(57)【要約】【課題】本発明は、半導体製造設備のハイテク温度制御装置に関し、特に半導体ウェハー加工工程でウェハーを支持し、且つ温度を維持する静電チャックのハイテク温度制御装置に関する。【解決手段】加熱熱媒体と冷却熱媒体との温度及び混合流量を一定に維持し、混合割合を調整することで、静電チャックの温度に対する非常に精密な制御が可能となった。なお、加熱及び冷却後の熱媒体は回収して再使用することで、エネルギーを効率的に活用することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却及び加熱熱媒体それぞれの供給量を調整することで、半導体製造設備の温度を制御する半導体製造設備の温度制御装置において、
それぞれの加熱熱媒体及び冷却熱媒体の混合比を調整して前記半導体製造設備に供給する混合部と、
前記混合部に供給される前記冷却熱媒体の温度を微調整する第２の冷却部と、
前記混合部から送り出される混合された熱媒体の流量が所定の値を維持できるように、前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体の流量をそれぞれ調整すると共に、前記混合部の前段部に位置する流量調整部と、
前記流量調整部に供給される前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体をそれぞれ保管する加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部と、
前記加熱熱媒体保管部及び前記冷却熱媒体保管部の熱媒体温度をそれぞれ調整する第１の加熱部及び第１の冷却部と、
前記加熱熱媒体保管部及び前記冷却熱媒体保管部の水位が所定の値を維持できるように、前記半導体製造設備から回収される熱媒体を分けて供給する回収分配部と、
前記回収分配部から供給される熱媒体の中で、前記加熱熱媒体保管部に供給される熱媒体を加熱熱媒体供給部に供給する前にあらかじめ加熱する第３の加熱部と、を含むことを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項２】
前記混合部は、三方弁からなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、前記三方弁の開度程度を比例関数を用いて調整することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項３】
前記流量調整部は、各熱媒体の一部をバイパスしてそれぞれの加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部へ回収させることで流量を調整することを特徴とする、請求項２に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項４】
前記混合部は、単純ミキサーからなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、前記流量調整部の二方弁の開度程度を比例関数を用いて調整することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項５】
前記第２の冷却部は、熱電素子を用いて前記冷却熱媒体の温度を微調整することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項６】
前記第１の冷却部は、第１の冷却部から発生する機械的な振動が前記半導体製造設備に影響しないように、前記半導体製造設備とは十分離隔された距離に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項７】
前記第１の冷却部は、蒸気圧縮式又は吸収式の冷凍装置を利用して熱媒体を冷却することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項８】
前記回収分配部は、加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部の水位を比べて三方弁の開度をＰＩＤ制御することで、回収される熱媒体の量を調整することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項９】
前記第１の冷却部、前記第２の冷却部は、外部の工程冷却水が別途供給されることを特徴とする、請求項７に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項１０】
前記混合部から送り出される熱媒体の流量は、基準値から上下５％以内の変動値を維持することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項１１】
