(57)【要約】【課題】低温領域での吸熱処理に用いられている従来の冷却液をそのまま高温領域での吸熱処理に温度範囲を拡張して使用することができる高低温処理システムを提供する。【解決手段】本発明の高低温処理システム１０は、冷却液Ｃの沸点を上昇させ且つ沸点上昇後の冷却液Ｃを加熱してウエハチャック１３Ａに循環させる加圧・加熱装置１１と、冷却液を冷却してウエハチャック１３Ａに循環させる冷却装置１２と、を備え、高温領域でウエハの検査を行う時には加圧・加熱装置１１を使用し、低温領域でウエハの検査を行う時には冷却装置１２を使用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御用液体と被温度制御体との間の熱交換によって、上記被温度制御体の温度を制御する被温度制御体の温度制御装置であって、上記温度制御用液体を加圧して沸点を上昇させる加圧手段と、上記温度制御用液体を常圧での沸点以上に温度を上昇させる加熱手段と、常圧での沸点以上の温度に上昇した上記温度制御用液体と上記被温度制御体との間で熱交換させる熱交換手段と、を備えたことを特徴とする被温度制御体の温度制御装置。
【請求項２】
処理部において高温領域または低温領域で被処理体に所定の処理を施す際に、上記処理部に一種類の冷却液を循環させて上記冷却液と上記被処理体との間で熱交換させることで上記被処理体を温度制御する高低温処理システムであって、上記冷却液の沸点を上昇させ且つ沸点上昇後の上記冷却液を加熱して上記処理部に循環させる加圧・加熱装置と、上記冷却液を冷却して上記処理部に循環させる冷却装置と、を備え、上記高温領域で上記被処理体を処理する時には上記加圧・加熱装置を使用し、上記低温領域で上記被処理体を処理する時には上記冷却装置を使用することを特徴とする高低温処理システム。
【請求項３】
上記加圧・加熱装置は、上記冷却液を貯留する容器と、上記容器内を加圧する加圧手段と、上記容器から上記処理部に至る循環路に配置され且つ上記冷却液を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の高低温処理システム。
【請求項４】
上記加圧・加熱装置は、上記処理部から上記容器に至る上記循環路に配置され且つ上記冷却液を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求３に記載の高低温処理システム。
【請求項５】
上記加圧手段は、配管を介して上記容器内に加圧気体を供給する気体供給源であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の高低温処理システム。
【請求項６】
上記配管に上記加圧気体の圧力制御手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の高低温処理システム。
【請求項７】
上記配管に上記加圧気体の圧力を検出する圧力検出手段が上記圧力制御手段の上流側に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の高低温処理システム。
【請求項８】
上記容器は、上記容器内の圧力を検出する第２の圧力検出手段と、上記容器内の圧力を所定の設定値に維持する安全弁と、を有することを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の高低温処理システム。
【請求項９】
上記循環路は、上記処理部の出入口側それぞれで上記冷却装置側と上記加圧・加熱装置側にそれぞれ分岐して構成され、それぞれの分岐路に互いに逆の動作をする第１、第２の開閉弁が設けられており、上記処理部の入口側の各分岐路の第１の開閉弁はそれぞれ流入口と流出口がそれぞれ逆向きに配置されていることを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の高低温処理システム。
【請求項１０】
上記処理部の入口側の循環路には温度検出手段及び第３の圧力検出手段が設けられていることを特徴とする請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の高低温処理システム。
【請求項１１】
温度制御用液体と被温度制御体との間の熱交換によって、上記被温度制御体の温度を制御する被温度制御体の温度制御方法であって、上記温度制御用液体を加圧して沸点を上昇させる工程と、上記温度制御用液体を常圧での沸点以上に温度を上昇させる工程と、常圧での沸点以上の温度に上昇した上記温度制御用液体と上記被温度制御体との間で熱交換させる工程と、を備えたことを特徴とする被温度制御体の温度制御方法。
【請求項１２】
上記温度制御用液体を貯留する容器内に加圧気体を供給して上記温度制御用液体を加圧することを特徴とする請求項１１に記載の被温度制御体の温度制御方法。
【請求項１３】
上記被温度制御体に所定の処理を施す処理部で上記熱交換を行うことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の被温度制御体の温度制御方法。
【請求項１４】
上記温度制御用液体を上記容器と上記処理部との間で循環させることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の被温度制御体の温度制御方法。
