JP2009270783A - Fluid heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体を一定の高温に加熱し、これを必要なところに供給する流体加熱装置に関し、特に、半導体ウエハおよび液晶パネル等の製造プロセスの反応性副生成物防止または排ガス処理装置に好適な流体加熱装置に関する。 The present invention relates to a fluid heating apparatus that heats a fluid to a certain high temperature and supplies the fluid to a necessary place, and is particularly suitable for a reactive by-product prevention or exhaust gas treatment apparatus in manufacturing processes such as semiconductor wafers and liquid crystal panels. The present invention relates to a simple fluid heating device.
従来、半導体装置の製造に使用する化学気相成長装置として、反応ガスをマスフローコントローラにより精度よく計量し、ガス供給チャンバ内に供給し、ガス供給チャンバにおいてその外面に巻き付けた加熱ヒータにより加熱し、反応チャンバに送り、ウエハ表面上に膜を形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as a chemical vapor deposition apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a reaction gas is accurately measured by a mass flow controller, supplied into a gas supply chamber, and heated by a heater wound around the outer surface of the gas supply chamber, It is known that a film is sent to a reaction chamber and a film is formed on the wafer surface (see, for example, Patent Document 1).
また、高温ガスを供給するためのガス加熱装置として、ガスを移送するパイプの外面にヒータを巻き付けたり、パイプ内部にヒータを挿入したり、あるいは、螺旋状に巻回され、その両端がガス流入口およびガス流出口となった螺旋金属管と、螺旋金属管の巻回中心に沿って配接されたハロゲン赤外線ヒータとで構成されたガス加熱装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
上記した特許文献1記載の化学気相成長装置においては、加熱ヒータが抵抗加熱であることから、ガス温度の変化を補正する応答速度が遅く、厳密なガス温度調整が困難であるという問題があった。
また、上記特許文献2記載のハロゲン赤外線ヒータを設置したガス加熱装置を、上記特許文献1記載の化学気相成長装置のガス供給チャンバに適用する場合、高温に加熱された金属管の熱がガス供給側へ熱伝導して反応ガスを計量するマスフローコントローラをその耐熱温度以上に加熱してしまうという問題もあった。
さらに、高温に加熱された金属管がむきだしにならないように断熱材を巻き付ける必要があり、ガスを高温に加熱する場合断熱材の厚みが大きくなり装置を小型化することが難しかった。
さらにまた、せっかく加熱した金属管が大気中にあることから自然対流にて熱が放熱され、処理チャンバーに導入される際の正しい温度が不明であるという問題もあった。
In the chemical vapor deposition apparatus described in
In addition, when the gas heating apparatus provided with the halogen infrared heater described in
Furthermore, it is necessary to wrap the heat insulating material so that the metal tube heated to a high temperature is not exposed. When the gas is heated to a high temperature, the thickness of the heat insulating material becomes large and it is difficult to downsize the apparatus.
Furthermore, since the heated metal tube is in the atmosphere, heat is radiated by natural convection, and the correct temperature when introduced into the processing chamber is unknown.
本発明は、半導体ウエハおよび液晶パネル等の製造装置の大型化によりガス流量が大きく、加熱効率の良い小型のガス加熱装置が求められていることに鑑み、第一に、温度変化に対する応答速度が速く、加熱効率が高く、大流量の流体を加熱することが可能で、且つ、小型化が可能な流体加熱装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、第二に、ガス供給側へ熱が伝導されない流体加熱装置を提供することを目的とする。
In view of the fact that the present invention demands a small gas heating device having a large gas flow rate and high heating efficiency due to an increase in the size of manufacturing apparatuses such as semiconductor wafers and liquid crystal panels, first, the response speed to temperature changes is high. An object of the present invention is to provide a fluid heating apparatus that is fast, has high heating efficiency, can heat a large amount of fluid, and can be downsized.
A second object of the present invention is to provide a fluid heating device in which heat is not conducted to the gas supply side.
