(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ及び当該ポンプの吐出側と吸引側とを接続するメイン流路を有し、前記ポンプの駆動によって熱媒体を前記メイン流路内で循環させる熱媒体回路と、
前記メイン流路の一部に規定された温調用流路部を通流する熱媒体を冷却又は加熱する温度調節部と、
前記メイン流路における前記温調用流路部の下流側で前記メイン流路に接続して温度制御対象側に熱媒体を通流させる供給管部と、
前記メイン流路における前記供給管部の接続位置よりも下流側で且つ前記温調用流路部の上流側に接続して前記温度制御対象側を通過した熱媒体を前記メイン流路に通流させる戻し管部と、を備え、
前記メイン流路における前記温調用流路部よりも下流側の一部が、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する三方弁における前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分によって構成され、前記第１ポートと前記第２ポートとが連通した状態において、前記第１ポートは前記第２ポートへ熱媒体を通流させるようになっており、
前記第３ポートには、前記戻し管部が接続されており、
前記三方弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第３ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第１状態と、前記第３ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第２状態と、の間で、前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分と前記第３ポートから前記第２ポートに至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁であり、
前記三方弁を前記第１状態又は前記第２状態に切り換えるためのコントロールユニットをさらに備え、
前記メイン流路に、熱媒体をイオン除去装置に通過させてから前記メイン流路に戻すイオン化用配管部が接続されており、
前記イオン化用配管部には、熱媒体の電気抵抗を検出する比抵抗センサが設けられ、
前記熱媒体は、純水であり、
前記コントロールユニットは、前記三方弁が前記第２状態である場合において、前記比抵抗センサが検出する熱媒体の比抵抗が所定の値以下になったとき、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ切り換える、ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
ポンプ及び前記ポンプの吐出側と吸引側とを接続するメイン流路を有し、前記ポンプの駆動によって熱媒体を前記メイン流路内で循環させる熱媒体回路と、
前記メイン流路の一部に規定された温調用流路部を通流する熱媒体を冷却又は加熱する温度調節部と、
前記メイン流路における前記温調用流路部の下流側で前記メイン流路に接続して温度制御対象側に熱媒体を通流させる供給管部と、
前記メイン流路における前記供給管部の接続位置よりも下流側で且つ前記温調用流路部の上流側に接続して前記温度制御対象側を通過した熱媒体を前記メイン流路に通流させる戻し管部と、を備え、
前記メイン流路における前記温調用流路部よりも下流側の一部が、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する三方弁における前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分によって構成され、前記第１ポートと前記第２ポートとが連通した状態において、前記第１ポートは前記第２ポートへ熱媒体を通流させるようになっており、
前記第３ポートには、前記供給管部が接続されており、
前記三方弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第３ポートとの連通を遮断する第１状態と、前記第１ポートと前記第３ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第２状態と、の間で、前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分と前記第１ポートから前記第３ポートに至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁であり、
前記三方弁を前記第１状態又は前記第２状態に切り換えるためのコントロールユニットをさらに備え、
前記メイン流路に、熱媒体をイオン除去装置に通過させてから前記メイン流路に戻すイオン化用配管部が接続されており、
前記イオン化用配管部には、熱媒体の電気抵抗を検出する比抵抗センサが設けられ、
前記熱媒体は、純水であり、