【請求項１５】
上記被温度制御体との熱交換により昇温した上記温度制御用液体を冷却して上記容器内に戻すことを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の被温度制御体の温度制御方法。
【請求項１６】
低温領域で冷却用として使用される上記温度制御用液体を、高温領域で使用することを特徴とする請求項１１〜請求項１５のいずれか１項に記載の被温度制御体の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被温度制御体の温度制御方法及び装置並びに高低温処理システムに関し、更に詳しくは、例えば半導体ウエハ等の被処理体を処理する際に、高温領域から低温領域までの広い温度範囲で一種類の冷却液等の温度制御用液体を用いて被処理体の温度を制御することができる被温度制御体の温度制御方法及び装置並びに高低温処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を施すと、被処理体から発熱することが多くある。被処理体に対して安定した処理を施す場合には、冷却液を用いて被処理体から吸熱し、被処理体を一定の温度に保ちながら処理する。例えば、複数のデバイスが形成された半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称す。）の検査を行う検査装置においても、検査時にウエハの各デバイスから発熱があるため、ウエハを冷却しながら検査を行う必要がある。また、低温領域または高温領域におけるデバイスの信頼性を確保するために、検査装置を用いてマイナスの低温領域及び／または１００℃前後の高温領域でウエハの検査を行っている。
【０００３】
そこで、従来の検査装置について図３、４を参照しながら説明する。従来の検査装置Ｅは、例えば図３に示すように、ウエハＷを搬送するローダ室Ｌと、ローダ室Ｌから搬送されたウエハＷの電気的特性検査を行うプローバ室Ｐと、制御装置（図示せず）を備え、制御装置の制御下でウエハＷの低温測定及び高温測定を行うように構成されている。
【０００４】
プローバ室Ｐは、図４に示すように、ウエハＷを昇降可能に載置し且つ温度調節可能なウエハチャック１と、ウエハチャック１をＸ、Ｙ方向に移動させるＸＹテーブル２と、このＸＹテーブル２を介して移動するウエハチャック１の上方に配置されたプローブカード３と、プローブカード３の複数のプローブ３Ａとウエハチャック１上のウエハＷの複数の電極パッドを正確に位置合わせする位置合わせ機構４とを備えている。
【０００５】
また、図４に示すようにプローバ室Ｐのヘッドプレート５にはテスタに接続されたテストヘッドＴが着脱可能に配設され、テストヘッドＴとプローブカード３はパフォーマンスボード（図示せず）を介して電気的に接続されている。そして、ウエハチャック１上のウエハＷを例えば低温領域から高温領域に至る温度範囲に設定し、テスタから検査用信号をテストヘッドＴ及びパフォーマンスボードを介してプローブ３Ａへ送信し、ウエハＷの電気的特性を測定する。
【０００６】
而して、低温領域でウエハＷの電気的特性検査を行う場合にはウエハチャック１に内蔵された冷却ジャケット（図示せず）を介してウエハＷを低温領域の所定の温度（例えば、−６５℃）まで冷却し、または高温領域でウエハＷの電気的特性検査を行う場合にはウエハチャック１に内蔵されたヒータ等の加熱手段で高温領域の所定の温度（例えば、＋数１０℃）まで加熱している。低温領域、高温領域のいずれの場合でも検査時にはウエハＷからの発熱があるため、ウエハチャック１内の冷却ジャケットに冷却液を循環させてウエハＷから吸熱し、ウエハＷを所定の温度に維持するようにしている。
【０００７】
従来のウエハチャック１は、例えば図３、図４に示すように検査時のウエハＷからの発熱を冷却し、ウエハＷを一定の温度に維持する冷却装置６を備えている。この冷却装置６は、例えば図４に示すように、ウエハチャック１と冷却液タンク６１との間で循環する第１の冷却液循環路６２と、冷却液タンク６１内の冷却液を冷却加熱するために循環させる第２の冷却液循環路６３と、冷却液タンク６１内の冷却液の温度を検出する温度検出器６４と、温度検出器６４の検出値に基づいて作動する温度調節器６５と、温度調節器６５の制御下で駆動して第２の冷却液循環路６３を循環する冷却液を冷却、加熱する温度調節機構６６と、第２の冷却液循環路６３に配置されたヒータ６７と、を備えている。第１、第２の冷却液循環路６２、６３には冷却液を循環させる第１、第２のポンプ６２Ａ、６３Ａがそれぞれ取り付けられている。
【０００８】
温度調節機構６６は、図４に示すように、圧縮機６６Ａと、熱交換器６６Ｂと、圧縮機６６Ａと熱交換器６６Ｂとの間で冷媒ガスが循環する冷媒循環路６６Ｃと、を備えている。冷媒循環路６６Ｃは、冷媒ガスが圧縮機６６Ａから熱交換器６６Ｂに向かう第１、第２の分岐路６６Ｄ、６６Ｅからなる往路と、冷媒ガスが熱交換器６６Ｂから圧縮機６６Ａへ戻る帰路とから構成されている。
【０００９】