上記目的を達成するため本発明の流体加熱装置は、第1に、一端が流体の供給側に、他端が流体の需要側に接続される加熱管を容器内に導入して流体を加熱するようにした加熱装置において、該容器内における加熱管は、容器入口部から容器出口部近傍まで導入される導入部、該導入部の外周を螺旋状に容器入口部近傍まで戻るように形成される螺旋状逆行部、および、該螺旋状逆行部に沿って容器出口部近傍まで形成される螺旋状順行部を連続して形成してなり、加熱管の螺旋状逆行部および螺旋状順行部の内側または外側に加熱源を設け、加熱管の導入部外周を包囲する熱反射板を加熱源ならびに加熱管の螺旋状逆行部および螺旋状順行部の内側に設け、容器内を減圧することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the fluid heating apparatus of the present invention firstly heats the fluid by introducing a heating tube having one end connected to the fluid supply side and the other end connected to the fluid demand side into the container. In such a heating apparatus, the heating tube in the container is formed so that the introduction part introduced from the container inlet part to the vicinity of the container outlet part and the outer periphery of the introduction part spirally return to the vicinity of the container inlet part. A spiral retrograde part and a spiral retrograde part and a spiral forward part of the heating tube are formed by continuously forming a spiral retrograde part and a spiral forward part formed in the vicinity of the container outlet along the spiral retrograde part. A heat source is provided inside or outside of the tube, and a heat reflector that surrounds the outer periphery of the introduction portion of the heating tube is provided inside the heating source and the spiral retrograde portion and the spiral forward portion of the heating tube, and the inside of the container is depressurized. It is characterized by.
上記第1の特徴において、加熱管の導入部外周を包囲する熱反射板を加熱源ならびに加熱管の螺旋状逆行部および螺旋状順行部の内側に設けることにより、加熱管の導入部は加熱されないことから、導入部の入口端はほとんど室温の状態であり、割高な高温対応のマスフローコントローラを使用したり、マスフローコントローラから流体加熱装置までの管路長さを大きくとる必要がなく、通常のマスフローコントローラを最適な位置に設置することができる。
また、導入部の外周を螺旋状に容器入口部近傍まで戻るように形成される螺旋状逆行部、および、該螺旋状逆行部に沿って容器出口部近傍まで形成される螺旋状順行部を連続して形成し、これらの内側または外側に加熱源を設けることにより、加熱部長さを大きくとることができ加熱効率を向上することができる。さらに、螺旋の径を変えることにより加熱部長さを調整することもできる。併せて、供給側と反対側に需要側を配置することができる。
さらに、容器内を減圧することにより、自然対流による抜熱が小さくなり、大気中で加熱する場合に比較して約3割程度投入電力を小さくすることができる。
In the first feature, the heat reflection plate surrounding the outer periphery of the introduction portion of the heating tube is provided inside the heating source and the spiral retrograde portion and the spiral forward portion of the heating tube, whereby the introduction portion of the heating tube is heated. Therefore, the inlet end of the introduction part is almost at room temperature, and it is not necessary to use a mass flow controller corresponding to a high temperature and a large pipe length from the mass flow controller to the fluid heating device. The mass flow controller can be installed at the optimum position.
Further, a spiral retrograde portion formed so that the outer periphery of the introduction portion spirally returns to the vicinity of the container inlet portion, and a spiral forward portion formed to the vicinity of the container outlet portion along the spiral retrograde portion. By forming them continuously and providing a heating source inside or outside them, the length of the heating part can be increased and the heating efficiency can be improved. Furthermore, the heating part length can be adjusted by changing the diameter of the spiral. In addition, the demand side can be arranged on the opposite side to the supply side.
Furthermore, by reducing the pressure inside the container, the heat removal due to natural convection is reduced, and the input power can be reduced by about 30% compared to heating in the atmosphere.
