로(18)에 배치된다. 제 6 밸브(21)는 전자 밸브이다. 제 6 밸브(21)는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 6 밸브(21)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 6 밸브(21)는 제 2 오버플로우 유로(18)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 제 2 오버플로우 유로(18)가 폐쇄되면, 탱크(2)로부터 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 순환 유체(Fc)가 공급되지 않는다. 제 2 오버플로우 유로(18)가 개방되면, 탱크(2)로부터 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다.
제 6 밸브(21)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 2 오버플로우 유로(18)를 개방하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 2 오버플로우 유로(18)를 폐쇄한다. 즉, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급될 때, 탱크(2)로부터 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되지 않을 때, 탱크(2)로부터 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 순환 유체(Fc)가 공급되지 않는다.
제 7 밸브(22)는 제 1 오버플로우 유로(17)에 있어서, 제 5 밸브(20)와 제 1 리턴 유로(12) 사이에 배치된다. 제 7 밸브(22)는 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 오버플로우 유로(17)를 통해 탱크(2)로 제 1 유체(F1)가 공급되는 것을 억제하는 역지 밸브이다.
제 8 밸브(23)는 제 2 오버플로우 유로(18)에 있어서, 제 6 밸브(21)와 제 2 리턴 유로(13) 사이에 배치된다. 제 8 밸브(23)는 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 오버플로우 유로(18)를 통해 탱크(2)로 제 2 유체(F2)가 공급되는 것을 억제하는 역지 밸브이다.
제 9 밸브(24)는 바이패스 유로(19)에 배치된다. 제 9 밸브(24)는 전자 밸브이다. 제 9 밸브(24)는 개폐 밸브(온오프 밸브)이다. 제 9 밸브(24)는 제어 장치(30)로 제어된다. 제 9 밸브(24)는 바이패스 유로(19)를 폐쇄 및 개방할 수 있다. 바이패스 유로(19)가 폐쇄되면, 리턴부(3B)로부터 제 1 오버플로우 유로(17) 및 제 2 오버플로우 유로(18)의 각각으로 순환 유체(Fc)가 공급되지 않는다. 바이패스 유로(19)가 개방되면, 리턴부(3B)로부터 제 1 오버플로우 유로(17) 및 제 2 오버플로우 유로(18)의 각각으로 순환 유체(Fc)가 공급된다. 바이패스 유로(19)가 개방된 상태에서 제 1 오버플로우 유로(17)가 개방됨으로써, 리턴부(3B)로부터 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다. 바이패스 유로(19)가 개방된 상태에서 제 2 오버플로우 유로(18)가 개방됨으로써, 리턴부(3B)로부터 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 순환 유체(Fc)가 공급된다.
제 9 밸브(24)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 바이패스 유로(19)를 개방하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 바이패스 유로(19)를 폐쇄한다.
유량 센서(25)는 순환 펌프(4)와 온도 조절기(5) 사이의 공급부(3A)에 배치된다. 유량 센서(25)는 탱크(2)로부터 유출되어, 온도 조절기(5)로 유입되기 전의 순환 유체(Fc)의 유량(R)을 검출한다.
온도 센서(26)는 순환 펌프(4)와 온도 조절기(5) 사이의 공급부(3A)에 배치된다. 온도 센서(26)는 탱크(2)로부터 유출되어, 온도 조절기(5)로 유입되기 전의 순환 유체(Fc)의 온도(Ta)를 검출한다.
온도 센서(27)는 온도 조절기(5)와 온도 조절 대상(100) 사이의 공급부(3A)에 배치된다. 온도 센서(27)는 온도 조절기(5)에서 온도가 조정되고, 온도 조절 대상(100)에 유입되기 전의 순환 유체(Fc)의 온도(Tb)를 검출한다.
온도 센서(28)는 온도 조절 대상(100)에 배치된다. 온도 센서(28)는 온도 조절 대상(100)의 온도(Tc)를 검출한다. 한편, 온도 센서(28)는 온도 조절 대상(100)을 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도를 검출해도 된다.
온도 센서(29)는 온도 조절 대상(100)과 제 4 밸브(15) 사이의 리턴부(3B)에 배치된다. 온도 센서(29)는 온도 조절 대상(100)으로부터 유출되어, 탱크(2)로 유입되기 전의 순환 유체(Fc)의 온도(Td)를 검출한다.
제어 장치(30)는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 제어 장치(30)는 프로세서와, 메인 메모리와, 스토리지와, 인터페이스를 갖는다. 프로세서로서, CPU(Central Processing Unit) 또는 MPU(Micro Processing Unit)가 예시된다. 메인 메모리로서, 불휘발성 메모리 및 휘발성 메모리가 예시된다. 불휘발성 메모리로서, ROM(Read Only Memory)이 예시된다. 휘발성 메모리로서, RAM(Random Access Memory)이 예시된다. 스토리지로서, 자기 디스크, 광자기 디스크, 및 반도체 메모리가 예시된다. 인터페이스로서, 입출력 회로 또는 통신 회로가 예시된다.
제어 장치(30)는 온도 조절 대상(100)의 온도가 설정 온도(SV)가 되도록, 온도 조절기(5), 제 1 밸브(10), 및 제 2 밸브(11)의 각각을 제어한다. 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)란 온도 조절 대상(100)의 목표 온도를 말한다.