第１の分岐路６６Ｄには冷却ファン６６Ｆが付設された放熱器６６Ｇが配置され、この下流側に第１の電磁弁６６Ｈ及び膨張弁６６Ｉが順次取り付けられている。第１の電磁弁６６Ｈは温度調節器６５の制御下で駆動する。そして、圧縮機６６Ａで高圧化した冷媒ガスは、冷却ファン６６Ｆの働きで放熱器６６Ｇにおいて冷却、凝縮されて冷却用の冷媒液となる。この冷媒液は開放された第１の電磁弁６６Ｈから膨張弁６６Ｉを経由して熱交換器６６Ｂに達する。冷媒液は、熱交換器６６Ｂにおいて蒸発し第２の冷却液循環路６３の冷却液を冷却した後、圧縮機６６Ａへ戻る。
【００１０】
また、第２の分岐路６６Ｅには上流側から下流側に向けて減圧弁６６Ｊ及び第２の電磁弁６６Ｋが順次取り付けられている。第２の電磁弁６６Ｋ及びヒータ６７は温度調節器６５の制御下で駆動する。そして、圧縮機６６Ａで高温、高圧化した冷媒ガスは、減圧弁６６Ｊにおいて減圧され、第２の電磁弁６６Ｋを経由して熱交換器６６Ｂに達する。高温の冷媒ガスは、熱交換器６６Ｂにおいて第２の冷却液循環路６３の冷却液を加熱した後、圧縮機６６Ａへ戻る。熱交換器６６Ｂでの加熱が不足する場合には、ヒータ６７が作動して熱交換器６６Ｂの不足熱量を補う。このように冷却装置６を用いて冷却液タンク６１の冷却液を所定の検査温度になるように調節している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の冷却装置６の場合には、温度調節機構６６を介して第２の冷媒循環路６３を流れる冷却液を冷却、加熱し、冷却液タンク６１内の冷却液を低温領域（例えば、−６５℃）から高温領域（冷却液の沸点以下の温度で、数１０℃程度）まで温度調節することができるが、高温領域が冷却液の沸点を超える温度例えば＋８５℃程度まで高くなると、主として低温領域で使用する冷却液は＋８５℃の高温領域では使用することができない。逆に主として＋８５℃程度の高温領域で使用し得る冷却液は、−６５℃の低温領域では粘度が高くなり過ぎて低温領域では冷却液として使用することができなくなる。
【００１２】
また、低温領域用の冷却液を用いた冷却装置と高温領域用の冷却液を用いた冷却装置との二種類を準備し、二種類の加熱冷却装置を使い分けても良いが、この場合でも冷却装置を交換する度毎にウエハチャック１内の冷却ジャケットを洗浄しなくてはならない。また、冷却液を交換して一つの冷却装置を使用しても良いが、この場合には冷却装置のみならず、ウエハチャック１の冷却ジャケットをも洗浄しなくてはならない。このように低温領域と高温領域で二種類の冷却液を使い分けることは現実的ではない。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、低温領域での吸熱処理に用いられている従来の冷却液等の温度制御用液体をそのまま高温領域での吸熱処理に使用することができ、もって従来の冷却液等の温度制御用液体の吸熱温度範囲を拡張することができる被温度制御体の温度制御方法及び装置並びに高低温処理システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の被温度制御体の温度制御装置は、温度制御用液体と被温度制御体との間の熱交換によって、上記被温度制御体の温度を制御する被温度制御体の温度制御装置であって、上記温度制御用液体を加圧して沸点を上昇させる加圧手段と、上記温度制御用液体を常圧での沸点以上に温度を上昇させる加熱手段と、常圧での沸点以上の温度に上昇した上記温度制御用液体と上記被温度制御体との間で熱交換させる熱交換手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の高低温処理システムは、処理部において高温領域または低温領域で被処理体に所定の処理を施す際に、上記処理部に一種類の冷却液を循環させて上記冷却液と上記被処理体との間で熱交換させることで上記被処理体を温度制御する高低温処理システムであって、上記冷却液の沸点を上昇させ且つ沸点上昇後の上記冷却液を加熱して上記処理部に循環させる加圧・加熱装置と、上記冷却液を冷却して上記処理部に循環させる冷却装置と、を備え、上記高温領域で上記被処理体を処理する時には上記加圧・加熱装置を使用し、上記低温領域で上記被処理体を処理する時には上記冷却装置を使用することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の高低温処理システムは、請求項１に記載の発明において、上記加圧・加熱装置は、上記冷却液を貯留する容器と、上記容器内を加圧する加圧手段と、上記容器から上記処理部に至る循環路に配置され且つ上記冷却液を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項４に記載の高低温処理システムは、請求項３に記載の発明において、上記加圧・加熱装置は、上記処理部から上記容器に至る上記循環路に配置され且つ上記冷却液を冷却する冷却手段を有することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載の高低温処理システムは、請求項３または請求項４に記載の発明において、上記加圧手段は、配管を介して上記容器内に加圧気体を供給する気体供給源であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項５に記載の高低温処理システムは、請求項４に記載の発明において、上記配管に上記加圧気体の圧力制御