また、本発明の流体加熱装置は、第2に、第1の特徴において、加熱源が赤外線ヒータからなることを特徴としている。
このため、容器内が減圧されていても輻射熱により大量の流体を迅速且つ効率よく加熱することが可能である。
The fluid heating device of the present invention is secondly characterized in that, in the first feature, the heating source is an infrared heater.
For this reason, even if the inside of a container is pressure-reduced, it is possible to heat a lot of fluids quickly and efficiently by radiant heat.
また、本発明の流体加熱装置は、第3に、第1または第2の特徴において、加熱管がステンレス鋼、銅またはアルミニウムなどの金属材料からなることを特徴としている。
また、本発明の流体加熱装置は、第4に、第1または第2の特徴において、加熱管が石英からなることを特徴としている。
また、本発明の流体加熱装置は、第5に、第1ないし第4のいずれかの特徴において、加熱管の内表面が鏡面仕上げされ、外表面が粗く仕上げられていることを特徴としている。
このため、腐食性でない流体の場合は加熱管として金属管を用いることができ、また、腐食性の流体の場合は石英を用いればよく、さらに、加熱管内表面を鏡面仕上げすることで、高純度の流体を加熱することができるとともに、加熱管外表面を粗く仕上げることで、熱効率を向上することができる。
Thirdly, the fluid heating apparatus of the present invention is characterized in that, in the first or second feature, the heating tube is made of a metal material such as stainless steel, copper or aluminum.
The fluid heating device of the present invention is fourthly characterized in that, in the first or second feature, the heating tube is made of quartz.
The fluid heating device of the present invention is fifthly characterized in that, in any of the first to fourth features, the inner surface of the heating tube is mirror finished and the outer surface is finished rough.
For this reason, a metal tube can be used as a heating tube in the case of a non-corrosive fluid, and quartz can be used in the case of a corrosive fluid. Furthermore, a high purity is achieved by mirror-finishing the inner surface of the heating tube. The fluid can be heated and the heat efficiency can be improved by roughing the outer surface of the heating tube.
また、本発明の流体加熱装置は、第6に、第1ないし第5のいずれかの特徴において、熱反射板が容器内壁に添って設けられていることを特徴としている。
これにより、容器の断熱効率を向上することができるとともに、加熱管を効率よく加熱することができる。
The fluid heating device of the present invention is sixthly characterized in that, in any of the first to fifth features, a heat reflecting plate is provided along the inner wall of the container.
Thereby, while being able to improve the heat insulation efficiency of a container, a heating tube can be heated efficiently.
また、本発明の流体加熱装置は、第7に、第1ないし第6のいずれかの特徴において
、流体加熱装置の流体の供給側にマスフローコントローラが設置されていることを特徴としている。
マスフローコントローラとしては通常のものを用いることができ、かつ、最適な位置に設置することができる。
The fluid heating device of the present invention is seventhly characterized in that, in any of the first to sixth features, a mass flow controller is installed on the fluid supply side of the fluid heating device.
A normal mass flow controller can be used, and can be installed at an optimum position.
また、本発明の流体加熱装置は、第8に、第1ないし第7のいずれかの特徴において
、流体加熱装置の流体の需要側が減圧状態、大気圧状態、または、加圧状態であることを特徴としている。
また、本発明の流体加熱装置は、第9に、第1ないし第8のいずれかの特徴において
、流体加熱装置の流体の需要側が流体の需要装置に直接または配管を介して接続されていることを特徴としている。
また、本発明の流体加熱装置は、第10に、第9の特徴において、流体の需要装置が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを加工するための処理チャンバーであることを特徴としている。
流体加熱装置の容器内が減圧されているため、流体の需要側が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを減圧状態において加工するための処理チャンバーであっても、直接、接続することができる。
流体加熱装置を流体の需要装置に直接接続することにより、自然対流での抜熱がほとんど無い状態にできるとともに、流体の需要装置内へ導入する流体の温度を正確に把握し制御することができる。
Eighth, in the fluid heating device of the present invention, in any one of the first to seventh features, the fluid demand side of the fluid heating device is in a reduced pressure state, an atmospheric pressure state, or a pressurized state. It is a feature.