또한, 제어 장치(30)는 제 1 밸브(10)의 상태 및 제 2 밸브(11)의 상태에 맞추어, 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각을 제어한다.
제어 장치(30)는 예를 들면, 온도 센서(27)의 검출 데이터, 온도 센서(28)의 검출 데이터, 또는 온도 센서(29)의 검출 데이터에 기초하여, 온도 조절기(5), 제 1 밸브(10), 및 제 2 밸브(11)의 각각을 제어한다. 실시형태에 있어서는 설명을 간단히 하기 위해서, 제어 장치(30)는 온도 센서(29)의 검출 데이터에 기초하여, 온도 조절기(5), 제 1 밸브(10), 및 제 2 밸브(11)의 각각을 제어하는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 온도 센서(29)에 의해 검출된 순환 유체(Fc)의 온도를 적절히, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)라고 칭한다.
실시형태에 있어서, 제 2 밸브(11)는 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 1 설정 온도(SVl)보다 높은 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후, 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄한다. 제 2 밸브(11)는 전자 밸브이기 때문에, 제 2 공급 유로(9)를 빠르게 개방하여, 탱크(2)에 대한 제 2 유체(F2)의 공급을 빠르게 실시할 수 있다. 또한, 제 2 밸브(11)는 전자 밸브이기 때문에, 제 2 공급 유로(9)를 빠르게 폐쇄하여, 탱크(2)에 대한 제 2 유체(F2)의 공급 정지를 빠르게 실시할 수 있다. 즉, 제 2 밸브(11)의 개폐 동작에 의해, 순환 유로(3)에 대하여 적당량의 제 2 유체(F2)가 빠르게 공급된다. 순환 유로(3)에 대하여 적당량의 제 2 유체(F2)가 빠르게 공급됨으로써, 순환 유체(Fc)의 온도가 빠르게 조정된다.
실시형태에 있어서, 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 2 밸브(11)의 개폐 동작은 한번만 실시된다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작이란 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후에 폐쇄하는 동작을 말한다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작이 다수 회 실시되지 않기 때문에, 제 2 밸브(11)의 열화가 억제된다.
온도 조절기(5)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 온도 조절 대상(100)에 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도가 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록, 순환 유체(Fc)의 온도를 조정한다. 온도 조절기(5)는 열전 모듈(60)을 포함하기 때문에, 순환 유체(Fc)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다.
또한, 제 1 밸브(10)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 온도 조절 대상(100)에 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도가 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록, 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정한다. 제 1 밸브(10)는 비례 제어 밸브이기 때문에, 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 고정밀도로 조정할 수 있다. 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량이 고정밀도로 조정되기 때문에, 순환 유체(Fc)의 온도가 고정밀도로 조정된다.
즉, 실시형태에 있어서는 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 순환 유체(Fc)의 온도와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 단시간에 작아지도록, 제 2 밸브(11)의 개폐 동작이 실시된다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작에 의해, 순환 유체(Fc)의 온도가 대략적으로 조정된 후, 온도 조절기(5) 및 유량이 고정밀도로 조정된 제 1 유체(F1)의 일방 또는 양방에 의해, 순환 유체(Fc)의 온도가 고정밀도로 조정된다.
[제어 방법]
도 5는 실시형태에 관한 온도 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 5를 참조하면서, 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 1 설정 온도(SVl)보다 높은 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때의 온도 조절 대상(100)의 온도 제어 방법에 대해 설명한다.
온도 조절 대상(100)이 플라즈마 처리 장치의 웨이퍼 홀더인 경우, 웨이퍼 홀더에 웨이퍼가 유지된 상태에서, 웨이퍼 홀더의 설정 온도(SV)가 변경되는 경우가 있다. 즉, 플라즈마 처리의 내용에 기초하여, 웨이퍼 홀더의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로 설정되는 경우와 제 2 설정 온도(SVh)로 설정되는 경우가 있다. 일례로서, 제 1 설정 온도(SVl)는 25℃이고, 제 2 설정 온도(SVh)는 60℃이다.
온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로 유지되어 있을 때에, 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각은 정상 상태로 설정된다.
도 6은 실시형태에 관한 정상 상태로 설정된 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 1은 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각이 정상 상태로 설정되었을 때의 온도 제어 시스템(1A)을 나타낸다.
도 1 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 정상 상태는 제 1 밸브(10)가 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄하고, 제 3 밸브(14)가 제 2 리턴 유로(13)를 개방하고, 제 4 밸브(15)가 순환 유로(3)를 개방하고, 제 5 밸브(20)가 제 1 오버플로우 유로(17)를 개방하고, 제 6 밸브(21)가 제 2 오버플로우 유로(18)를 폐쇄하고, 제 9 밸브(24)가 바이패스 유로(19)를 폐쇄하는 상태이다.
제어 장치(30)는 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로 유지되어 있을 때에, 순환 유로(3)가 개방되도록 제 4 밸브(15)를 제어한다. 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)가 순환 유로(3)를 순환하고 있는 상태에서, 온도 조절 대상(100)이 제 1 설정 온도(SVl)가 되도록 온도 조절기(5)를 제어한다. 또한, 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)가 순환 유로(3)를 순환하고 있는 상태에서, 온도 조절 대상(100)이 제 1 설정 온도(SVl)가 되도록 제 1 밸브(10)를 제어하고, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정한다. 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)에 기초하여, 온도 조절기(5) 및 제 1 밸브(10)를 제어한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 탱크(2)에 공급된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려진다.
