[发明专利]热交换装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过热交换作用将例如在半导体基板、液晶基板等的制造过程中使用的超纯水等药液或药品气体调节到目标温度的热交换装置。

背景技术

以往，作为这种热交换装置，广泛普及有专利文献1公开的这种循环式热交换装置，其使用加热装置和冷却装置在恒温液槽和处理液槽之间使药液循环而调节药液温度。

专利文献1：(日本)实公平6-12394号公报

专利文献1的热交换装置进行使从处理液槽供给的药液经由收纳有恒温液的恒温液槽返回到所述处理液槽的处理液循环处理，并且根据收纳在所述恒温液槽的恒温液的温度控制来调节药液的温度，其中，包括：加热装置，其配置在所述恒温液槽内，加热所述恒温液；冷却装置，其设置在所述恒温液槽外，进行冷却控制，以使所述恒温液成为规定温度；恒温液循环装置，其用于使恒温液在所述冷却装置和所述恒温液槽之间循环；阀，其配置在所述恒温液循环路径中，对所述恒温液是否循环进行切换；温度检测装置，其检测所述循环的药液的温度；切换控制装置，其根据所述温度检测装置的检测液温来控制所述阀和所述加热装置并切换控制所述恒温液循环和恒温液加热。

根据专利文献1的热交换装置，由于根据药液的温度来切换选择进行恒温液的循环或是加热恒温液槽的恒温液，间接地控制在恒温液槽与处理液槽之间循环的药液的温度，故而能够响应性良好且高精度地对药液进行温度控制。

但是，根据专利文献1的循环式热交换装置，由于加热装置的电力密度高不能够以1℃为单位对药液进行加热调节，故而虽然由冷却装置一旦将药液的温度下降到加热装置的加热调节控制温度区域后，利用加热装置加热药液而得到目标温度的药液、即使用加热装置和冷却装置使药液在恒温液槽和处理液槽之间循环而得到目标温度的药液，但由于是利用循环作用来调节温度，所以响应性迟钝，例如在需要以1℃为单位进行温度调节的超纯水的情况下，要求高速且高精度的温度调节，因此，很难例如使药液的温度在1秒以内以±0.1℃以下的误差范围上升1℃这样高速且高精度地进行温度调节。

根据专利文献1的循环式热交换装置，由于需要设置冷却装置和恒温液循环装置等特别的装置，故而必须由有限的空间来确保该装置的设置空间，并且例如将药液设为超纯水时，为了使该超纯水恒温化(18℃)就需要约超过50KW的电力，除了这些冷却装置的耗电力之外还需要确保恒温液循环装置的耗电力，因此，由于要确保设置空间及耗电量的增大而导致设备成本增加。

于是本申请人为了应对上述情况，提出有如下的热交换装置，即，与以往的循环式热交换装置相比，通过使装置整体小型化并减少耗电量来实现设备成本的大幅度削减，并且实现对药液、药品气体高速且高精度地进行稳定的温度调节。

下面，对涉及到本申请人提出的热交换装置的半导体洁净系统进行说明。图5是表示半导体洁净系统内部的示意结构的方框图。

图5所示的半导体洁净系统1包括：洗净装置2，其内部配置有将半导体基板、液晶基板等目标对象，用超纯水将该目标对象表面洗净；纯水制造装置3，其制造用于将配置于所述洗净装置2内的目标对象洗净的超纯水；除气膜4，其将来自纯水制造装置3的超纯水中的气体成分分离并除去；逆浸透膜装置5，其利用醋酸酯、聚酰胺类聚合物粒子等的逆浸透膜5A将由除气膜4分离除去了气体成分后的超纯水的离子成分分离并除去；热交换装置8，其通过第一导通管6供给由逆浸透膜5A分离除去了离子成分后的超纯水，并将该超纯水的温度调节到目标温度，将该温度调节后的超纯水通过第二导通管7供给洗净装置2；温度调节单元9，其设定超纯水的目标温度；温度传感器10，其配置在热交换装置8的流出口附近，检测从该流出口排出的超纯水的当前温度；PLC单元11，其将由温度传感器10检测的超纯水的当前温度与由温度调节单元9设定的目标温度进行比较，基于该比较结果向热交换装置8输出与超纯水达到目标温度的加热量相当的电压脉冲；驱动单元12，其基于PLC单元11的电压脉冲向热交换装置8输出与超纯水达到目标温度的加热量相当的高频电力。

图6是表示热交换装置8内部的大致剖面结构的说明图。