手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項７に記載の高低温処理システムは、請求項６に記載の発明において、上記配管に上記加圧気体の圧力を検出する圧力検出手段が上記圧力制御手段の上流側に設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項８に記載の高低温処理システムは、請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の発明において、上記容器は、上記容器内の圧力を検出する第２の圧力検出手段と、上記容器内の圧力を所定の設定値に維持する安全弁と、を有することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項９に記載の高低温処理システムは、請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、上記循環路は、上記処理部の出入口側それぞれで上記冷却装置側と上記加圧・加熱装置側にそれぞれ分岐して構成され、それぞれの分岐路に互いに逆の動作をする第１、第２の開閉弁が設けられており、上記処理部の入口側の各分岐路の第１の開閉弁はそれぞれ流入口と流出口がそれぞれ逆向きに配置されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項１０に記載の高低温処理システムは、請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、上記処理部の入口側の循環路には温度検出手段及び第３の圧力検出手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項１１に記載の被温度制御体の温度制御方法は、温度制御用液体と被温度制御体との間の熱交換によって、上記被温度制御体の温度を制御する被温度制御体の温度制御方法であって、上記温度制御用液体を加圧して沸点を上昇させる工程と、上記温度制御用液体を常圧での沸点以上に温度を上昇させる工程と、常圧での沸点以上の温度に上昇した上記温度制御用液体と上記被温度制御体との間で熱交換させる工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項１２に記載の被温度制御体の温度制御方法は、請求項１１に記載の発明において、上記温度制御用液体を貯留する容器内に加圧気体を供給して上記温度制御用液体を加圧することを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項１３に記載の被温度制御体の温度制御方法は、請求項１１または請求項１２に記載の発明において、上記被温度制御体に所定の処理を施す処理部で上記熱交換を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の請求項１４に記載の被温度制御体の温度制御方法は、請求項１２または請求項１３に記載の発明において、上記温度制御用液体を上記容器と上記処理部との間で循環させることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の請求項１５に記載の被温度制御体の温度制御方法法は、請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の発明において、上記被温度制御体との熱交換により昇温した上記温度制御用液体を冷却して上記容器内に戻すことを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の請求項１６に記載の被温度制御体の温度制御方法は、請求項１１〜請求項１５のいずれか１項に記載の発明において、低温領域で冷却用として使用される上記温度制御用液体を、高温領域で使用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、低温領域での吸熱処理に用いられている従来の冷却液等の温度制御用液体をそのまま高温領域での吸熱処理に使用することができ、もって従来の冷却液等の温度制御用液体の吸熱温度範囲を拡張することができる被温度制御体の温度制御方法及び装置並びに高低温処理システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の高低温処理システムの一実施形態を示す構成図、図２は図１に示す高低温処理システムの加圧・加熱装置を示す流体回路図である。
【００３２】
本実施形態の被温度制御体の温度制御装置は、例えば図1に示す高低温処理システム１０として構成されている。この高低温処理システムは、例えば図１に示すように、冷却液を高温領域（例えば、冷却液の常圧下での沸点を超える温度領域（５０〜８５℃）で、例えば、＋８５℃）で使用するために温度制御用液体である冷却液を加圧、加熱する加圧・加熱装置１１と、冷却液を低温領域（０℃以下の温度、例えば、−６５℃）で使用するために冷却液を冷却する冷却装置１２と、被温度制御体である被処理体（例えば、ウエハ）に対して所定の処理を施す処理装置（例えば、検査装置）１３と、を備え、検査装置１３においてウエハの高温測定または低温測定を行う際にウエハからの発熱を、加圧・加熱装置１１または冷却装置１２からの冷却液によって吸熱してウエハを冷却するように構成されている。