또한, 제어 장치(30)는 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 제 1 유체(F1)가 공급될 경우, 제 1 오버플로우 유로(17)가 개방되도록 제 5 밸브(20)를 제어하고, 제 2 오버플로우 유로(18)가 폐쇄되도록 제 6 밸브(21)를 제어하고, 바이패스 유로(19)가 폐쇄되도록 제 9 밸브(24)를 제어한다. 제 1 유체(F1)가 순환 유로(3)에 공급됨으로써, 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 양이 증가한다. 제 1 오버플로우 유로(17)가 개방됨으로써, 순환 유로(3)의 잉여의 순환 유체(Fc)는 제 1 오버플로우 유로(17)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)에 공급된다.
또한, 제어 장치(30)는 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로 유지되어 있을 때에, 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되도록 제 2 밸브(11)를 제어하고, 제 2 리턴 유로(13)가 개방되도록 제 3 밸브(14)를 제어한다. 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되고 제 2 리턴 유로(13)가 개방됨으로써, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 송출된 제 2 유체(F2) 전부가 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려진다.
온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 1 설정 온도(SVl)보다 높은 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되면, 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각은 변경 상태로 설정된다(스텝 S1).
한편, 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 경우, 플라즈마 처리가 정지된다.
도 7은 실시형태에 관한 변경 상태로 설정된 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 실시형태에 관한 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각이 변경 상태로 설정되었을 때의 온도 제어 시스템(1A)을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 변경 상태는 제 1 밸브(10)가 제 1 공급 유로(8)를 폐쇄하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방하고, 제 3 밸브(14)가 제 2 리턴 유로(13)를 폐쇄하고, 제 4 밸브(15)가 순환 유로(3)를 폐쇄하고, 제 5 밸브(20)가 제 1 오버플로우 유로(17)를 폐쇄하고, 제 6 밸브(21)가 제 2 오버플로우 유로(18)를 개방하고, 제 9 밸브(24)가 바이패스 유로(19)를 개방하는 상태이다.
제어 장치(30)는 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 2 공급 유로(9)가 개방되도록 제 2 밸브(11)를 제어한다. 또한, 제어 장치(30)는 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 2 리턴 유로(13)가 폐쇄되도록 제 3 밸브(14)를 제어한다. 제 2 공급 유로(9)가 개방되고 제 2 리턴 유로(13)가 폐쇄됨으로써, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2) 전부가 탱크(2)로 공급된다.
또한, 제어 장치(30)는 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 1 공급 유로(8)가 폐쇄되도록 제 1 밸브(10)를 제어한다. 제 1 공급 유로(8)가 제 1 밸브(10)에 의해 폐쇄됨으로써, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1) 전부가 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려진다.
또한, 제어 장치(30)는 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 순환 유로(3)의 리턴부(3B)가 폐쇄되도록 제 4 밸브(15)를 제어한다.
또한, 제어 장치(30)는 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 순환 유로(3)로 제 2 유체(F2)가 공급될 경우, 제 2 오버플로우 유로(18)가 개방되도록 제 6 밸브(21)를 제어하고, 제 1 오버플로우 유로(17)가 폐쇄되도록 제 5 밸브(20)를 제어한다. 제 2 유체(F2)가 순환 유로(3)에 공급됨으로써, 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 양이 증가한다. 제 2 오버플로우 유로(18)가 개방됨으로써, 순환 유로(3)의 잉여의 순환 유체(Fc)는 제 2 오버플로우 유로(18)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)에 공급된다.
또한, 제어 장치(30)는 제 4 밸브(15)에 의해 순환 유로(3)의 리턴부(3B)가 폐쇄되었을 경우, 바이패스 유로(19)가 개방되도록 제 9 밸브(24)를 제어한다. 바이패스 유로(19)가 개방됨으로써, 온도 조절 대상(100)의 유출구(100o)로부터 유출된 순환 유체(Fc)는 바이패스 유로(19) 및 제 2 오버플로우 유로(18)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 공급된다.
제어 장치(30)는 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각을 변경 상태로 설정한 후, 온도 센서(29)로부터 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)를 취득한다(스텝 S2).
제어 장치(30)는 스텝 S2에 있어서 취득한 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 되었는지 여부를 판정한다(스텝 S3).
규정값(γ)은 미리 정해져 있는 값이며, 제어 장치(30)에 기억되어 있다.
스텝 S3에 있어서, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 되어 있지 않은 것으로 판정했을 경우(스텝 S3: No), 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 될 때 까지, 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각을 변경 상태로 유지하고, 스텝 S2 및 스텝 S3의 처리를 실시한다.
스텝 S3에 있어서, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 되었다고 판정했을 경우(스텝 S3: Yes), 제어 장치(30)는 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 제 3 밸브(14), 제 4 밸브(15), 제 5 밸브(20), 제 6 밸브(21), 및 제 9 밸브(24)의 각각을 정상 상태로 설정한다(스텝 S4).
이와 같이, 제 2 밸브(11)는 스텝 S1에 있어서 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 되었을 때에, 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄한다.