前記混合部に供給される直前のそれぞれの熱媒体の温度は、基準値から上下０．２℃以内の変動値を維持することを特徴とする、請求項１に記載の半導体製造設備の温度制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の半導体製造設備の温度制御装置を用い、前記半導体製造設備の温度を制御する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体製造設備の温度を制御する方法において、
前記第２の冷却部によって前記冷却熱媒体の温度を優先的に調整し、前記温度が調整された冷却熱媒体及び前記加熱熱媒体の混合割合を前記流量調整部で調整し、前記混合部で前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体を混合して前記半導体製造設備に供給することで、前記半導体製造設備の温度を制御し、
前記第２の冷却部による温度調整又は前記流量調整部の混合割合によって調整することができるオフセット温度範囲を超える場合には、前記第１の加熱部又は前記第１の冷却部を通じ、前記加熱熱媒体保管部又は前記冷却熱媒体保管部に保管された前記加熱熱媒体又は前記冷却熱媒体の温度を他の設定値に調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度を制御する方法。
【請求項１４】
前記温度の制御により、前記半導体製造設備の５℃変化は３秒以内で、５０℃変化は１５秒以内で行われることを特徴とする、請求項１２に記載の半導体製造設備の温度を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造設備のハイテク温度制御装置に関し、特に半導体ウェハー加工工程でウェハーを支持し、且つ温度を維持する静電チャックのハイテク温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の更なるハイテク化に従い、それを製造する工程での要求条件も厳しくなりつつある。特に蒸着及び食刻工程における温度制御は、最も基本的な事項でありながらも最も重要な工程変数の中の一つである。最近では、多層構造の形成及び線幅の微細化によって半導体製造工程が複雑になっており、それに対応するため、刻々と変化する静電チャックの温度プロファイルを満たせる制御技術が何よりも優先して必要とされている。
【０００３】
特許文献１乃至３は、従来の比較的単純な構造の半導体を製造するために用いる半導体静電チャックの温度制御装置に関するものである。これらは熱電素子を用いて半導体チャックに供給される熱媒体を加熱又は冷却する。半導体チャックに供給された熱媒体は、回収した後に再び熱電素子を用いて冷却してから、貯蔵庫に循環する構造からなっている。
【０００４】
特許文献１では、各加熱熱媒体及び冷却熱媒体を別途の三方弁を用いてそれぞれ必要な量のみ混合三方弁に供給し、残りの熱媒体はバイパスする。前記必要な量のみの熱媒体は、前記混合三方弁で混合された後、半導体チャックに供給される。半導体チャックに供給してから回収される熱媒体は、最初の供給割合で分配され、それぞれの加熱／冷却熱媒体貯蔵庫に移送される。しかしながら、特許文献１による装置は、２℃／秒の温度変化が求められる近年の半導体製造工程に対応できないことが明かになった。反応時間が遅いので迅速な温度変化に対応することができないばかりか、従来よりも広くなった工程の温度範囲にも対応できないことが知られている。また、熱媒体の回収量の割合が適正でないため、貯蔵庫の熱媒体が減少するか又は増加するといった問題が生じる。温度制御における些細な問題点は、半導体製造工程での収率に多大な影響を与えているため、それに対する精密な制御が何よりも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１３６７０８６号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０８１７４１９号公報
【特許文献３】韓国公開特許第１０−２００９−００４５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するため、急激に変化する温度プロファイルは勿論のこと、従来よりも広くなった工程の温度範囲にも適用可能であり、用いられた熱媒体を再使用することで消費されるエネルギーを最小限に抑え、熱媒体貯蔵庫での熱媒体水位が所定の水準を維持することができるので、安定的な運転が可能なハイテク温度制御装置を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の様態は、冷却及び加熱熱媒体それぞれの供給量を調整することで、半導体製造設備の温度を制御する半導体製造設備の温度制御装置において、それぞれの加熱熱媒体及び冷却熱媒体の混合比を調整して前記半導体製造設備に供給する混合部と、前記混合部に供給される前記冷却熱媒体の温度を微調整する第２の冷却部と、前記混合部から送り出される混合された熱媒体の流量が所定の値を維持できるように、前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体の流量をそれぞれ調整すると共に、前記混合部の前段部に位置する流量調整部と、前記流量調整部に供給される前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体をそれぞれ保管する加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部と、前記加熱熱媒体保管部及び前記冷却熱媒体保管部の熱媒体温度をそれぞれ調整する第１の加熱部及び第１の冷却部と、前記加熱熱媒体保管部及び前記冷却熱媒体保管部の水位が所定の値を維持できるように、前記半導体製造設備から回収される熱媒体を分けて供給する回収分配部と、前記回収分配部から供給される熱媒体の中で、前記加熱熱媒体保管部に供給される熱媒体を前記加熱熱媒体供給部に供給する前にあらかじめ加熱する第３の加熱部とを含むことを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の様態において、前記混合部は、三方弁からなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、前記三方弁の開度程度を比例関数を用いて調整し、前記流量調整部は、各熱媒体の一部をバイパスしてそれぞれの加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部へ回収させることで流量を調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の様態において、前記混合部は、単純ミキサーからなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、前記流量調整部の二方弁の開度程度を比例関数を用いて調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４の様態において、前記第２の冷却部は、熱電素子を用いて前記冷却熱媒体の温度を微調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１１】
本発明の第５の様態において、前記第１の冷却部は、第１の冷却部から発生する機械的な振動が前記半導体製造設備に影響しないように、前記半導体製造設備とは十分離隔された距離に設置されることを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１２】
本発明の第６の様態において、前記第１の冷却部は、蒸気圧縮式又は吸収式の冷凍装置を利用して熱媒体を冷却することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１３】
本発明の第７の様態において、前記回収分配部は、加熱熱媒体保管部及び冷却熱媒体保管部の水位を比べて三方弁の開度をＰＩＤ制御することで、回収される熱媒体の量を調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１４】
本発明の第８の様態において、前記第１の冷却部、前記第２の冷却部は、外部の工程冷却水が別途供給されることを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１５】
本発明の第９の様態において、前記混合部から送り出される熱媒体の流量は、基準値から上下５％以内の変動値を維持することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１０の様態において、前記混合部に供給される直前のそれぞれの熱媒体の温度は、基準値から上下０．２℃以内の変動値を維持することを特徴とする、半導体製造設備の温度制御装置を提供する。
【００１７】
本発明の第１１の様態は、前記半導体製造設備の温度制御装置を用い、前記半導体製造設備の温度を制御する方法を提供する。
【００１８】
本発明の第１２の様態は、前記第２の冷却部によって前記冷却熱媒体の温度を優先的に調整し、前記温度が調整された冷却熱媒体及び前記加熱熱媒体の混合割合を前記流量調整部で調整し、前記混合部で前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体を混合して前記半導体製造設備に供給することで、前記半導体製造設備の温度を制御し、前記第２の冷却部による温度調整又は前記流量調整部の混合割合によって調整することができるオフセット温度範囲を超える場合には、前記第１の加熱部又は前記第１の冷却部を通じ、前記加熱熱媒体保管部又は前記冷却熱媒体保管部に保管された前記加熱熱媒体又は前記冷却熱媒体の温度を他の設定値に調整することを特徴とする、半導体製造設備の温度を制御する方法を提供する。
【００１９】