Ninthly, in the fluid heating device of the present invention, in any one of the first to eighth features, the fluid demand side of the fluid heating device is connected to the fluid demand device directly or via a pipe. It is characterized by.
A fluid heating apparatus according to the present invention, in the tenth and ninth aspect, is characterized in that the fluid demand apparatus is a processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel.
Since the inside of the container of the fluid heating device is depressurized, it can be directly connected even if the demand side of the fluid is a processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel in a depressurized state.
By directly connecting the fluid heating device to the fluid demanding device, there is almost no heat removal by natural convection, and the temperature of the fluid introduced into the fluid demanding device can be accurately grasped and controlled. .
また、本発明の流体加熱装置は、第11に、第1ないし第7のいずれかの特徴において、流体加熱装置の流体の需要側が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを加工するための処理チャンバーの排気配管に接続されていることを特徴としている。
このため、処理チャンバーの排気配管に流体加熱装置で加熱された高温の窒素ガス等を流すことにより、排気配管における反応性副生成物等の堆積を防止することができる。
Eleventhly, in any one of the first to seventh features, the fluid heating device of the present invention is a processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel on the fluid demand side of the fluid heating device. It is connected to the exhaust pipe.
For this reason, deposition of reactive by-products or the like in the exhaust pipe can be prevented by flowing high-temperature nitrogen gas or the like heated by the fluid heating device through the exhaust pipe of the processing chamber.
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)加熱管の導入部外周を包囲する熱反射板を加熱源ならびに加熱管の螺旋状逆行部および螺旋状順行部の内側に設けることにより、加熱管の導入部は加熱されないことから、導入部の入口端はほとんど室温の状態であり、割高な高温対応のマスフローコントローラを使用したり、マスフローコントローラから流体加熱装置までの管路長さを大きくとる必要がなく、通常のマスフローコントローラを最適な位置に設置することができる。
(2)導入部の外周を螺旋状に容器入口部近傍まで戻るように形成される螺旋状逆行部、および、該螺旋状逆行部に沿って容器出口部近傍まで形成される螺旋状順行部を連続して形成し、これらの内側または外側に加熱源を設けることにより、加熱部長さを大きくとることができ加熱効率を向上することができる。さらに、螺旋の径を変えることにより加熱部長さを調整することもできる。併せて、供給側と反対側に需要側を配置することができる。
(3)容器内を減圧することにより、自然対流による抜熱が小さくなり、大気中で加熱する場合に比較して約3割程度投入電力を小さくすることができる。
The present invention has the following excellent effects.
(1) Since the heat reflection plate that surrounds the outer periphery of the introduction portion of the heating tube is provided inside the heating source and the spiral retrograde portion and the spiral forward portion of the heating tube, the introduction portion of the heating tube is not heated. The inlet end of the introduction section is almost at room temperature, and it is not necessary to use a mass flow controller compatible with high temperatures and high pipe lengths from the mass flow controller to the fluid heating device. It can be installed at any position.
(2) A spiral retrograde portion formed so that the outer periphery of the introduction portion spirally returns to the vicinity of the container inlet portion, and a spiral forward portion formed along the spiral retrograde portion to the vicinity of the container outlet portion Are continuously formed, and a heating source is provided on the inside or outside of these, so that the length of the heating portion can be increased and the heating efficiency can be improved. Furthermore, the heating part length can be adjusted by changing the diameter of the spiral. In addition, the demand side can be arranged on the opposite side to the supply side.
(3) By reducing the pressure inside the container, the heat removal due to natural convection is reduced, and the input power can be reduced by about 30% compared to heating in the atmosphere.
(4)加熱源を赤外線ヒータとすることにより、容器内が減圧されていても輻射熱により大量の流体を迅速且つ効率よく加熱することが可能である。
(5)加熱管として特別な材質なものを用いる必要がなく、加熱管内表面を鏡面仕上げすることで、高純度の流体を加熱することができるとともに、加熱管外表面を粗く仕上げることで、熱効率を向上することができる。
(6)熱反射板を容器内壁に添って設けることにより、容器の断熱効率を向上するとともに、加熱管を効率よく加熱することができる。
(4) By using an infrared heater as the heating source, a large amount of fluid can be quickly and efficiently heated by radiant heat even if the inside of the container is depressurized.
(5) There is no need to use a special material for the heating tube, and by heating the inner surface of the heating tube to a mirror finish, high-purity fluid can be heated, and the outer surface of the heating tube is roughened to achieve thermal efficiency. Can be improved.
(6) By providing the heat reflecting plate along the inner wall of the container, the heat insulation efficiency of the container can be improved and the heating tube can be efficiently heated.
(7)容器内が減圧されているため、流体の需要側が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを減圧状態において加工するための処理チャンバーであっても、直接、流体加熱装置を接続することができる。このため、自然対流での抜熱がほとんど無い状態にできるとともに、処理チャンバーへ導入する流体の温度を正確に把握し制御することが可能となる。
(8)流体加熱装置の流体の需要側が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを加工するための処理チャンバーの排気配管に接続された場合、処理チャンバーの排気配管に流体加熱装置で加熱された高温の窒素ガス等を流すことにより、排気配管における反応性副生成物等の堆積を防止することができる。
(7) Since the inside of the container is depressurized, the fluid heating device can be directly connected even if the fluid demand side is a processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel in a depressurized state. . For this reason, it is possible to obtain a state in which there is almost no heat removal by natural convection, and it is possible to accurately grasp and control the temperature of the fluid introduced into the processing chamber.
(8) When the fluid demand side of the fluid heating device is connected to the exhaust pipe of the processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel, the exhaust pipe of the processing chamber is heated to the high temperature heated by the fluid heating device. By flowing nitrogen gas or the like, it is possible to prevent deposition of reactive by-products or the like in the exhaust pipe.
本発明の流体加熱装置を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、改良を加えうるものである。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the fluid heating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and is not limited to the scope of the present invention. Various modifications and improvements can be added based on the knowledge of those skilled in the art.
図1は、本発明の実施の形態1の全体を説明する説明図である。本発明の流体加熱装置は、液体および気体いずれの流体も加熱することができるものであるが、本例においては、半導体ウエハ等の加工に用いられるプロセスガスを加熱する場合を例にして以下に説明する。
図1において、流体加熱装置1は、半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを減圧状態において加工するための処理チャンバー2に直接、接続して設けられている。
流体加熱装置1の供給側であるプロセスガスの供給元にはガスボンベ3が配置されており、ガスボンベ3から流体加熱装置1へプロセスガスを供給する管路4には所定の流量を精度良く供給するためのマスフローコントローラ5、および、弁類が設けられている。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the entire first embodiment of the present invention. The fluid heating apparatus of the present invention can heat both liquid and gaseous fluids. In this example, the process gas used for processing a semiconductor wafer or the like is heated as an example below. explain.