前記コントロールユニットは、前記三方弁が前記第２状態である場合において、前記比抵抗センサが検出する熱媒体の比抵抗が所定の値以下になったとき、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ切り換える、ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項３】
前記コントロールユニットは、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ所定の時間をかけて一定の割合で段階的に切り換える、請求項１又は２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記メイン流路における前記供給管部の接続位置の上流側で且つ前記戻し管部の接続位置よりも下流側の部分であって、前記温調用流路部とは異なる部分が、熱媒体を貯留するタンクによって構成されており、
前記イオン化用配管部は、前記メイン流路における前記タンクで構成される部分とは異なる部分に、接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記イオン除去装置は、前記イオン化用配管部に着脱可能に設けられたカートリッジ純水器である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項６】
当該温度制御装置は、イオンドーピング装置によってイオンをドーピングされる前記温度制御対象としてのウェハの温度制御のために用いられる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御対象側に熱媒体を通流させて循環させる循環態様と、温度制御対象側に熱媒体を通流させずに循環させる循環態様と、を切り換えることが可能な温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体等の製造プロセスにおいては、ウェハやパネル等の温度制御対象（ワーク）を所望の一定温度に制御することが求められる場合がある。例えば、半導体製造プロセスにおける現像工程、エッチング工程、イオンドーピング工程等においては、通常、所望の一定温度にウェハが精密に温度制御されている。
【０００３】
このような製造プロセスで用いられる温度制御装置の一例として、ポンプの駆動によって熱媒体としての冷媒をメイン流路内で循環させる熱媒体回路と、メイン流路の一部を通流する冷媒と外部の冷却装置との熱交換を可能とする熱交換器と、メイン流路における熱交換器の下流側に接続して温度制御対象側に冷媒を通流させる供給管部と、メイン流路における供給管部の接続位置よりも下流側に接続して温度制御対象側を通過した冷媒をメイン流路に通流させる戻し管部と、を備え、戻し管部に開状態及び閉状態の２つ位置を切り換える電磁弁が設けられ、メイン流路における供給管部の接続位置と戻し管部の接続位置との間にリリーフ弁が設けられる装置が知られている。
【０００４】
この温度制御装置においては、電磁弁が開状態である際に、熱交換器で冷却された冷媒を、供給管部、温度制御対象、戻し管部及びメイン流路を経て供給管部に循環させることにより、温度制御対象を冷却することが可能となる。一方、例えば温度制御対象側に異常が生じた場合に電磁弁を閉状態に切り換えることで、供給管部から温度制御対象側への冷媒の通流を遮断できる。これにより、メイン流路中の冷媒の圧力の上昇とともにリリーフ弁が開放して、メイン流路内のみで冷媒を循環させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８９４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した温度制御装置では、ポンプの故障及びポンプからの大量の冷媒のリークが多く発生するという問題があった。本件発明者は、鋭意研究により、このようなポンプの故障等は、電磁弁が開状態から閉状態に切り換えられた際に流路中の冷媒の圧力が急激に上昇することによってポンプに過剰に負荷がかかることに起因していることを知見した。
【０００７】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであって、ポンプによって熱媒体を循環させる温度制御装置であって、温度制御対象側に熱媒体を通流させて循環させる循環態様と、温度制御対象側に熱媒体を通流させずに循環させる循環態様とを切り換える際のポンプへの負担を軽減して、ポンプの寿命を延ばすことができる温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の温度制御装置は、ポンプ及び当該ポンプの吐出側と吸引側とを接続するメイン流路を有し、前記ポンプの駆動によって熱媒体を前記メイン流路内で循環させる熱媒体回路と、前記メイン流路の一部に規定された温調用流路部を通流する熱媒体を冷却又は加熱する温度調節部と、前記メイン流路における前記温調用流路部の下流側で前記メイン流路に接続して温度制御対象側に熱媒体を通流させる供給管部と、前記メイン流路における前記供給管部の接続位置よりも下流側で且つ前記温調用流路部の上流側に接続して前記温度制御対象側を通過した熱媒体を前記メイン流路に通流させる戻し管部と、を備え、前記メイン流路における前記温調用流路