本発明の第１３の様態は、前記温度制御により、前記半導体製造設備の５℃変化は３秒以内で、５０℃変化は１５秒以内で行われることを特徴とする、半導体製造設備の温度を制御する方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、急激に変化する温度プロファイルは勿論のこと、従来よりも広くなった工程の温度範囲に適用可能であり、用いられた熱媒体を再使用することで消費されるエネルギーを最小限に抑え、熱媒体貯蔵庫における熱媒体水位が所定の水準を維持することができるので、安定的な運転が可能なハイテク温度制御装置を提供することができる。具体的に、本発明に係るハイテク温度制御装置を適用する場合、最小０℃から最大１００℃まで対応できるのみならず、５℃変化は３秒以内に、５０℃変化は１５秒以内に制御することができ、固定温度では上下０．２℃以内の変動値を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置に対する一実施形態を示す概路図である。
【図２】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置に対するその他の実施形態を示す概路図である。
【図３】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置の中で近接温度制御装置（ＰＯＵ）を示す概路図である。
【図４】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置の中で遠隔温度制御装置（ＲＣＰ）を示す概路図である。
【図５】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置を適用した場合、装置を起動する際に加熱熱媒体及び冷却熱媒体の温度を設定した後、流量調整部のバルブ開度率に対する比例関数を自動的に設定する過程である。
【図６】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置を適用した場合、設定温度が４０℃から３５℃にステップ変更された時、それによる流量調整部冷却熱媒体の二方弁の開放程度、流量調整部加熱熱媒体の二方弁の解放程度、半導体製造設備に供給される熱媒体の温度を時間に応じて示したものである。
【図７】本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置を適用した場合、温度設定値に応じた実際値の変化に対する実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。しかしながら、これら実施形態は、本発明を例示的に説明するためのものであって、本発明の範囲がこれら実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明に係る温度制御装置は、次のような構成からなる。
【００２４】
冷却及び加熱熱媒体それぞれの供給量を調整することで、半導体製造設備の温度を制御する半導体製造設備の温度制御装置において、それぞれの加熱熱媒体及び冷却熱媒体の混合比を調整して前記半導体製造設備に供給する混合部と、前記混合部に供給される前記冷却熱媒体の温度を微調整する第２の冷却部２と、前記混合部から送り出される混合された熱媒体の流量が所定の値を維持できるように、前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体の流量をそれぞれ調整すると共に、前記混合部１２の前段部に位置する流量調整部と、前記流量調整部に供給される前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体をそれぞれ保管する加熱熱媒体保管部４及び冷却熱媒体保管部５と、前記加熱熱媒体保管部４及び前記冷却熱媒体保管部５の熱媒体温度をそれぞれ調整する第１の加熱部６及び第１の冷却部７と、前記加熱熱媒体保管部４及び前記冷却熱媒体保管部５の水位が所定の値を維持できるように、前記半導体製造設備から回収される熱媒体を分けて供給する回収分配部８と、前記回収分配部８から供給される熱媒体の中で、前記加熱熱媒体保管部４に供給される熱媒体を前記加熱熱媒体供給部に供給する前にあらかじめ加熱する第３の加熱部９とを含む。
【００２５】
前記混合部は、三方弁１１からなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、前記三方弁１１の開度程度を比例関数を用いて調整し、この時、前記流量調整部は、各熱媒体の一部をバイパスしてそれぞれの加熱熱媒体保管部４及び冷却熱媒体保管部５へ回収させる加熱熱媒体循環調整部３２及び冷却熱媒体循環調整部３１で構成されている（図１を参照）。前記三方弁１１の開度程度は、あらかじめ設定された温度プロファイルに合わせてフィードフォワード方式で制御した。
【００２６】
本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置のまた他の実施形態は、前記混合部及び前記流量調整部が異なる構成となっている（図２を参照）。前記混合部は、単純ミキサー１２からなり、前記加熱及び前記冷却熱媒体の混合比は、冷却熱媒体調整部３３及び加熱熱媒体調整部３４を成す二方弁の開度程度を比例関数を用いて調整する。
