JPH0442915Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 本考案は、エツチング液等の半導体処理液の熱
交換を行なう装置に関する。 「従来の技術」 半導体処理液の温度管理を行なうため、熱交換
器およびポンプを介在させた循環路を処理槽に接
続し、この処理槽より流通させた半導体処理液を
上記熱交換器で交換したのち再び処理槽に戻すこ
とが行なわれている。 この場合、温度センサによつて処理槽中の半導
体処理液の温度が検出され、上記センサの検出温
度が目標温度になるように上記熱交換器の熱交換
媒体（たとえば水）の温度が制御される。 〔考案が解決しようとする課題〕 ところが、熱交換器の半導体処理液の収容量は
かなり大きく、このため従来つぎのような問題を
生じている。 すなわち、上記センサの検出温度が目標温度に
達した時点では、熱交換器より処理槽に至るバス
の影響で処理槽内の処理液の温度と熱交換器に収
容されている処理液の温度とに差を生じる。 それゆえ、上記時点以後、熱交換器に収容され
ていた大量の処理液が処理槽に流入した場合、該
処理槽内の処理液の温度が目標温度から変化し、
その結果、上記熱交換器の熱交換媒体に対してそ
れまでとは逆の方向の温度制御が行なわれること
になる。 つまり、ハンチングを伴つた温度制御が行なわ
れることになり処理槽内の処理液が目標温度が整
定されるまでに時間を要する。 本考案の目的は、上記処理槽中の処理液の温度
を可及的速やかに整定することが可能な熱交換装
置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 本考案に係る熱交換装置は、第１の熱交換手段
が介在され、処理槽より流出した半導体処理液を
上記第１の熱交換手段で熱交換したのち再び上記
処理槽に戻す第１の循環路と、加熱冷却要素を備
えた第２の熱交換手段が介在され、この第２の熱
交換手段で熱交換された熱交換媒体を上記第１の
熱交換手段に供給する第２の循環路と、上記処理
槽中において、上記半導体処理液の温度を検出す
る第１の温度検出手段と、上記熱交換媒体の温度
を検出する第２の温度検出手段と、上記処理槽中
における上記半導体処理液の目標温度を設定する
目標温度設定手段と、上記目標温度と上記第１の
温度検出手段の検出温度とを比較し、該検出温度
の値が上記目標温度を中心とする所定の温度範囲
以外であるか否かを判定する比較手段と、上記検
出温度の値が上記温度範囲以外の場合に、該検出
温度が上記目標温度に近づくように上記加熱冷却
手段を制御し、かつ上記検出温度の値が上記温度
範囲内の場合に、上記第２の温度検出手段の検出
温度が上記目標温度に近づくように上記加熱冷却
手段を制御する制御手段とを備えている。 〔作用〕 この熱交換装置によれば、第１の温度検出手段
の検出温度が上記温度範囲以外である場合は、該
第１の温度検出手段の検出温度に基づいて上記加
熱冷却手段が制御される。また第１の温度検出手
段の検出温度が上記温度範囲内である場合には、
第２の温度検出手段の検出温度に基づいて加熱冷
却手段が制御される。 「実施例」 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。 第１図は、本考案に係る熱交換装置の一実施例
を概念的に示す。 この実施例は、コイル状に巻かれたパイプ１が
その内部に配設された熱交換用のタンク２を備え
ている。上記パイプ１は、テフロン等の耐処理液
性の材料で形成されており、その一端が管理３を
介して処理槽４の内槽４Ａの底部に、またその他
端が管路５を介して上記処理槽４の外槽４Ｂに
各々連結されている。なお、管路５の途中にはポ
ンプ６が介在されている。また、上記パイプ１の
外周には襞が形成されている。 ケミカルサーキユレータ７は、第２図に示すよ
うに、熱交換器８と温度制御回路９とから構成さ
れている。熱交換器８は、熱交換媒体たる恒温用
液体が通過する通路８１と、この通路８１の両側
に設けられたサーモモジユール８２，８２と、こ
れらのサーモモジユールに各々付設された放熱器
８３，８３と、上記通路８１内に配設された温度
センサ８４とを備えている。そして、上記通路８
１の一端および他端は、各々管路１０および１１
を介して前記タンク２の上部および下部に連結さ
れている。なお、管路１１にはポンプ１２が介在
されている。 上記サーモモジユール８２，８２は、半導体熱
電素子によつて電子的に冷却または加熱を行なう
ものであり、その印加電圧の極性を変えることに
より、冷却作用と加熱作用とが切換わる。なお、
このサーモモジユールの構造および動作原理は公
知であるので、ここではその説明を省略する。 前記放熱器８３，８３は、上記サーモモジユー
ルが発生する熱を放熱するものであり、水道水に
よつて冷却される。 温度制御回路９に設けられた比較回路９１は、
処理槽４内の処理液の温度を検出するセンサ１３
の出力と、温度設定器９２の出力とを比較し、各
出力の差が一定以上の場合に切換スイツチ９３を
接点ｂ側に切換える作用をなす。この実施例で
は、温度設定器９２によつて設定される前記処理
槽４内の処理液目標温度と、センサ１３で検出さ
れる処理液の温度との差が±1°以上となつた場合
に上記スイツチ９３が接点ｂ側に切換えられるよ
うに比較回路９１の動作点が定められている。 この実施例において、タンク２内に恒温用液体
としてたとえば水を入れ、しかるのちポンプ１２