部よりも下流側の一部が、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する三方弁における前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分によって構成され、前記第１ポートと前記第２ポートとが連通した状態において、前記第１ポートは前記第２ポートへ熱媒体を通流させるようになっており、前記第３ポートには、前記戻し管部が接続されており、前記三方弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第３ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第１状態と、前記第３ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第２状態と、の間で、前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分と前記第３ポートから前記第２ポートに至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁である、ことを特徴とする温度制御装置、である。
【０００９】
この温度制御装置によれば、三方弁が第３ポートと第２ポートとを全開で連通させ且つ第１ポートと第２ポートとの連通を遮断した第２状態において、熱媒体を温度制御対象側に通流させて循環させることができ、三方弁が第１ポートと第２ポートとを全開で連通させ且つ第３ポートと第２ポートとの連通を遮断した第１状態において、熱媒体を温度制御対象側に通流させずに循環させることができる。そして第２状態から第１状態へ切り換える際には、三方弁が比例式の三方弁であることで、徐々に第２状態から第１状態に移行できるため、この切り換えによる熱媒体の圧力の急激な上昇が緩和される。したがって、ポンプへの負担を軽減して、ポンプの寿命を延ばすことができる。
【００１０】
また、本発明の温度制御装置は、ポンプ及び前記ポンプの吐出側と吸引側とを接続するメイン流路を有し、前記ポンプの駆動によって熱媒体を前記メイン流路内で循環させる熱媒体回路と、前記メイン流路の一部に規定された温調用流路部を通流する熱媒体を冷却又は加熱する温度調節部と、前記メイン流路における前記温調用流路部の下流側で前記メイン流路に接続して温度制御対象側に熱媒体を通流させる供給管部と、前記メイン流路における前記供給管部の接続位置よりも下流側で且つ前記温調用流路部の上流側に接続して前記温度制御対象側を通過した熱媒体を前記メイン流路に通流させる戻し管部と、を備え、前記メイン流路における前記温調用流路部よりも下流側の一部が、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する三方弁における前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分によって構成され、前記第１ポートと前記第２ポートとが連通した状態において、前記第１ポートは前記第２ポートへ熱媒体を通流させるようになっており、前記第３ポートには、前記供給管部が接続されており、前記三方弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第３ポートとの連通を遮断する第１状態と、前記第１ポートと前記第３ポートとを全開で連通させ且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第２状態と、の間で、前記第１ポートから前記第２ポートに至る流路部分と前記第１ポートから前記第３ポートに至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁である、ことを特徴とする温度制御装置、である。
【００１１】
この温度制御装置によれば、三方弁が第１ポートと第３ポートとを全開で連通させ且つ第１ポートと第２ポートとの連通を遮断した第２状態において、熱媒体を温度制御対象側に通流させて循環させることができ、三方弁が第１ポートと第２ポートとを全開で連通させ且つ第１ポートと第３ポートとの連通を遮断した第１状態において、熱媒体を温度制御対象側に通流させずに循環させることができる。そして第２状態から第１状態へ切り換える際には、三方弁が比例式の三方弁であることで、徐々に第２状態から第１状態に移行できるため、この切り換えによる熱媒体の圧力の急激な上昇が緩和される。したがって、ポンプへの負担を軽減して、ポンプの寿命を延ばすことができる。
【００１２】
上記の各温度制御装置は、前記三方弁を前記第１状態又は前記第２状態に切り換えるためのコントロールユニットをさらに備え、前記コントロールユニットは、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ所定の時間をかけて一定の速度で切り換える、ようになっていてもよい。
【００１３】