【００２７】
前記第２の冷却部２は、熱電素子を用いて前記冷却熱媒体の温度を微調整する。前記第２の冷却部２は熱電素子からなり、冷却及び加熱が可能であるので、半導体チャックの温度を測定して前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体の流量を一定に維持しながらも一次的に温度を調整することができる。熱電素子は公知の物を用いるため、それに対する詳しい説明は省略する。
【００２８】
前記第１の冷却部７は、前記第１の冷却部７から発生する機械的な振動が前記半導体製造設備に影響しないように、前記半導体製造設備とは十分離隔された距離に設置されている。前記第１の冷却部７によって冷却された熱媒体は、前記冷却熱媒体保管部５に保管されてから配管を介して前記第２の冷却部２に供給される。
【００２９】
充分な冷却容量を供給するために、前記第１の冷却部７は、蒸気圧縮式又は吸収式の冷凍装置を利用した。図１及び図２には、一実施の一例として蒸気圧縮式の冷凍装置を構成した。蒸気圧縮式の冷凍装置は、従来の蒸気圧縮式の冷凍装置であって、内部循環する別途の冷媒を圧縮、膨脹させて前記冷媒の温度を下げ、熱交換器を通じて本発明に係る熱媒体を冷却する。一方、第１の加熱部６及び第３の加熱部９は、熱媒体を加熱することができる手段であれば全て可能であり、スチーム、電気などの通常的な手段を用いることができる。
【００３０】
前記第１の加熱部６は、前記加熱熱媒体保管部４内に位置し、前記第１の加熱部６の他に加熱熱媒体保管部４の外部に位置する追加の熱交換器が配置される。追加の熱交換器は、加熱熱媒体保管部４の熱媒体温度が設定値以上に上昇する場合に備えたものである。
【００３１】
前記回収分配部８は、比例関数を用いた三方弁の開度程度により、回収される熱媒体の量を調整する。特に前記回収分配部８は、半導体製造設備に供給された前記加熱及び前記冷却熱媒体の流量に比例して前記加熱熱媒体保管部４、前記冷却熱媒体保管部５に熱媒体を回収するのではなく、前記加熱熱媒体保管部４、前記冷却熱媒体保管部５に保管されている熱媒体の水位が所定の値を維持できるように、分配割合を調整する。それによって安定的に装置を運転することができる。
【００３２】
前記第１の冷却部７、前記第２の冷却部２は、エネルギー効率を高めるために、必要に応じて外部の工程冷却水が別途供給される。工程冷却水は通常的な常温の水である。
【００３３】
図３及び図４は、図２の半導体製造設備の温度制御装置の中で、それぞれ近接温度制御装置ＰＯＵ、遠隔温度制御装置ＲＣＰを示すものである。図１による半導体製造設備の温度制御装置もそれに類似の近接温度制御装置、遠隔温度制御装置を構成する。
【００３４】
本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置は、半導体チャックを含む半導体製造設備に近接するように位置した近接温度制御装置ＰＯＵ、第１の冷却部７を含む遠隔温度制御装置ＲＣＰで構成されている。図１及び図２に示されたように、混合部、第２の冷却部２、流量調整部、及び回収分配部８は、近接温度制御装置ＰＯＵに含まれ、加熱熱媒体保管部４、冷却熱媒体保管部５、第１の加熱部６、及び第１の冷却部７は、遠隔温度制御装置ＲＣＰに含まれる。第３の加熱部９は、必要に応じて近接温度制御装置ＰＯＵ又は遠隔温度制御装置ＲＣＰに配置されてもよい。
【００３５】
本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置は、次のように作動する。まずは、前記遠隔温度制御装置ＲＣＰで温度が調整された前記冷却熱媒体及び前記加熱熱媒体の混合割合を前記流量調整部で調整し、前記第２の冷却部２によって前記冷却熱媒体の温度を微調整し、前記混合部で前記加熱熱媒体及び前記冷却熱媒体を混合して前記半導体製造設備に供給することで、前記半導体製造設備の温度を制御する。前記流量調整部及び前記混合部は、図１及び図２による２つの構成が可能である。
【００３６】
温度調整の一方法として、前記流量調整部で流量を調整することなく、前記第２の冷却部２の温度調整のみで温度を調整してもよい。温度調整の他の方法として、前記第２の冷却部２の温度は調整することなく、前記流量調整部で冷却熱媒体及び加熱熱媒体の混合割合を調整して温度を調整してもよい。温度調整のまた他の方法としては、前記第２の冷却部２の温度及び前記流量調整部で冷却熱媒体及び加熱熱媒体の混合割合を全て調整する方法がある。
【００３７】
本発明に係る一実施形態として、流量調整部で二方弁３３、３４を用いる場合、これによる二方弁３３、３４の開度程度は比例関数を用いて調整する。前記比例関数は、本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置を起動させた時、設定温度、実測温度、熱媒体流量などを比較して自動的に設定される。フィードバック又はフィードフォワード方式の制御で制御変数を設定することは通常的な制御の技術であるので、それに対する詳しい説明は省略する。