【００３３】
加圧・加熱装置１１は、図１に示すように第１の循環路１４を介して検査装置１３と互いに接続され、高温領域で検査する場合に使用される。冷却装置１２は、同図に示すように第２の循環路１５を介して検査装置１３と互いに接続され、低温領域で検査する場合に使用される。本実施形態では、加圧・加熱装置１１と検査装置１３との間を循環する冷却液は、冷却装置１２と検査装置１３との間を循環する冷却液と同一であり、冷却装置１２自体には従来公知のものを使用することができる。検査装置１３を循環する冷却液が同一であることから、検査装置１３の循環路を洗浄する必要がなく、高温領域での検査と低温領域の検査とを短時間で切り換えることができ、検査のスループットを格段に高めることができる。
【００３４】
そこで、例えば図２を参照しながら本実施形態に用いられる加圧・加熱装置１１について説明する。加圧・加熱装置１１は、図２に示すように、冷却液Ｃを貯留する冷却液タンク１１１と、冷却液タンク１１１に配管１１２を介して接続された気体供給源１１３と、冷却液タンク１１１と検査装置１３のウエハチャック１３Ａとの間で冷却液Ｃを循環させるように第１の循環路１４の往路に配置されたポンプ１１４と、ポンプ１１４の下流側に設けられたヒータ１１５と、ウエハチャック１３Ａから冷却液タンク１１１に戻る第１の循環路１４の帰路に配置された且つ冷却ファン１１６Ａが付設された放熱器１１６と、を備えている。
【００３５】
配管１１２は、図２に示すように、気体供給源１１３の下流側で第１、第２の分岐管１１２Ａ、１１２Ｂに分岐している。第１の分岐管１１３Ａは冷却液タンク１１１の上面に接続されている。第２の分岐管１１２Ｂは第１の循環路１４の往路に冷却液タンク１１１とヒータ１１５の間に位置して接続されている。
【００３６】
気体供給源１１３は、所定の圧力（例えば、０．６〜１．０ＭＰａ）に加圧された乾燥空気（以下、単に「圧力空気」と称す。）を冷却液タンク１１１内へ供給し、その内部を外部より高い圧力（例えば、０．２ＭＰａ）に維持し、冷却液Ｃの沸点を上昇させるようにしてある。ヒータ１１５は、沸点上昇後の冷却液Ｃを高温領域の温度まで加熱し、ウエハチャック１３Ａでの高温検査時にウエハからの発熱を吸熱し、ウエハを冷却できるようにする。
【００３７】
配管１１２の第１の分岐管１１２Ａには上流側から下流側に向けて圧力検出器１１７、圧力制御器１１８、電磁弁１１９及び逆止弁１２０がこの順序で配設されている。圧力検出器１１７は、配管１１２内の圧力空気の圧力を検出し、気体供給源１１３から圧力制御器１１８までの配管内を常に所定の圧力範囲（例えば、０．６〜１．０ＭＰａ）内になるように監視している。圧力制御器１１８は、電磁弁１１９が開いた状態で、気体供給源１１３からの圧力空気を例えば０．２ＭＰａまで下げて冷却液タンク１１１内へ供給するようにしている。冷却液タンク１１１内は常圧より高い圧力に維持されることで上述のように冷却液Ｃの沸点が上昇する。冷却液Ｃとして例えばノベックＨＦＥ−７２００（商品名：３Ｍ社製）（沸点７６℃）等のフッ素系冷媒を使用することができる。ノベックＨＦＥ−７２００は、０．２ＭＰａの圧力下で沸点が約１１０℃まで上昇し、ヒータ１１５によって例えばウエハチャック１３Ａで検査する＋８５℃程度の高温領域まで加熱しても液体の状態を維持することができる。
【００３８】
配管１１２の第２の分岐管１１２Ｂには上流側から下流側に向けて圧力制御器１１８Ａ、手動弁１２１及び逆止弁１２０Ａが順次配設されている。圧力制御器１１８Ａは、気体供給源１１３からの圧力空気の圧力を例えば０．０５ＭＰａまで下げる。手動弁１２１は、第１の循環路１４内の冷却液Ｃを抜く時に開いて、第２の分岐管１１２Ｂと第１の循環路１４を連通させ、圧力空気で冷却液Ｃを第１の循環路１４からパージする。この際、冷却液タンク１１１への逆流を防ぐために手動弁１４１を閉じる。
【００３９】
冷却液タンク１１１の上面には圧力検出器１２２及び安全弁１２３が取り付けられている。圧力検出器１２２は冷却液タンク１１１内の圧力を検出し、安全弁１２３は冷却液タンク１１１内の圧力が０．２５ＭＰａを超えた時に作動して内部を略０．２ＭＰａの圧力に維持する。また、冷却液タンク１１１の下面には温度検出器１２４が取り付けられ、温度検出器１２４の検出値に基づいて後述の放熱器１１６を制御して冷却液Ｃを所定の温度に維持する。冷却液タンク１１１の上面には冷却液Ｃの供給部１１１Ａが形成され、この供給部１１１Ａにはキャップ１１１Ｂが取り付けられている。キャップ１１１Ｂは、ロッキングシリンダ１２５によって固定されており、冷却液タンク１１１内の圧力が常圧の時のみ開閉できるようになっている。また、冷却液タンク１１１の内部にはフィルタ１１１Ｃが設けられ、冷却液Ｃはフィルタ１１１Ｃによって混入物が除去された後第１の循環路１４の往路へ流出する。また、冷却液タンク１１１には液面の上下限を検出する液面検出器１１１Ｄ、１１１Ｅが取り付けられ、これらの液面検出器１１１Ｄ、１１１Ｅの検出値に基づいて冷却液を補充する。
【００４０】