この場合、所定の時間を適正に設定して、コントロールユニットによって三方弁を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の速度で切り換えることにより、第２状態から第１状態へ切り換える際の熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できる。
【００１４】
また前記コントロールユニットは、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ所定の時間をかけて一定の割合で段階的に切り換える、ようになっていてもよい。
【００１５】
この場合、所定の時間を適正に設定して、コントロールユニットによって三方弁を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の割合で段階的に切り換えることにより、第２状態から第１状態へ切り換える際の熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できる。
【００１６】
また、前記コントロールユニットは、異常が検出された際に、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ切り換える、ようになっていてもよい。
【００１７】
この場合、異常時に温度制御対象側に熱媒体が供給されないようにすることが可能となり、温度制御対象が不所望な状態に温度制御されることを抑制できる。
【００１８】
また、前記所定の時間は、１０秒〜２０秒の間に設定されてもよい。
【００１９】
本件発明者の知見によれば、所定の時間を１０秒〜２０秒の間に設定することにより、第２状態から第１状態へ切り換える際の熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できることが知見されている。
【００２０】
また、上記の各温度制御装置においては、前記メイン流路における前記供給管部の接続位置の上流側で且つ前記戻し管部の接続位置よりも下流側の部分であって、前記温調用流路部とは異なる部分が、熱媒体を貯留するタンクによって構成されており、前記ポンプは、前記タンク内の熱媒体に浸漬される浸漬型ポンプであってもよい。
【００２１】
この場合、仮にポンプから熱媒体がリークしたとしても、リークした熱媒体を容易にタンク内に放出することができるため、熱媒体の損失及び周辺環境の汚染を抑制することができる。
【００２２】
また、上記の各温度制御装置においては、前記メイン流路における前記供給管部の接続位置の上流側で且つ前記戻し管部の接続位置よりも下流側の部分であって、前記温調用流路部とは異なる部分が、熱媒体を貯留するタンクによって構成されており、前記メイン流路における前記タンクで構成される部分とは異なる部分に、熱媒体をイオン除去装置に通過させてから前記メイン流路に戻すイオン化用配管部が接続されており、前記イオン化用配管部には、熱媒体の電気抵抗を検出する比抵抗センサが設けられ、前記熱媒体は、純水であってもよい。
【００２３】
この場合、イオン化用配管部内を順次通流する熱媒体の電気抵抗が比抵抗センサによって検出されるため、精度良く熱媒体の電気抵抗を計測することができる。そしてイオン除去装置によって、熱媒体中のイオンを除去して熱媒体の比抵抗を低減させることができる。なお、イオン除去装置は、内部にイオン交換樹脂を有するものが用いられてもよい。
【００２４】
前記イオン除去装置は、前記イオン化用配管部に着脱可能に設けられたカートリッジ純水器であってもよい。
【００２５】
また、上記の各温度制御装置は、イオンドーピング装置によってイオンをドーピングされる前記温度制御対象としてのウェハの温度制御のために用いられてもよい。
【００２６】
この場合、熱媒体としての純水の比抵抗は、イオン除去装置によって、１ＭΩ・ｃｍ以上に維持されることが好ましい。したがって、純水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下となった場合には、前記コントロールユニットが、異常が検出されたものと判定し、前記三方弁を前記第２状態から前記第１状態へ切り換える、ことが好ましい。
【００２７】
また、前記温度調節部は、前記温調用流路部を通流する熱媒体を冷却するための冷媒を通流させる冷媒回路を有し、前記冷媒回路の一部と前記温調用流路部とによって熱交換器が構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、温度制御対象側に熱媒体を通流させて循環させる循環態様と、温度制御対象側に熱媒体を通流させずに循環させる循環態様とを切り換える際のポンプへの負担を軽減して、ポンプの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】図１に示す温度制御装置における三方弁の第１状態を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図１に示す温度制御装置における三方弁の第２状態を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置１の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係る温度制御装置１は、ポンプ１１及びポンプ１１の吐出側と吸引側とを接続するメイン流路１２を有し、ポンプ１１の駆動によって熱媒体をメイン流路１２内で循環させる熱媒体回路１０と、メイン流路１２の一部に規定された温調用流路部１２Ａを通流する熱媒体を冷却する温度調節部３０と、を備えている。