【００３８】
図５は、本発明に係る二方弁３３、３４の開度程度に対する比例関数を自動的に設定する過程を示すものである。この時にも、混合部から排出される混合熱媒体の流量（緑色）が一定であることが分かる。前記混合部から排出される熱媒体の流量は、基準値から上下５％以内の変動値を維持する。
【００３９】
前記第２の冷却部２による温度調整又は前記流量調整部の混合割合によって調整することができるオフセット温度範囲を超える場合には、前記第１の加熱部６又は前記第１の冷却部７を通じ、前記加熱熱媒体保管部４又は前記冷却熱媒体保管部５に保管された前記加熱熱媒体又は前記冷却熱媒体の温度を他の設定値に調整することで、大幅の温度設定値変化に対応する。
【００４０】
前記第１の加熱部６、第１の冷却部７で加熱されるか或いは冷却される熱媒体は、それぞれ前記加熱熱媒体保管部４又は前記冷却熱媒体保管部５に保管される熱媒体の温度を制御するための内部循環が続行されるように、二方弁を具備した。
【００４１】
本発明に係る温度制御装置は、従来の装置に比べて温度変化の幅が大きい場合でも対応できるように、別途の大容量蒸気圧縮式又は吸収式の冷凍装置を用いて熱媒体を冷却させる。
【００４２】
図６は、変動された設定値がオフセット以内に属する場合、時間に応じた設定温度、混合部から排出される熱媒体温度、二方弁３３、３４の開放程度を示すものである。前記温度制御により、本発明に係る半導体製造設備の５℃変化は３秒以内で、５０℃変化は１５秒以内で行われる。従来の方式による制御方式では、５０℃変化に約８０秒が必要であった。このような従来の温度制御では、ハイテク化が進んだ現在の半導体製造に全く対応することができず、本発明では、このような課題を解決し、実際の工程に適用できる程度に温度制御の性能を画期的に改善した。図７は、刻々と変動する設定温度の変化に対して、本発明に係る温度制御装置が非常に効果的に対応していることが示されている。
【００４３】
本発明に係る温度制御装置は、混合部に排出される熱媒体の全体流量を一定に維持しながら、冷却熱媒体及び加熱熱媒体の混合割合を調整することで温度を調整する方式である。従来の温度制御装置は、混合部及び流量調整部に配置された全３つの三方弁によって制御されることから、却って装置が複雑になり、また装置費用が高くなるにもかかわらず、流量及び温度の相関性によって精密な温度制御が行われなかった。
【００４４】
本発明に係る制御装置は、変数間の相関性を最小限に抑えられるように装置を運営することで、従来の技術では成すことができなかった半導体チャックの精密な温度制御を行うことができた。本発明は、用いるバルブ数を低減するなど、むしろ構成を単純化したにも関わらず、従来の技術では得られなかった効果を奏することができた。
【００４５】
制御信号と反応信号との間で必然的に遅延が発生する温度制御の精度を高める技術が容易でないことは、当業者であれば自明である。本発明では、変数間の相関性を最小限に抑え、それに基づいて流量ではフィードバックで、温度ではフィードフォワード方式で制御することで、従来技術では得られなかった優れた効果を奏することができた。また、充分な加熱及び冷却容量を提供するのは勿論のこと、半導体製造への影響を最小限に抑えるために遠隔温度制御装置を取り入れることで、温度制御ばかりか、半導体製造工程に対する干渉を最小限に抑えた。
【００４６】
本発明に係る精密な温度制御は、競争の激しい高集積度半導体の生産収率における致命的な変数であって、実際工程に適用することができるか否かを判断するための重要な変数である。
【００４７】
一方、本発明に係る半導体製造設備の温度制御装置は、エネルギー効率にも優れる。バイパスされるそれぞれの熱媒体は、前記回収分配部８から回収されるそれぞれの熱媒体に混合される（図１を参照）。そのことから、回収される熱媒体によって生じ兼ねないエネルギー損失を最小限に抑えられる。
【符号の説明】
【００４８】
１１：方弁
１２：純ミキサー
２  第２の冷却部
３１：冷却熱媒体循環調整部
３２：加熱熱媒体循環調整部
３３：冷却熱媒体調整部
３４：加熱熱媒体調整部
４：加熱熱媒体保管部
５：冷却熱媒体保管部
６：第１の加熱部
７：第１の冷却部
８：回収分配部
９：第３の加熱部
ＲＣＰ：遠隔温度制御装置
ＰＯＵ：近接温度制御装置
ＥＳＣ：半導体製造設備
ＥＶＡ：蒸発機
ＣＯＮＤ：凝縮器
ＨＥＸ：熱交換器
ＴＥＭ：熱電素子モジュール
ＰＣＷ：工程冷却水
Ｓｕｐ  Ｔ：半導体製造設備に供給される熱媒体の温度
Ｒｅｔ  Ｔ：半導体製造設備から回収される熱媒体の温度
ＳＶ：所望の設定温度
Ｃ  ２Ｗａｙ  ＭＶ：流量調整部冷却熱媒体の二方弁の開放程度
Ｈ  ２Ｗａｙ  ＭＶ：流量調整部熱熱媒体の二方弁の解放程度
Ｍｉｘ  Ｆｌｏｗ：半導体製造設備に供給される前の混合部で混合された熱媒体の流量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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