한편, 제 2 밸브(11)는 스텝 S1에 있어서 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후, 설정 온도(SV)가 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되고 나서 규정 시간이 경과했을 때에, 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄해도 된다.
도 1 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 정상 상태는 제 1 밸브(10)가 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄하고, 제 3 밸브(14)가 제 2 리턴 유로(13)를 개방하고, 제 4 밸브(15)가 순환 유로(3)를 개방하고, 제 5 밸브(20)가 제 1 오버플로우 유로(17)를 개방하고, 제 6 밸브(21)가 제 2 오버플로우 유로(18)를 폐쇄하고, 제 9 밸브(24)가 바이패스 유로(19)를 폐쇄하는 상태이다.
제 4 밸브(15)에 의해 순환 유로(3)의 리턴부(3B)가 개방됨으로써, 순환 유체(Fc)는 순환 유로(3)를 순환한다.
제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)가 순환 유로(3)를 순환하고 있는 상태에서, 온도 조절 대상(100)이 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록 온도 조절기(5)를 제어한다. 또한, 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)가 순환 유로(3)를 순환하고 있는 상태에서, 온도 조절 대상(100)이 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록 제 1 밸브(10)를 제어하여, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정한다. 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)에 기초하여, 온도 조절기(5) 및 제 1 밸브(10)를 제어한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 탱크(2)로 공급된다. 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 일부는 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려진다. 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 송출된 제 2 유체(F2)는 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려진다.
한편, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 미리 정해져 있는 역치(δ) 이하가 되었을 때, 플라즈마 처리가 재개된다.
도 9는 실시형태에 관한 온도 제어 방법을 나타내는 타이밍 차트이다. 도 9에 있어서, 시점(t0)은 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경된 시점이다. 도 9에 있어서, 가로축은 시점(t0)으로부터의 경과 시간을 나타내고, 제 1 그래프의 세로축은 온도를 나타내고, 제 2 그래프의 세로축은 제어 장치(30)로부터 제 1 밸브(10), 제 2 밸브(11), 및 온도 조절기(5)의 각각으로 출력되는 제어 신호의 제어값을 나타낸다.
제 1 그래프에 있어서, 라인(PV)은 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)를 나타내고, 라인(SV)은 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)를 나타낸다.
제 2 그래프에 있어서, 라인(Ca)은 제 1 밸브(10)에 출력되는 제어 신호의 제어값(Ca)을 나타내고, 라인(Cb)은 제 2 밸브(11)에 출력되는 제어 신호의 제어값(Cb)을 나타내고, 라인(Cc)은 온도 조절기(5)에 출력되는 제어 신호의 제어값(Cc)을 나타낸다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 시점(t0)에 있어서, 제어 장치(30)는 제 1 공급 유로(8)가 소정 개방도로 개방되어 있는 상태로부터 폐쇄되는 상태로 변화하도록 제 1 밸브(10)에 제어 신호를 출력한다. 시점(t0)에 있어서, 제어 장치(30)는 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되어 있는 상태로부터 개방되는 상태로 변화하도록 제 2 밸브(11)에 제어 신호를 출력한다. 제어 장치(30)는 온도 조절기(5)의 조정 가능 온도 범위에 있어서 가장 고온도가 되도록 온도 조절기(5)에 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)는 제 1 설정 온도(SVl)로부터 급격히 상승한다. 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차는 단시간에 작아진다.
제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 되었을 때에, 제어 장치(30)는 제 2 공급 유로(9)가 개방되어 있는 상태로부터 폐쇄되는 상태로 변화하도록 제 2 밸브(11)에 제어 신호를 출력한다. 실시형태에 있어서, 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)가 제 2 설정 온도(SVh)에 도달하지 않고, 또한, 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ)이 되었을 때에, 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되도록 제 2 밸브(11)에 제어 신호를 출력한다. 즉, 실시형태에 있어서, 제어 장치(30)는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)가 온도 [SVh-γ]에 도달했을 때에, 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되도록 제 2 밸브(11)에 제어 신호를 출력한다.
제어 장치(30)는 제 2 밸브(11)의 개폐 동작을 한번만 실시한다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작이 다수 회 실시되지 않기 때문에, 제 2 밸브(11)의 열화가 억제된다. 제 2 밸브(11)는 전자 밸브이기 때문에, 제 2 공급 유로(9)를 빠르게 개방하여, 탱크(2)에 대한 제 2 유체(F2)의 공급을 빠르게 실시할 수 있다. 또한, 제 2 밸브(11)는 전자 밸브이기 때문에, 제 2 공급 유로(9)를 빠르게 폐쇄하여, 탱크(2)에 대한 제 2 유체(F2)의 공급 정지를 빠르게 실시할 수 있다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작에 의해, 순환 유로(3)에 대하여 적당량의 제 2 유체(F2)가 빠르게 공급된다. 순환 유로(3)에 대하여 적당량의 제 2 유체(F2)가 빠르게 공급됨으로써, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 단시간에 작아진다.
제어 장치(30)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 온도 조절 대상(100)에 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도가 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록, 온도 조절기(5)에 제어 신호를 출력한다. 온도 조절기(5)는 열전 모듈(60)을 포함하기 때문에, 순환 유체(Fc)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다.