熱媒体回路１０のメイン流路１２においては、図中の矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに示されるように、熱媒体が循環する。本実施の形態では、温度制御装置１が、イオンドーピング装置によってイオンをドーピングされる温度制御対象ＣＴとしてのウェハの温度制御のために用いられる例を説明する。また、熱媒体が冷媒としての純水である例を説明する。
【００３２】
本実施の形態においては、温度調節部３０が冷凍装置であり、圧縮機３１、凝縮器３２、膨張弁３３及び蒸発器３４がこの順に冷媒を循環させるように接続された冷媒回路３５を有する。冷媒回路３５における蒸発器３４と上述のメイン流路１２における温調用流路部１２Ａとで熱交換器ＨＣが構成されており、温調用流路部１２Ａを通流する熱媒体は、蒸発器３４を通過する冷媒によって吸熱されて冷却されるようになっている。
【００３３】
冷媒回路３５では、圧縮機３１によって圧縮された冷媒が、空冷式の凝縮器３２に流入してファンによって冷却されて凝縮する。本実施の形態における凝縮器３２は、その下流側の冷媒の圧力を検出する圧力センサの検出値に基づきファンの出力を調節可能となっている。凝縮器３２で凝縮した冷媒は、その後、膨張弁３３によって減圧されて低温となり、そして蒸発器３４に流入する。蒸発器３４に流入した冷媒は、メイン流路１２における温調用流路部１２Ａを通流する熱媒体を冷却して吸熱し、圧縮機３１に流入することになる。
【００３４】
本実施の形態における膨張弁３３は電子膨張弁であり、温調用流路部１２Ａの下流側を通流する熱媒体の温度を検出する温度センサに基づいて開度を調節することで、蒸発器３４における冷凍能力を制御可能となっている。また本実施の形態における冷媒回路３５には、圧縮機３１及び凝縮器３２の間と膨張弁３３及び蒸発器３４の間とを接続するホットガス回路３６が設けられている。ホットガス回路３６は、圧縮機３１によって圧縮された高温の冷媒を膨張弁３３及び蒸発器３４の間に供給することで、蒸発器３４における冷凍能力を制御可能となっている。また本実施の形態におけるホットガス回路３６は、圧縮機３１の上流側の冷媒の圧力に応じて流量調節弁３６Ａの開度を調節することにより、膨張弁３３及び蒸発器３４の間に供給される冷媒の流量を調節可能となっている。
【００３５】
熱媒体回路１０のメイン流路１２においては、温調用流路部１２Ａの下流側に供給管部１３が接続され、この供給管部１３は、温度制御対象ＣＴ側に熱媒体を通流させために設けられている。またメイン流路１２における供給管部１３の接続位置よりも下流側で且つ温調用流路部１２Ａの上流側に戻し管部１４が接続され、この戻し管部１４は、温度制御対象ＣＴ側を通過した熱媒体をメイン流路１２に通流させるために設けられている。これら供給管部１３及び戻し管部１４はそれぞれ、温度制御対象ＣＴがセットされる装置において温度制御対象ＣＴを温度制御する負荷部１０１に当該装置側の配管１０２を介して接続されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態においては、メイン流路１２における温調用流路部１２Ａよりも下流側の一部が、第１ポート２１、第２ポート２２及び第３ポート２３を有する三方弁２０における第１ポート２１から第２ポート２２に至る流路部分によって構成され、第１ポート２１と第２ポート２２とが連通した状態において、第１ポート２１は第２ポート２２へ熱媒体を通流させるようになっている。そして三方弁２０の上述の第３ポート２３に、戻し管部１４が接続されている。したがって供給管部１３は、戻し管部１４の第３ポート２３を介した第１ポート２１から第２ポート２２に至る流路部分への接続位置よりも上流側でメイン流路１２に接続されており、詳しくは、メイン流路１２における第１ポート２１よりも上流側の部分に接続されている。
【００３７】
図２Ａは三方弁２０の第１状態を概略的に示す図であり、図２Ｂは三方弁２０の第２状態を概略的に示す図である。本実施の形態においては、図２Ａに示すように、三方弁２０の第１状態は、第１ポート２１と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第３ポート２３と第２ポート２２との連通を遮断する状態を意味する。一方、図２Ｂに示すように、三方弁２０の第２状態は、第３ポート２３と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第２ポート２２との連通を遮断する状態を意味する。ここで、本実施の形態における三方弁２０は、第１状態と第２状態との間において、第１ポート２１から第２ポート２２に至る流路部分と第３ポート２３から第２ポート２２に至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁となっている。
【００３８】
より詳しくは、三方弁２０は比例三方ボール弁であり、各ポート２１〜２３が形成されたボディ２４と、ボディ２４内に回転可能に設らけれた連通路２５Ａを有するボール２５と、ボール２５を回転駆動するモータ２６と、を有している。この構成においては、ボール２５の連通路２５Ａによって第１ポート２１と第２ポート２２とが全開で連通された場合に、連通路２５Ａは第３ポート２３と第２ポート２２とを連通させず、これらが遮断状態となる（第１状態）。この第１状態からモータ２６によってボール２５を回転駆動することにより、第１ポート２１と第２ポート２２との全開の連通状態が次第に狭まるとともに、第３ポート２３と第２ポート２２との連通状態が次第に広がる。そして最終的に、連通路２５Ａが第３ポート２３と第２ポート２２とを全開で連通させて、第１ポート２１と第２ポート２２とが遮断状態となる（第２状態）。なお、本実施の形態における三方弁２０はボール弁であるが、三方弁２０は例えば比例式の３ポートのスプール弁や他の形式であってもよい。
【００３９】
また図１に戻り、本実施の形態における温度制御装置１では、メイン流路１２における供給管部１３の接続位置の上流側で且つ戻し管部１４の接続位置よりも下流側の部分であって、温調用流路部１２Ａとは異なる部分が、熱媒体を貯留するタンク１６によって構成されている。詳しくは、メイン流路１２における戻し管部１４の接続位置よりも下流側で且つ温調用流路部１２Ａよりも上流側の部分が、タンク１６によって構成されている。そして上述のポンプ１１は、タンク１６内の熱媒体に浸漬される浸漬型ポンプとなっている。本実施の形態では、ポンプ１１が上面視でタンク１６内に位置するように配置されており、ポンプ１１は、熱媒体がリークした場合に当該リークした熱媒体を図中の矢印に示すようにタンク１６内に戻す戻し機構を有している。なお、このような機構が設けられていなくても、ポンプ１１が上面視でタンク１６内に配置される場合、より好ましくはタンク１６内に配置される場合には、リークした熱媒体を容易にタンク１６内に戻すことができる。またタンク１６内には、タンク１６内の熱媒体の液面を検出する液面センサ１６Ａが設けられている。
【００４０】
またメイン流路１２におけるタンク１６で構成される部分とは異なる部分に、熱媒体をイオン除去装置１８に通過させてからメイン流路１２に戻すイオン化用配管部１７が接続されている。詳しくは、メイン流路１２における温調用流路部１２Ａよりも下流側で且つ供給管部１３よりも上流側の部分において、イオン化用配管部１７が分岐し、分岐点の下流側でイオン化用配管部１７がメイン流路１２に再び接続している。
【００４１】
このイオン化用配管部１７には、熱媒体の電気抵抗を検出する比抵抗センサ１７Ａが設けられている。本実施の形態におけるイオン除去装置１８は、イオン化用配管部１７に着脱可能に設けられたカートリッジ純水器である。このイオン除去装置１８は、内部にイオン交換樹脂を有しており、これにより流入した熱媒体中のイオンを除去することが可能となっている。イオン除去装置１８は、例えば比抵抗が８ＭΩ・ｃｍ程度となった純水の比抵抗を１ＭΩ・ｃｍ以上まで下げる程度の除去能力を有することが好ましい。なお、イオン化用配管部１７の流路断面積とメイン流路１２の流路断面積との比は、本件発明者の知見によれば、１：２５〜３５であることが好ましい。この場合、過剰にイオン化用配管部１７側に熱媒体が通流されず、メイン流路１２側の熱媒体の循環が安定するようになる。
【００４２】
また温度制御装置１は、三方弁２０を第１状態又は第２状態に切り換えるための例えばＣＰＵ等で構成されるコントロールユニット４０を備えており、コントロールユニット４０には、三方弁２０、液面センサ１６Ａ、比抵抗センサ１７Ａ及び戻し管部１４に設けられた流量センサ１９が接続されている。本実施の形態におけるコントロールユニット４０は、異常が検出された際に、三方弁２０を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の速度で切り換えるようになっている。所定の時間は、本件発明者の知見によれば、１０秒〜２０秒の間に設定されることが好ましく、１５秒〜１８秒の間に設定されることがより好ましい。具体的に本実施の形態では、所定の時間が１７秒に設定されている。より詳しくは、メイン流路１２に循環させる熱媒体の流量が、１０Ｌ／ｍｉｎ〜２５Ｌ／ｍｉｎの範囲である場合に、所定の時間が１０秒〜２０秒であることが好ましく、１５秒〜１８秒であることがより好ましいが、このような時間及び流量は、これらの値に限定されるものではない。
【００４３】
ここで、三方弁２０を第２状態から第１状態へ一定の速度で切り換えるとは、第３ポート２３と第２ポート２２とを全開で連通させた全開状態の開度を、一定の変化量で連続的に全閉状態に移行させることを意味する。なお、このような態様に代えて、コントロールユニット４０は、三方弁２０を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の割合で段階的に切り換えてもよい。ここでいう一定の割合で段階的に切り換えるとは、第３ポート２３と第２ポート２２とを全開で連通させた全開状態の開度を、一定の変化量で間欠的に全閉状態に移行させることを意味する。