In FIG. 1, a
A
流体加熱装置1へ供給されたプロセスガスは、所定の温度で処理チャンバー2に供給されウエハなどの加工に使用される。
この際、流体加熱装置1と管路4で接続されているマスフローコントローラ5は、耐熱温度が決まっており、120℃以下で使用しなければならない。しかし、処理チャンバー2で必要とされるプロセスガスの温度がマスフローコントローラ5の耐熱温度以上の場合、流体加熱装置1の熱がマスフローコントローラ5に伝達しないようマスフローコントローラ5から流体加熱装置1までの管路長さを大きくとる必要があった。
The process gas supplied to the
At this time, the heat resistance temperature of the
図2は、実施の形態1に係る流体加熱装置1の一例を示す正面断面図であって、図の上側がプロセスガスの供給側、下側がプロセスガスの需要側を示している。図3は、図1のA−A断面を示す断面図である。
図2に示すように、流体加熱装置1は、プロセスガスの需要装置である半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを減圧状態において加工するための処理チャンバー2に直接、プロセスガス通路6を介して接続している。
容器7は、円筒形状をなしており、容器入口部は端部側壁9により覆われ、容器出口部はプロセスガス通路6と連通するため開口されており、出口側の容器端部には処理チャンバー2に装着するためのフランジ10が設けられ、ボルトにより固定されている。 処理チャンバー2の外面と容器7のフランジ10との間にはOリング11が設けられ、内部を密封している。
FIG. 2 is a front sectional view showing an example of the
As shown in FIG. 2, the
The
プロセスガスの供給側の管路に接続される加熱管8が容器入口部の端部側壁9を貫通して容器7の内部に導入され、容器出口部に向かって設けられている。
容器7内における加熱管8は、容器入口部から容器出口部近傍まで略直線状に導入される導入部12、該導入部12の外周を螺旋状に容器入口部近傍まで戻るように形成される螺旋状逆行部13、および、該螺旋状逆行部13に沿って容器出口部近傍まで形成される螺旋状順行部14からなり、導入部12、螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14は連続して形成されている。
容器出口部近傍から容器入口部近傍まで戻るように形成される螺旋状逆行部13の螺旋ピッチは、螺旋状逆行部13の間に螺旋状順行部14を配設することが可能な大きさになっており、螺旋状逆行部13の間に螺旋状順行部14が配接されている。螺旋状順行部14の終端部は容器7の出口部に連通したプロセスガス通路6の略中心に配設された出口部15に接続されている。
このように構成されているため、加熱管8の長さを大きくとることが可能であり、また、螺旋径を変えることにより、容器入口部から容器出口部までの長さが一定でも、加熱管8の長さを調整することができる。
A heating pipe 8 connected to a pipe line on the process gas supply side penetrates the
The heating tube 8 in the
The spiral pitch of the spiral
Since it is configured in this way, it is possible to increase the length of the heating tube 8, and even if the length from the container inlet to the container outlet is constant by changing the spiral diameter, the heating tube The length of 8 can be adjusted.
加熱管8は、例えば、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムなどの金属材料、あるいは、石英から形成されており、その直径は、例えば、1/8″〜1″位に設定される。
また、加熱管8の内表面は鏡面仕上げされ、外表面は粗く仕上げられている。
このように、プロセスガスが腐食性でない場合は加熱管として市販の金属管を使用することができる他、腐食性の強いプロセスガスに対しては耐食性に優れた石英からなる管を使用することもできる。また、加熱管内表面を鏡面仕上げすることで、高純度の流体を加熱することができるとともに、加熱管外表面を粗く仕上げることで、熱効率を向上することができる。
The heating tube 8 is made of, for example, a metal material such as stainless steel, copper or aluminum, or quartz, and the diameter thereof is set to, for example, about 1/8 ″ to 1 ″.
Further, the inner surface of the heating tube 8 is mirror-finished and the outer surface is roughened.
In this way, when the process gas is not corrosive, a commercially available metal tube can be used as the heating tube, and for a highly corrosive process gas, a tube made of quartz having excellent corrosion resistance can be used. it can. Moreover, high-purity fluid can be heated by mirror-finishing the inner surface of the heating tube, and thermal efficiency can be improved by roughly finishing the outer surface of the heating tube.