次いで、ウエハチャック１３Ａに対する加圧・加熱装置１１と冷却装置１２の切り換え構造について説明する。図２に示すようにウエハチャック１３Ａの流入口には循環路としての流入管１６が接続され、流入管１６において第１、第２の循環路１４、１５の往路が合流している。また、ウエハチャック１３Ａの流出口には循環路としての流出管１７が接続され、流出管１７から第１、第２の循環路１４、１５の帰路として分岐している。
【００４１】
第１の循環路１４の往路には一対の第１の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂが並列接続されていると共に第１の循環路１４の帰路には一対の第２の電磁弁１２６Ｃ、１２６Ｄが並列接続され、これらの電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄはそれぞれ同期して開閉する。また、第２の循環路１５の往路には一対の第１の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂが並列接続されていると共に第２の循環路１５の帰路には一対の第２の電磁弁１２７Ｃ、１２７Ｄが並列接続され、これらの電磁弁１２７Ａ〜１２７Ｄはそれぞれ同期して開閉する。そして、第１の循環路１４の第１、第２の電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄと第２の循環路１５の第１、第２の電磁弁１２７Ａ〜１２７Ｄは、それぞれ互いに逆の開閉動作をして、ウエハチャック１３Ａに対して加圧・加熱装置１１と冷却装置１２を切り換えて接続する。
【００４２】
また、第１の循環路１４、１５の往路に配設された第１の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂと第２の循環路１５の往路に配設された第１の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂは、いずれも図２に示すように流入口と流出口がそれぞれの循環路に対して逆向きに取り付けられている。第１の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂ及び第２の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂにはポペット弁を使用しているため、弁の流出口側からの加圧があると漏れが発生するが、このように第１の循環路１４側の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂと第２の循環路１５側の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂを流入口と流出口を逆向きに取り付けることによって、加圧・加熱装置１１を運転している時には第１の循環路１４から第２の循環路１５へ冷却液Ｃが漏れないように、また、冷却装置１２を運転している時には第２の循環路１５から第１の循環路１４へ冷却液Ｃが漏れないようにしている。
【００４３】
また、ウエハチャック１３Ａの流入管１６には温度検出器１２８Ａ、１２８Ｂが取り付けられ、これらの温度検出器１２８Ａ、１２８Ｂによってウエハチャック１３Ａへ流入する冷却液Ｃの温度を検出し、それぞれの検出値に基づいてヒータ１１５及び冷却ファン１１６Ａを制御して冷却液Ｃの温度が所定の範囲内にあるように管理している。また、流入管１６には圧力検出器１２９Ａ、１２９Ｂが取り付けられ、これらの圧力検出器１２９Ａ、１２９Ｂによってウエハチャック１３Ａへ流入する冷却液Ｃの圧力を検出し、その検出値に基づいて冷却液Ｃの圧力が常に所定の範囲内にあるか監視している。
【００４４】
更に、ウエハチャック１３Ａの流出管１７側には圧力検出器１３０及び安全弁１３１が取り付けられ、この圧力検出器１３０によってウエハチャック１３Ａから流出する冷却液Ｃの圧力を監視し、冷却液Ｃの圧力が過大になった時には安全弁１３１が働いて冷却液Ｃを放出する。また、第２の循環路１５の往路の第１の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂの上流側には安全弁１３２が取り付けられ、この往路内の冷却液の圧力が過大になったら安全弁１３２が作動して冷却液の圧力を所定の範囲内に維持する。
【００４５】
次に、図２に示す高低温処理システム１０を用いた本発明の被温度制御体の温度制御方法の一実施形態について説明する。まず、高温領域の＋８５℃でウエハの検査（以下、単に「高温検査」と称す。）を行う場合について説明する。高温検査を行う時には加圧・加熱装置１１を駆動して、加圧・加熱装置１１とウエハチャック１３Ａとを接続し、第１の循環路１４を介して加圧、加熱された冷却液Ｃを循環させる。この時、第２の循環路１５の第１、第２の電磁弁１２７Ａ〜１２７Ｄはいずれも閉じて、冷却装置１２とウエハチャック１１３Ａとは遮断されている。
【００４６】
即ち、配管１１２の第１の分岐管１１２Ａの電磁弁１１９を開くと気体供給源１１３から冷却液タンク１１１へ圧力空気が供給される。この際、気体供給源１１３の所定の圧力（例えば０．６〜１．０ＭＰａ）の圧力空気は、第１の分岐管１１２Ａにおいて圧力制御器１１８の働きで予め設定された圧力（例えば０．２ＭＰａ）まで減圧された後、冷却タンク１１１内へ供給され、冷却液タンク１１１内を０．２ＭＰａの圧力空気で満たし、その圧力に見合った温度まで冷却液Ｃの沸点を上昇させる。