또한, 제어 장치(30)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 온도 조절 대상(100)에 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도가 제 2 설정 온도(SVh)가 되도록 제 1 밸브(10)를 제어하여, 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 조정한다. 제 1 밸브(10)는 비례 제어 밸브이기 때문에, 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 고정밀도로 조정할 수 있다. 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량이 고정밀도로 조정되기 때문에, 순환 유체(Fc)의 온도가 고정밀도로 조정된다.
이렇게, 실시형태에 있어서는 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 단시간에 작아지도록, 제 2 밸브(11)의 개폐 동작이 실시된다. 제 2 밸브(11)의 개폐 동작에 의해, 순환 유체(Fc)의 온도가 대략적으로 조정된 후, 온도 조절기(5) 및 유량이 고정밀도로 조정된 제 1 유체(F1)의 일방 또는 양방에 의해, 순환 유체(Fc)의 온도가 고정밀도로 조정된다.
한편, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방한 후, 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되고 나서 규정 시간이 경과했을 때에, 제어 장치(30)는 제 2 공급 유로(9)가 개방되어 있는 상태로부터 폐쇄되는 상태로 변화하도록 제 2 밸브(11)에 제어 신호를 출력해도 된다. 즉, 시점(t0)으로부터 규정 시간 후의 시점(ts)에 있어서, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄하고, 온도 조절기(5) 및 제 1 유체(F1)의 적어도 일방에 의한 순환 유체(Fc)의 온도의 조정이 개시되어도 된다. 규정 시간은 미리 정해진 값이다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 실시형태에 의하면, 온도 제어 시스템(1A)은 온도 조절 대상(100)을 포함하는 순환 유로(3)와, 순환 유로(3)의 외부에 배치되는 제 2 온도 조절 유닛(7)과, 순환 유로(3)와 제 2 온도 조절 유닛(7)을 접속하는 제 2 공급 유로(9)와, 제 2 공급 유로(9)에 배치되는 전자 밸브(개폐 밸브)인 제 2 밸브(11)를 구비한다. 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 제 2 밸브(11)는 제 2 공급 유로(9)를 한번만 개방하고, 검출 온도(PV)가 온도 [SVh-γ]에 도달했을 때에 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄한다. 전자 밸브인 제 2 밸브(11)의 응답 속도는 예를 들면 비례 제어 밸브인 3방 밸브의 응답 속도보다 높다. 제 2 밸브(11)의 응답 속도가 높기 때문에, 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)와 제 2 설정 온도(SVh)의 차가 규정값(γ) 이하가 될 때까지 필요로 하는 시간이 짧아진다. 따라서, 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경되었을 때에, 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도가 단시간에 제 2 설정 온도(SVh)로 조정된다.
도 10은 실시형태에 관한 제 2 밸브(11)로서 전자 밸브를 사용했을 경우 및 3방 밸브를 사용했을 경우의 각각에 있어서의 순환 유체(Fc)의 검출 온도(PV)를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 그래프에 있어서, 가로축은 시간이고, 세로축은 검출 온도(PV)이다. 시점(t0)에 있어서, 온도 조절 대상(100)의 설정 온도(SV)가 제 1 설정 온도(SVl)로부터 제 2 설정 온도(SVh)로 변경된다. 라인(PV1)은 제 2 밸브(11)로서 전자 밸브(개폐 밸브)를 사용했을 경우의 검출 온도(PV)를 나타낸다. 라인(PV2)은 제 2 밸브(11)로서 3방 밸브(비례 제어 밸브)를 사용했을 경우의 검출 온도(PV)를 나타낸다. 제 2 밸브(11)로서 전자 밸브를 사용했을 경우, 검출 온도(PV)가 프로세스 개시 온도 [SVh-α]에 시점(t1)에서 도달한다. α는 미리 정해진 임의의 역치이다. 제 2 밸브(11)로서 3방 밸브를 사용했을 경우, 검출 온도(PV)가 프로세스 개시 온도 [SVh-α]에 시점(t1)보다 시간(ΔT)만큼 뒤의 시점(t2)에서 도달한다. 이렇게, 제 2 밸브(11)로서 전자 밸브를 사용했을 경우, 제 2 밸브(11)로서 3방 밸브를 사용했을 경우에 비해, 검출 온도(PV)는 프로세스 개시 온도 [SVh-α]에 단시간에 도달할 수 있다.
온도 조절기(5)는 열전 모듈(60)을 포함한다. 이에 의해, 온도 조절기(5)는 온도 조절 대상(100)에 공급되는 순환 유체(Fc)의 온도를 고정밀도로 조정할 수 있다.
제 1 공급 유로(8)에 배치되는 제 1 밸브(10)로서, 비례 제어 밸브(3방 밸브)가 사용된다. 실시형태에 있어서, 온도 조절 대상(100)은 플라즈마 처리 장치의 웨이퍼 홀더이다. 웨이퍼 홀더는 플라즈마 처리에 있어서 끊임없이 가열된다. 즉, 온도 조절 대상(100)에는 열 외란이 입력된다. 열 외란이 입력되는 온도 조절 대상(100)의 온도를 설정 온도(SV(SVl, SVh))로 조정할 경우, 순환 유로(3)에 저온도의 제 1 유체(F1)를 적정한 유량으로 공급하는 것이 유효하다. 그 때문에, 제 1 밸브(10)로서, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량을 고정밀도로 조정 가능한 비례 제어 밸브(3방 밸브)가 사용된다. 제 1 밸브(10)로서 비례 제어 밸브(3방 밸브)가 사용됨으로써, 열 외란이 입력되는 온도 조절 대상(100)의 온도는 설정 온도(SV(SVl, SVh))로 적정하게 조정된다.