【００４４】
またコントロールユニット４０が三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えるトリガーとなる異常は、液面センサ１６Ａで検出されるタンク１６内の熱媒体の液面の所定値以下への低下、比抵抗センサ１７Ａで検出される熱媒体の比抵抗が所定値を越えた場合、流量センサ１９で検出される熱媒体の所定値以下への低下、目標温度からの所定値以上の逸脱、ポンプ１１からのリーク量の所定値以上の増大等である。なお、ここで挙げた以外の事象をトリガーとして、三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
また本実施の形態のように温度制御装置１がイオンドーピング装置に適用される場合、熱媒体としての純水の比抵抗は、イオン除去装置１８によって１ＭΩ・ｃｍ以上に維持されることが好ましい。また、純水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下となった場合には、コントロールユニット４０が、異常が検出されたものと判定し、三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えることが好ましい。そのため、本実施の形態では比抵抗センサ１７Ａが１ＭΩ・ｃｍ以下を検出した場合に、コントロールユニット４０が三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えるようになっている。
【００４６】
以上に説明した本実施の形態に係る温度制御装置１によれば、三方弁２０が第３ポート２３と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第２ポート２２との連通を遮断した第２状態において、熱媒体を温度制御対象ＣＴ側に通流させて循環させることができ、三方弁２０が第１ポート２１と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第３ポート２３と第２ポート２２との連通を遮断した第１状態において、熱媒体を温度制御対象ＣＴ側に通流させずに循環させることができる。そして第２状態から第１状態へ切り換える際には、三方弁２０が比例式の三方弁であることで、徐々に第２状態から第１状態に移行できるため、この切り換えによる熱媒体の圧力の急激な上昇が緩和される。これにより、ポンプ１１への負担を軽減して、ポンプ１１の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
とりわけコントロールユニット４０は、三方弁２０を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の速度で切り換える。これにより、所定の時間を適正に設定して、コントロールユニット４０によって三方弁２０を第２状態から第１状態へ所定の時間をかけて一定の速度で切り換えることにより、第２状態から第１状態へ切り換える際の熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できる。またコントロールユニット４０は、異常が検出された際に、三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えるため、異常時に温度制御対象ＣＴ側に熱媒体が供給されないようにすることが可能となり、温度制御対象ＣＴが不所望な状態に温度制御されることを抑制できる。
【００４８】
また上述の所定の時間は、１０秒〜２０秒の間に設定されることが好ましく、本実施の形態では１７秒に設定されている。本件発明者の知見によれば、所定の時間を１０秒〜２０秒の間に設定することにより、第２状態から第１状態へ切り換える際の熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できる。そのため本実施の形態では、熱媒体の圧力の急激な上昇を確実に抑制できる。
【００４９】
またメイン流路１２における供給管部１３の接続位置の上流側で且つ戻し管部１４の接続位置よりも下流側の部分であって、温調用流路部１２Ａとは異なる部分が、熱媒体を貯留するタンク１６によって構成されている。そしてポンプ１１は、タンク１６内の熱媒体に浸漬される浸漬型ポンプとなっている。これにより、仮にポンプ１１から熱媒体がリークしたとしても、リークした熱媒体を容易にタンク１６内に放出することができるため、熱媒体の損失及び周辺環境の汚染を抑制することができる。
【００５０】