【００４７】
第１の分岐管１１２Ａの電磁弁１１９と同期して第１の循環路１４のポンプ１１４、ヒータ１１５及び放熱器１１６がそれぞれ作動すると共に第１、第２の電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄが開いて冷却液タンク１１１とウエハチャック１３Ａとを連通し、加圧・加熱装置１１とウエハチャック１３Ａとを接続する。これにより冷却液タンク１１１内で沸点上昇した冷却液Ｃは、ポンプ１１４の働きで冷却液タンク１１１とウエハチャック１３Ａの間で第１の循環路１４を介して循環する。尚、冷却液タンク１１１内の冷却液Ｃは、フィルタ１１１Ｃによって異物が除去された状態で循環する。
【００４８】
第１の循環路１４の第１の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂと第２の循環路１５の第１の電磁弁１２７Ａ、１２７Ｂは、それぞれの流出口から冷却液Ｃが流入するようになっているため、第１の循環路１４と第２の循環路１５間をより確実に遮断することができ、加圧・加熱装置１１を運転している時には高圧の冷却液Ｃが第１の循環路１４から第２の循環路１５側へ漏れ出すことがない。また、冷却装置１２を運転している時には冷却液Ｃが第２の循環路１５から第１の循環路１４へ漏れ出すことがない。
【００４９】
上述のように第１、第２の循環路１４、１５間が完全に遮断された状態で、冷却液Ｃが加圧・加熱装置１１とウエハチャック１３Ａとの間を循環し、ヒータ１１５によって徐々に加熱される。この冷却液Ｃは、その沸点が高温検査時の温度より高い温度まで上昇しているため、ヒータ１１５によって高温検査に適した温度まで加熱することができる。この時、冷却液Ｃの温度は、温度検出器１２８によって監視されており、冷却液Ｃの温度が高温検査に適した温度に達しなければ、温度検出器１２８からの信号に基づいてヒータ１１５の加熱能力を上げてより短時間で適温にまで加熱する。冷却液Ｃの温度が適温を超えると、温度検出器１２８からの信号に基づいて冷却ファン１１６Ａを運転して冷却液Ｃの温度を適温に戻す。
【００５０】
冷却液Ｃが高温検査の適温になると、ウエハチャック１３Ａ上にウエハを載置してウエハの検査を行う。この間、冷却液Ｃによってウエハからの発熱を吸熱し、ウエハを一定の温度に維持して、信頼性の高い検査を実施することができる。冷却液Ｃはウエハからの吸熱で昇温し、ウエハチャック１３Ａから流出する。この冷却液Ｃの圧力は、第２の電磁弁１２６Ｃ、１２６Ｄの手前で圧力検出器１３０によって監視され、所定の圧力を超えることがあれば安全弁１３１が作動して冷却液Ｃの一部が放出されて本体の圧力に戻る。
【００５１】
ウエハチャック１３Ａにおいて昇温した冷却液Ｃは、第２の電磁弁１２６Ｃ、１２６Ｄを通って放熱器１１６に達し、ここで冷却ファン１１６Ａの働きで冷却された後、冷却液タンク１１１内に戻る。放熱器１１６での冷却能力が足りず、冷却液タンク１１１内の冷却液Ｃの温度が徐々に高くなり、所定の温度を超えることがあると、温度検出器１２４からの信号で過熱警報を発報して運転を停止する。また、冷却液タンク１１１内の圧力が冷却液Ｃの蒸発等で高くなり、所定の圧力を超えると安全弁１２３が作動し、本来の圧力に戻る。
【００５２】
上述の高温検査が終了すると、加圧・加熱装置１１を停止させる。これにより第１の循環路１４の第１、第２の電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄが閉じて、加圧・加熱装置１１とウエハチャック１３Ａの接続を解除する。次いで、ウエハを例えば−６５℃の低温領域で検査（以下、単に「低温検査」と称す。）を行う時には、冷却装置１２が駆動し、第２の循環路１５の第１、第２の電磁弁１２７Ａ〜１２７Ｄが開いて冷却装置１２とウエハチャック１３Ａとを接続し、従来と同様に冷却液を所定の温度まで冷却し、ウエハチャック１３Ａを循環させて低温検査を行う。
【００５３】
以上説明したように本実施形態によれば、高低温吸熱システム１０は、冷却液Ｃの沸点を上昇させ且つ沸点上昇後の冷却液Ｃを加熱してウエハチャック１３Ａに循環させる加圧・加熱装置１１と、冷却液を冷却してウエハチャック１３Ａに循環させる冷却装置１２と、を備え、高温領域でウエハの検査を行う時には加圧・加熱装置１１を使用し、低温領域でウエハの検査を行う時には冷却装置１２を使用するため、高温領域でウエハを処理する時には、低温領域で使用する冷却液と同一の冷却液Ｃを加圧・加熱装置１１で用い、この冷却液Ｃを加圧して沸点を上昇させた後、沸点上昇後の冷却液Ｃを加熱してウエハチャック１３Ａに循環させることができ、低温領域での吸熱処理に用いられている従来の冷却液をそのまま高温領域での吸熱処理に使用することができ、冷却液Ｃの吸熱温度範囲を拡張することができる。