제 1 밸브(10)는 3방 밸브이고, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 제 1 공급 유로(8)로 송출된 제 1 유체(F1)의 적어도 일부가 제 1 리턴 유로(12)를 통해 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 되돌려지도록 작동 가능하다. 이에 의해, 제 1 유체(F1)를 순환 유로(3)에 공급하는 상태 및 공급하지 않는 상태의 양방에 있어서, 제 1 온도 조절 유닛(6)을 일정 조건으로 작동시킬 수 있다. 제 1 온도 조절 유닛(6)이 일정 조건으로 작동하기 때문에, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 송출되는 제 1 유체(F1)의 온도는 제 1 온도(T1)로 유지된다. 제 1 밸브(10)에 의해 순환 유로(3)에 공급되는 제 1 유체(F1)의 유량이 조정되는 것 만으로, 순환 유로(3)를 유통하는 순환 유체(Fc)의 온도가 고정밀도로 조정된다.
제 2 리턴 유로(13)에 제 3 밸브(14)가 배치된다. 제 3 밸브(14)는 전자 밸브(개방 밸브)이다. 제 3 밸브(14)는 제 2 밸브(11)와 동등한 응답 속도로 작동할 수 있다. 제 3 밸브(14)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 2 리턴 유로(13)를 폐쇄하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 공급 유로(9)로 송출된 제 2 유체(F2)가 제 2 리턴 유로(13)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 되돌려지도록, 제 2 리턴 유로(13)를 개방한다. 이에 의해, 제 2 유체(F2)를 순환 유로(3)에 공급하는 상태 및 공급하지 않는 상태의 양방에 있어서, 제 2 온도 조절 유닛(7)을 일정 조건으로 작동시킬 수 있다. 제 2 온도 조절 유닛(7)이 일정 조건으로 작동하기 때문에, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 송출되는 제 2 유체(F2)의 온도는 제 2 온도(T2)로 유지된다. 제 2 온도 조절 유닛(7)이 일정 조건으로 작동하고 있는 상태에서, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 순환 유로(3)로 제 2 유체(F2)가 공급되는 상태와 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 제 2 리턴 유로(13)를 통해 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 제 2 유체(F2)가 되돌려지는 상태가 스위칭된다.
순환 유로(3)에 제 4 밸브(15)가 배치된다. 제 4 밸브(15)는 전자 밸브(개방 밸브)이다. 제 4 밸브(15)는 제 2 밸브(11)와 동등한 응답 속도로 작동할 수 있다. 제 4 밸브(15)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에 순환 유로(3)를 폐쇄하고, 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에 순환 유로(3)를 개방한다. 제 2 공급 유로(9)가 개방되고, 탱크(2)에 제 2 유체(F2)가 공급될 때, 순환 유로(3)의 리턴부(3B)가 폐쇄되고, 탱크(2)에 순환 유체(Fc)가 공급되는 것이 억제되기 때문에, 탱크(2)로부터 순환 유체(Fc)가 넘쳐 나오는 것이 억제된다. 탱크(2)에 있어서 순환 유체(Fc)와 제 2 유체(F2)가 적정하게 혼합된다. 제 2 공급 유로(9)가 폐쇄되고, 탱크(2)에 제 2 유체(F2)가 공급되지 않을 때, 순환 유로(3)의 리턴부(3B)가 개방되기 때문에, 순환 유로(3)에 있어서 순환 유체(Fc)가 적정하게 순환한다.
제 1 오버플로우 유로(17)에 제 5 밸브(20)가 배치되고, 제 2 오버플로우 유로(18)에 제 6 밸브(21)가 배치된다. 제 5 밸브(20) 및 제 6 밸브(21)의 각각은 전자 밸브(개방 밸브)이다. 제 5 밸브(20) 및 제 6 밸브(21)의 각각은 제 2 밸브(11)와 동등한 응답 속도로 작동할 수 있다.
제 5 밸브(20)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 1 오버플로우 유로(17)를 폐쇄한다. 이에 의해, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 순환 유로(3)로 제 2 유체(F2)가 공급되고 있을 때에 탱크(2)로부터 넘쳐 나온 순환 유체(Fc)가 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 공급되는 것이 억제된다. 제 5 밸브(20)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 1 오버플로우 유로(17)를 개방한다. 이에 의해, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 제 1 유체(F1)가 공급되고 있을 때에 탱크(2)로부터 넘쳐 나온 순환 유체(Fc)가 제 1 온도 조절 유닛(6)으로 공급된다.