加熱管8の螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14の内側には赤外線ヒータからなる加熱源16が設けられている。
加熱源16は、必ずしも円周方向において連続して設けられる必要はなく、本例では図3に示すように、円周方向において4分割された4つの赤外線ヒータ17から構成されている。赤外線ヒータ17としては、セラミックヒータ、ハロゲンヒータ、あるいはランプヒータが用いられる。
それぞれの赤外線ヒータ17は、ヒータ保持部材18により一体的に保持され、容器入口部の端部側壁9から容器内部に挿脱可能な構造をしており、ヒータ保持部材18および赤外線ヒータ17は容器7の外部から自由に取り外し、交換が可能となっている。
ヒータ保持部材18と端部側壁9との間にはOリング19が装着され、両者は密封状態でボルトにより固定される。また、赤外線ヒータ17には図示しない電源に接続されたリード線20を介して電流が供給されるようになっている。
加熱管8の出口部15には、図2に示すように、熱電対21が装着されており、熱電対線22を介して制御装置に接続されている。熱電対21の温度に基づいて、赤外線ヒータ17は制御される。
Inside the spiral
The
Each of the
An O-
As shown in FIG. 2, a
図2および図3に示すように、加熱管8の導入部12と加熱源16である赤外線ヒータ17との間には導入部12外周を包囲する熱反射板23が設けられている。さらに、熱反射板23は、容器7の入口部の端部側壁9および円筒部24の内壁に添って連続して設けられており、容器7の出口側において、処理チャンバー2の外面と容器7のフランジ10との間に挟着されたフランジ25により支持される構造となっている。
なお、本例では、熱反射板23は、一体構造をなしている。
また、赤外線ヒータ17と対向する熱反射板23の面は鏡面仕上げ、あるいは、メッキ処理されて反射率を向上させるようになっている。
このように、加熱管8の導入部12と加熱源16である赤外線ヒータ17との間に導入部12外周を包囲する熱反射板23を設けることにより、加熱管8の導入部12は加熱されないことから、導入部12の入口端をほとんど室温の状態に維持することができる。また、導入部12の長さを調整することにより、その入口端の温度を調整することができる。
さらに、熱反射板23を容器内壁に添って設けることにより、容器7の断熱効率を向上させることができるとともに、加熱管を効率よく加熱することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
In this example, the
Further, the surface of the
Thus, by providing the
Furthermore, by providing the
容器7の内部は、図示されていない真空ポンプにより排気されて減圧状態に維持されている。このため、自然対流による抜熱が小さくなり、大気中で加熱する場合に比較して3割程度投入電力を小さくすることができる。さらに、プロセスガスの需要装置である半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを減圧状態において加工するための処理チャンバー2に直接、プロセスガス通路6を介して接続することができ、処理チャンバー2内へ導入するプロセスガスの温度を正確に把握し制御することができる。
The inside of the
図4は、実施の形態1に係る流体加熱装置1の変形例を示す正面断面図、図5は、図4のB−B断面を示す断面図であって、その構成上、図2および図3の基本例と異なる点は、下記のとおりである。
なお、図2に示したと同じ符号は同じ部材を示しており、その説明は省略する。
図4および図5において、加熱管8の螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14の外側には赤外線ヒータからなる加熱源16が設けられている。また、加熱管8の導入部12と螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14との間には導入部12外周を包囲する熱反射板23が設けられている。
FIG. 4 is a front sectional view showing a modification of the
In addition, the same code | symbol as shown in FIG. 2 has shown the same member, The description is abbreviate | omitted.
4 and 5, a
図6は、実施の形態1に係る流体加熱装置1の他の変形例を示す正面断面図であって、その構成上、図4の変形例と異なる点は、下記のとおりである。
なお、図2に示したと同じ符号は同じ部材を示しており、その説明は省略する。
図6において、熱反射板23は、加熱管8の導入部12と螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14との間と、容器7の入口部の端部側壁9の内壁とにわたって一体的に設けられた第1の熱反射板23−1と、容器7の円筒部24の内壁に設けられた第2の熱反射板23−2との、2つの部材から構成されている。第1の熱反射板23−1は、加熱管8の導入部12と螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14との間に設けられた円筒状の部材が上方に延長されて端部側壁9に当接する部分で支持され、また、第2の熱反射板23−2は、容器7の出口側において、処理チャンバー2の外面と容器のフランジ10との間に挟着されたフランジ25により支持される構造となっている。本例では、必要に応じて、第1の熱反射板23−1のみを設置することができるし、また、第1の熱反射板23−1のうち、端部側壁9の内壁に添う部分をなくして導入部12と螺旋状逆行部13および螺旋状順行部14との間にのみ設けることもできる。
FIG. 6 is a front sectional view showing another modification of the
In addition, the same code | symbol as shown in FIG. 2 has shown the same member, The description is abbreviate | omitted.