またメイン流路１２におけるタンク１６で構成される部分とは異なる部分に、熱媒体をイオン除去装置１８に通過させてからメイン流路１２に戻すイオン化用配管部１７が接続されており、イオン化用配管部１７には、熱媒体の電気抵抗を検出する比抵抗センサ１７Ａが設けられている。これにより、イオン化用配管部１７内を順次通流する熱媒体の電気抵抗（比抵抗）が比抵抗センサ１７Ａによって検出されるため、精度良く熱媒体の電気抵抗を計測することができる。そしてイオン除去装置１８によって、熱媒体中のイオンを除去して熱媒体の電気抵抗を低減させることができる。特に本実施の形態では、熱媒体である純水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下となった場合には、コントロールユニット４０が、異常が検出されたものと判定し、三方弁２０を第２状態から第１状態へ切り換えるようになっている。そのため、温度制御対象ＣＴ側には、基本的に１ＭΩ・ｃｍ以上の純水が供給され、これによりイオンドーピング装置によるイオンドーピング工程の適正な実施を確保できる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置２について図３を参照して説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付し、説明は省略する。本実施の形態では、三方弁２０の設置位置並びに切換態様、ポンプ１１の設置位置、及び比抵抗センサ１７Ａの設置位置が、第１の実施の形態に対して異なっている。以下では、本実施の形態における第１の実施の形態との相違点について主に説明する。
【００５２】
まず図３に示すように、本実施の形態では、メイン流路１２における温調用流路部１２Ａよりも下流側の一部を構成する三方弁２０の第３ポート２３に、供給管部１３が接続されている。したがって戻し管部１４は、供給管部１３の第３ポート２３を介した第１ポート２１から第２ポート２２に至る流路部分への接続位置よりも下流側で、メイン流路１２に接続されており、詳しくは、メイン流路１２における第２ポート２２よりも下流側の部分に接続されている。
【００５３】
そして本実施の形態における三方弁２０は、第１ポート２１と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第３ポート２３との連通を遮断する第１状態と、第１ポート２１と第３ポート２３とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第２ポート２２との連通を遮断する第２状態と、を切り換える。そして三方弁２０は、第１状態と第２状態との間で、第１ポート２１から第２ポート２２に至る流路部分と第１ポート２１から第３ポート２３に至る流路部分とに熱媒体を分配して通流させることが可能な比例式の三方弁となっている。
【００５４】
またポンプ１１は、メイン流路１２におけるタンク１６よりも下流側で且つ温調用流路部１２Ａよりも上流側の部分に配置されている。また比抵抗センサ１７Ａは、タンク１６内に配置されている。
【００５５】
このような第２の実施の形態に係る温度制御装置２によれば、三方弁２０が第１ポート２１と第３ポート２３とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第２ポート２２との連通を遮断した第２状態において、熱媒体を温度制御対象ＣＴ側に通流させて循環させることができ、三方弁２０が第１ポート２１と第２ポート２２とを全開で連通させ且つ第１ポート２１と第３ポート２３との連通を遮断した第１状態において、熱媒体を温度制御対象ＣＴ側に通流させずに循環させることができる。そして第２状態から第１状態へ切り換える際には、三方弁２０が比例式の三方弁であることで、徐々に第２状態から第１状態に移行できるため、この切り換えによる熱媒体の圧力の急激な上昇が緩和される。したがって、ポンプ１１への負担を軽減して、ポンプ１１の寿命を延ばすことができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施の形態においては、温度調節部３０が冷凍装置であるが、温度調節部３０は、熱媒体回路１０を循環する熱媒体を加熱する加熱装置であってもよい。
【００５７】
また上述の実施の形態においては、熱媒体回路１０で循環される熱媒体が純水であるが、熱媒体は、適用される装置に応じて好適なものが選択されればよく、水道水、エチレングリコール水溶液等であってもよい。また、例えばタンク１６やポンプ１１等の設置位置は、上述の実施の形態に限られるものでない。例えばタンク１６は、メイン流路１２における温調用流路部１２Ａよりも下流側で且つ供給管部１３よりも上流側の部分に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１, ２…温度制御装置
１０…熱媒体回路
１１…ポンプ
１２…メイン流路
１２Ａ…温調用流路部
１３…供給管部
１４…戻し管部
１６…タンク
１６Ａ…液面センサ
１７…イオン化用配管部
１７Ａ…比抵抗センサ
１８…イオン除去装置
１９…流量センサ
２０…三方弁
２１…第１ポート
２２…第２ポート
２３…第３ポート
３０…温度調節部
３１…圧縮機
３２…凝縮器
３３…膨張弁
３４…蒸発器
３５…冷媒回路
３６…ホットガス回路
４０…コントロールユニット
ＣＴ…温度制御対象
ＨＣ…熱交換器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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