제 6 밸브(21)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 개방했을 때에, 제 2 오버플로우 유로(18)를 개방한다. 이에 의해, 제 2 온도 조절 유닛(7)으로부터 순환 유로(3)로 제 2 유체(F2)가 공급되고 있을 때에 탱크(2)로부터 넘쳐 나온 순환 유체(Fc)가 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 공급된다. 제 6 밸브(21)는 제 2 밸브(11)가 제 2 공급 유로(9)를 폐쇄했을 때에, 제 2 오버플로우 유로(18)를 폐쇄한다. 이에 의해, 제 1 온도 조절 유닛(6)으로부터 순환 유로(3)로 제 1 유체(F1)가 공급되고 있을 때에 탱크(2)로부터 넘쳐 나온 순환 유체(Fc)가 제 2 온도 조절 유닛(7)으로 공급되는 것이 억제된다.
[그 밖의 실시형태]
도 11은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템(1B)을 나타내는 구성도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이 제 9 밸브(24)는 생략되어도 된다.
도 12는 실시형태에 관한 온도 제어 시스템(1C)을 나타내는 구성도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이 오버플로우 유로(16)는 생략되어도 된다.
도 13은 실시형태에 관한 온도 제어 시스템(1D)을 나타내는 구성도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이 제 9 밸브(24) 및 오버플로우 유로(16)의 각각이 생략되어도 된다.
상술한 실시형태에 있어서 탱크(2)는 생략되어도 된다. 즉, 순환 유로(3) 전부가 관로에 의해 구성되어도 된다.
1A; 온도 제어 시스템, 1B; 온도 제어 시스템, 1C; 온도 제어 시스템, 1D; 온도 제어 시스템, 2; 탱크, 2o; 유출구, 2i; 유입구, 3; 순환 유로, 3A; 공급부, 3B; 리턴부, 4; 순환 펌프, 5; 온도 조절기, 6; 제 1 온도 조절 유닛, 7; 제 2 온도 조절 유닛, 8; 제 1 공급 유로, 9; 제 2 공급 유로, 10; 제 1 밸브, 11; 제 2 밸브, 12; 제 1 리턴 유로, 13; 제 2 리턴 유로, 14; 제 3 밸브, 15; 제 4 밸브, 16; 오버플로우 유로, 17; 제 1 오버플로우 유로, 18; 제 2 오버플로우 유로, 19; 바이패스 유로, 20; 제 5 밸브, 21; 제 6 밸브, 22; 제 7 밸브, 23; 제 8 밸브, 24; 제 9 밸브, 25; 유량 센서, 26; 온도 센서, 27; 온도 센서, 28; 온도 센서, 29; 온도 센서, 30; 제어 장치, 40; 본체 부재, 41; 입구, 42; 온도 조절 유로, 43; 출구, 44; 열 교환판, 45; 구동 회로, 50; 온도 조절부, 51; 케이스, 60; 열전 모듈, 61; 제 1 전극, 62; 제 2 전극, 63; 열전 반도체 소자, 63P; p형 열전 반도체 소자, 63N; ｎ형 열전 반도체 소자, 100; 온도 조절 대상, 100i; 유입구, 100o; 유출구, Ca; 라인, Cb; 라인, Cc; 라인, Fc; 순환 유체, F1; 제 1 유체, F2; 제 2 유체, PV; 검출 온도, PV1; 라인, PV2; 라인, R; 유량, SV; 설정 온도, SVl; 제 1 설정 온도, SVh; 제 2 설정 온도, Ta; 온도, Tb; 온도, Tc; 온도, Td; 온도, t0; 시점, t1; 시점, t2; 시점, ts; 시점, γ; 규정값, δ; 역치, ΔT; 시간

Claims (9)

  1. 온도 조절 대상을 포함하고, 상기 온도 조절 대상의 온도를 조정하는 순환 유체가 유통되는 순환 유로와,
    상기 순환 유로에 배치되고, 상기 온도 조절 대상에 공급되는 상기 순환 유체의 온도를 조정하는 온도 조절기와,
    제 1 공급 유로를 통해 상기 순환 유로에 접속되고, 제 1 온도의 제 1 유체를 송출하는 제 1 온도 조절 유닛과,
    제 2 공급 유로를 통해 상기 순환 유로에 접속되고, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도의 제 2 유체를 송출하는 제 2 온도 조절 유닛과,
    상기 제 1 공급 유로에 배치되는 제 1 밸브와,
    상기 제 2 공급 유로에 배치되는 제 2 밸브를 구비하고,
    상기 제 2 밸브는 전자 밸브이고, 상기 온도 조절 대상의 설정 온도가 제 1 설정 온도로부터 상기 제 1 설정 온도보다 높은 제 2 설정 온도로 변경되었을 때에, 상기 제 2 공급 유로를 개방한 후, 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄하는 온도 제어 시스템.