を作動させると、タンク２内の水が管路１１、熱
交換器９の通路８１および管路１０からなる循環
路を介して循環される。またポンプ６を作動させ
ると、処理槽４内の半導体処理液が管路５、パイ
プ１および管路３からなる循環路を介して循環さ
れる。したがつて、パイプ１内を循環する半導体
処理液は、該タンク内の水によつて熱交換され
る。 次に、前記温度制御回路９の作用を説明する。
いま、前記温度設定器９２による設定温度がたと
えば23℃で、処理槽４内の半導体処理液の温度が
20℃であるとすると、前記切換スイツチ９３が接
点ｂ側に切換えられ、これによつてサーモモジユ
ール駆動回路９４にはセンサ１３の出力と設定器
９２の出力とが加えられる。そこで上記駆動回路
９４は、それらの出力の差が小さくなるようにサ
ーモモジユール８２の加熱作動させる。つまり、
熱交換器８を通過する水を加熱することによつて
タンク２内の水の温度を上昇させ、これによつて
パイプ１内を通過する半導体処理液の温度を上昇
させる。 ところで、センサ１３の出力のみを使用して温
度制御を行つた場合、以下のような問題を生じ
る。すなわちこの場合、処理槽４内の半導体処理
液の温度が23℃になつた以後、パイプ１内を通過
していた相当量の処理液が処理槽４内に流入して
くることになるので、該処理槽４内の処理液の温
度が設定温度２３℃よりも大きくなるという現象
を生じ、そのため今度は処理液の温度を低下させ
るようにサーモモジユール８２が作動されること
になる。つまり、温度が整定されるまでにハンチ
ング現象を生じて、その整定時間が長くなる。 ところが上記実施例では、処理槽４内の処理液
の温度が20℃から22℃まで上昇した時点でスイツ
チ９３が接点ａ側に接続されるので、つまりセン
サ１３の出力に代えてセンサ８４の出力が駆動回
路９４に加えられるので、温度の整定時間を短縮
することができる。 すなわち、センサ８４の出力はほぼタンク２内
の水の温度を示唆し、この水の温度は23℃よりも
大きいので処理槽内の処理液の温度が22℃になつ
た時点でサーモモジユール８２が冷却作動する。
この結果、処理槽４内の処理液は23℃近傍に速や
かに整定され、その時点で該処理槽内の処理液温
度とパイプ１内の処理液温度がほぼ等しくなると
ともに、その温度タンク１内の水の温度とが平衡
する。なお、この時点においてサーモモジユール
８２の加熱または冷却作用はほぼ停止状態とな
る。 かくして、この実施例によれば、きわめて安定
した処理液の温度制御を行なうことができる。 上記実施例では温度制御用の加熱冷却手段とし
てサーモモジユール８２を使用しているが、これ
に代えて他の汎用の加熱冷却手段を用いても本考
案は実施可能である。また上記実施例では、処理
槽４内の処理液の温度と設定温度との差が±１℃
以上になつた場合にスイツチ９３を接点ｂ側に切
換作動させているが、この温度差についてのしき
い値範囲は半導体処理液の量、熱交換器８の加熱
冷却容量、恒温用液体の量等に応じて適宜所望の
値に設定される。 なお、上記タンク２、熱交換器８の通路８１、
管路１０，１１等は、パイプ１からの半導体処理
液の万一の漏洩事故に備えて耐処理液性の材料で
形成しておくことが好ましい。 上記半導体処理液としては、エツチング液等が
あり、本考案の装置によつて熱交換されれる代表
的なエツチング液を用途別に例示すると以下のと
おりである。

【表】 「考案の効果」 本考案に係る熱交換装置によれば、処理槽中の
処理液の温度が可及的速やかに目標温度に整定さ
れるのでエツチング処理等を効率よくかつ適性に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る熱交換装置の一実施例を
示した概念図、第２図は第１図に示すサーキユレ
ーターの一構成例を示した概念図である。 １……パイプ、２……タンク、４……処理槽、
６，１２……ポンプ、７……ケミカルサーキユレ
ータ、８……熱交換器、９……温度制御回路、１
３，８４……温度センサ、９１……比較回路、９
２……温度設定器、９３……切換スイツチ、９４
……サーモモジユール駆動回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１の熱交換手段が介在され、処理槽より流出
   した半導体処理液を上記第１の熱交換手段で熱交
   換したのち再び上記処理槽に戻す第１の循環路
   と、 加熱冷却要素を備えた第２の熱交換手段が介在
   され、この第２の熱交換手段で熱交換された熱交
   換媒体を上記第１の熱交換手段に供給する第２の
   循環路と、 上記処理槽中において、上記半導体処理液の温
   度を検出する第１の温度検出手段と、 上記熱交換媒体の温度を検出する第２の温度検
   出手段と、 上記処理槽中における上記半導体処理液の目標
   温度を設定する目標温度設定手段と、 上記目標温度と上記第１の温度検出手段の検出
   温度とを比較し、該検出温度の値が上記目標温度
   を中心とする所定の温度範囲以外であるか否かを
   判定する比較手段と、 上記検出温度の値が上記温度範囲以外の場合
   に、該検出温度が上記目標温度に近づくように上
   記加熱冷却手段を制御し、かつ上記検出温度の値
   が上記温度範囲内の場合に、上記第２の温度検出
   手段の検出温度が上記目標温度に近づくように上
   記加熱冷却手段を制御する制御手段と を備えることを特徴とする半導体処理液の熱交換
   装置。