従って、高温検査と低温検査を切り換える際に、ウエハチャック１３Ａ内に残る冷却液を交換することなくそのまま使用することができ、検査のスループットを高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、加圧・加熱装置１１は、冷却液Ｃを貯留する冷却液タンク１１１と、冷却液タンク１１１内を加圧する圧力空気を供給する気体供給源１１３と、冷却液タンク１１１からウエハチャック１３Ａに至る第１の循環路１４の往路に配置され且つ冷却液Ｃを加熱するヒータ１１５と、を有するため、冷却液Ｃの沸点を上昇させ、高温検査に適した温度まで冷却液Ｃを確実に加熱することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、加圧・加熱装置１１は、ウエハチャック１３Ａから冷却液タンク１１１に至る第１の循環路１４の帰路に配置され且つ冷却液Ｃを冷却する冷却ファン１１６Ａを有するため、冷却液タンク１１１内の冷却液Ｃの温度変動を抑制することができる。また、気体供給源１１３と冷却液タンク１１１を接続する配管１１２の第１の分岐管１１２Ａに加圧気体の圧力制御器１１８が設けられているため、必要に応じて冷却液Ｃの沸点を適宜の範囲で調節することができる。また、配管１１２の第２の分岐管１１２Ｂに加圧気体の圧力を検出する圧力検出器１１７が圧力制御器１１８の上流側に配置されているため、圧力検出器１１７によって圧力空気の元圧を監視し、圧力制御器１１７の動作を保証することができる。更に、冷却液タンク１１１は、冷却液タンク１１１内の圧力を検出する圧力検出器１２２と、冷却液タンク１１１内の圧力を所定の設定値に維持する安全弁１２３と、を有するため、冷却液タンク１１１内を常に一定の圧力に維持して、冷却液Ｃの沸点を安定化することができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、冷却液の循環路は、ウエハチャック１３Ａの出入口側それぞれで冷却装置１２側と加圧・加熱装置１１にそれぞれ第１、第２の循環路１４、１５として分岐して構成され、それぞれの第１、第２の循環路１４、１５に互いに逆の動作をする第１、第２の電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄ及び１２７Ａ〜１２７Ｄが設けられており、ウエハチャック１３Ａの入口側の第１、第２の循環路１４、１５の第１の電磁弁１２６Ａ、１２６Ｂ及び１２７Ａ、１２７Ｂはそれぞれ流入口と流出口がそれぞれ逆向きに配置されているため、第１、第２の電磁弁１２６Ａ〜１２６Ｄ及び１２７Ａ〜１２７Ｄによって加圧・加熱装置１１と冷却装置１２とを確実に切り換えることができ、また、第１の循環路１４の往路と第２の循環路１５の往路とを確実に遮断し、第１の循環路１４から第２の循環路１５へ、また、第２の循環路１５から第１の循環路１４へ冷却液Ｃが漏れ出すことがない。また、ウエハチャック１３Ａの流入管１６には温度検出器１２８Ａ、１２８Ｂ及び圧力検出１２９Ａ、１２９Ｂが設けられているため、ウエハチャック１３Ａ内へ流入する冷却液Ｃの温度及び圧力を常に一定の範囲に維持することができる。
【００５７】
尚、上記実施形態では検査装置に高低温処理システムを適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、冷却液等の温度制御用液体を高温領域及び低温領域で使用して被処理体等の被温度制御体の温度を制御するシステムであれば良く、必要に応じて適宜設計変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、高温領域及び低温領域の双方において被処理体を温度制御する高低処理システムを含む、被温度制御体の温度を制御する種々の温度制御方法及び装置において好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の高低温処理システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す高低温処理システムの加圧・加熱装置を示す流体回路図である。
【図３】従来の検査装置の一例を示す断面図である。
【図４】図４に示す検査装置に用いられた冷却装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｃ    冷却液（熱媒体液、温度制御用液体）
１０    高低温処理システム、被温度制御体の温度制御装置
１１    加圧・加熱装置
１２    冷却装置
１３    検査装置（処理部）
１４    第１の循環路
１５    第２の循環路
１１１    冷却液タンク（容器）
１１２    配管
１１３    気体供給源（加圧手段）
１１５    ヒータ（加熱手段）
１１６    冷却ファン付き放熱器（冷却手段）
１１７    圧力検出器（第１の圧力検出手段）
１１８    圧力制御器（圧力制御手段）
１２２    圧力検出器（第２の圧力検出手段）
１２３    安全弁
１２６Ａ、１２６Ｂ、１２７Ａ、１２７Ｂ  第１の電磁弁（第１の開閉弁）
１２６Ｃ、１２６Ｄ、１２７Ｃ、１２７Ｄ  第２の電磁弁（第２の開閉弁）
１２８Ａ、１２８Ｂ  温度検出器（温度検出手段）
１２９Ａ、１２９Ｂ  圧力検出器（第３の圧力検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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