  2. 재 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브는 상기 제 2 공급 유로를 개방한 후, 상기 순환 유체의 검출 온도와 상기 제 2 설정 온도의 차가 규정값 이하가 되었을 때에, 또는 상기 설정 온도가 상기 제 2 설정 온도로 변경되고 나서 규정 시간이 경과했을 때에, 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄하는 온도 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절기는 열전 모듈을 포함하고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에, 상기 온도 조절 대상에 공급되는 상기 순환 유체의 온도가 상기 제 2 설정 온도가 되도록 상기 순환 유체의 온도를 조정하는 온도 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는 비례 제어 밸브이고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에, 상기 온도 조절 대상에 공급되는 상기 순환 유체의 온도가 상기 제 2 설정 온도가 되도록, 상기 순환 유로에 공급되는 상기 제 1 유체의 유량을 조정하는 온도 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는 3방 밸브이고,
    상기 제 1 밸브와 상기 제 1 온도 조절 유닛을 접속하는 제 1 리턴 유로를 구비하고,
    상기 제 1 밸브는 상기 제 1 온도 조절 유닛으로부터 상기 제 1 공급 유로로 송출된 상기 제 1 유체의 적어도 일부가 상기 제 1 리턴 유로를 통해 상기 제 1 온도 조절 유닛으로 되돌려지도록 작동 가능한 온도 제어 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브와 상기 제 2 온도 조절 유닛 사이의 상기 제 2 공급 유로와 상기 제 2 온도 조절 유닛을 접속하는 제 2 리턴 유로와,
    상기 제 2 리턴 유로에 배치되는 제 3 밸브를 구비하고,
    상기 제 3 밸브는 전자 밸브이고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 개방했을 때에, 상기 제 2 리턴 유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에, 상기 제 2 온도 조절 유닛으로부터 상기 제 2 공급 유로로 송출된 상기 제 2 유체가 상기 제 2 리턴 유로를 통해 상기 제 2 온도 조절 유닛으로 되돌려지도록 상기 제 2 리턴 유로를 개방하는 온도 제어 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 유로에 배치되는 제 4 밸브를 구비하고,
    상기 제 4 밸브는 전자 밸브이고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 개방했을 때에 상기 순환 유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에 상기 순환 유로를 개방하는 온도 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 순환 유로는 상기 순환 유체와 상기 제 1 유체 및 상기 제 2 유체의 적어도 일방이 혼합되는 탱크를 포함하고,
    상기 제 1 공급 유로 및 상기 제 2 공급 유로의 각각은 상기 탱크에 접속되고,
    상기 제 4 밸브는 상기 온도 조절 대상의 유출구와 상기 탱크의 유입구 사이의 상기 순환 유로에 배치되는 온도 제어 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 유로와 상기 제 1 온도 조절 유닛을 접속하는 제 1 오버플로우 유로와,
    상기 순환 유로와 상기 제 2 온도 조절 유닛을 접속하는 제 2 오버플로우 유로와,
    상기 제 1 오버플로우 유로에 배치되는 제 5 밸브와,
    상기 제 2 오버플로우 유로에 배치되는 제 6 밸브를 구비하고,
    상기 제 5 밸브는 전자 밸브이고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 개방했을 때에 상기 제 1 오버플로우 유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에 상기 제 1 오버플로우 유로를 개방하고,
    상기 제 6 밸브는 전자 밸브이고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 개방했을 때에 상기 제 2 오버플로우 유로를 개방하고, 상기 제 2 밸브가 상기 제 2 공급 유로를 폐쇄했을 때에 상기 제 2 오버플로우 유로를 폐쇄하는 온도 제어 시스템.
KR1020237011825A 2020-10-16 2021-10-13 온도 제어 시스템 KR20230062866A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020174862A JP2022065995A (ja) 2020-10-16 2020-10-16 温度制御システム
JPJP-P-2020-174862 2020-10-16
PCT/JP2021/037927 WO2022080423A1 (ja) 2020-10-16 2021-10-13 温度制御システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230062866A true KR20230062866A (ko) 2023-05-09

Family

ID=81209232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237011825A KR20230062866A (ko) 2020-10-16 2021-10-13 온도 제어 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230384808A1 (ko)
JP (1) JP2022065995A (ko)
KR (1) KR20230062866A (ko)
CN (1) CN116324664A (ko)
WO (1) WO2022080423A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020145082A1 (ja) 2019-01-10 2020-07-16 株式会社Kelk 温度制御システム及び温度制御方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5951384B2 (ja) * 2012-07-20 2016-07-13 東京エレクトロン株式会社 温度制御システムへの温調流体供給方法及び記憶媒体
JP7128023B2 (ja) * 2018-05-01 2022-08-30 株式会社ニシヤマ 温度制御システム、製造装置および検査装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020145082A1 (ja) 2019-01-10 2020-07-16 株式会社Kelk 温度制御システム及び温度制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022065995A (ja) 2022-04-28
WO2022080423A1 (ja) 2022-04-21
CN116324664A (zh) 2023-06-23
US20230384808A1 (en) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113196199B (zh) 温度控制系统以及温度控制方法
JP3188363B2 (ja) 循環クーラントを用いた温度コントローラ及びそのための温度制御方法
KR101739369B1 (ko) 반도체 공정 설비용 온도 제어시스템
CN114072746B (zh) 温度控制系统和温度控制方法
JP2007532863A (ja) 被試験装置の近接制御温度管理機能を有すマイクロサーマルチャンバ
US20190308194A1 (en) Automatic Analyzer
KR20230062866A (ko) 온도 제어 시스템
TWI776424B (zh) 溫度控制系統
JP7223718B2 (ja) パワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法
KR102107594B1 (ko) 반도체 공정 설비용 온도 제어시스템
KR102398341B1 (ko) 액체 가열 장치 및 세정 시스템
TWI839582B (zh) 溫度控制系統
TWI840571B (zh) 溫度控制系統及溫度控制方法
JP3452150B2 (ja) 温度制御装置
JP5107548B2 (ja) 循環式流体供給装置