In FIG. 6, the
図7は、本発明の実施の形態2の全体を説明する説明図である。なお、図1に示したと同じ符号は同じ部材を示しており、その説明は省略する。
図7に示す実施の形態2は、流体加熱装置1が処理チャンバー2との取り合いの関係で直接取り付けできないため、管路26を介して接続するものである。管路26の長さは、できるだけ短かく設定し、公知の断熱材を施工し、熱の放出を最小限にすることが望ましい。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the entirety of the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as shown in FIG. 1 has shown the same member, The description is abbreviate | omitted.
In the second embodiment shown in FIG. 7, the
図8および図9は、実施の形態2において用いられる流体加熱装置1を示す正面断面図である。図8および図9に示す流体加熱装置1の基本構造は図2〜図6に示された実施の形態1において用いられる流体加熱装置1と同じであり、同じ符号は同じ部材を示しており、その説明は省略する。
8 and 9 are front sectional views showing the
図8に示す流体加熱装置1において、容器7は出口側が端部側壁7−1によって密閉され、加熱管8の出口部15が端部側壁7−1を貫通して管路26に接続されるようになっている。熱反射板は、図2に示された熱反射板23と同様のものの他、出口側の端部側壁7−1の内壁に添う出口側熱反射板23−3も設けられる。
また、赤外線ヒータ17を保持するヒータ保持部材27は、容器7に一体的に結合される密封構造となっており、容器内を予め減圧しておくことができる。
In the
The
図9に示す流体加熱装置1において、容器7は出口側がフランジ28を備えた端部側壁7−2によって密閉され、加熱管8の出口部15が端部側壁7−2を貫通して管路26に接続されるようになっている。端部側壁7−2には、図示されていない真空ポンプに接続される排気ポート29が設けられ、容器内を減圧させることが可能である。
In the
図10および図11は、本発明の実施の形態3の全体を説明する説明図である。なお、図1に示したと同じ符号は同じ部材を示しており、その説明は省略する。
図10および図11に示す実施の形態3は、流体加熱装置1の流体の需要側が半導体ウエハまたは液晶パネル等のワークを加工するための処理チャンバー2の排気配管30に接続されている。
図10では、流体加熱装置1の流体の需要側が排気配管30に設けられたポンプの吸入側に接続されているため、流体加熱装置1の流体の需要側は減圧状態となっている。
一方、図11では、流体加熱装置1の流体の需要側が排気配管30に設けられたポンプの吐出側に接続されているため、流体加熱装置1の流体の需要側は大気圧状態、または、加圧状態となっている。
このように、流体加熱装置1の流体の需要側が処理チャンバー2の排気配管30に接続されていることにより、処理チャンバー2の排気配管30に流体加熱装置1で加熱された高温の窒素ガス等を流すことにより、排気配管30における反応性副生成物等の堆積を防止することができる。
10 and 11 are explanatory diagrams for explaining the entire third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as shown in FIG. 1 has shown the same member, The description is abbreviate | omitted.
In the third embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the fluid demand side of the
In FIG. 10, the fluid demand side of the
On the other hand, in FIG. 11, the fluid demand side of the
As described above, the fluid demand side of the
図12は、特許文献2に記載の従来技術の加熱装置と本発明の加熱装置とにおいて、両者の加熱源の容量を同じにした場合の出口部のガスの温度を比較したものである。
従来技術に比較して本発明の加熱装置では、約120〜150℃程度、出口部の温度が高くなっており、加熱効率が良いのが分かる。
FIG. 12 is a comparison of the temperature of the gas at the outlet when the heating device of the prior art described in
Compared with the prior art, the heating device of the present invention has a temperature of about 120 to 150 ° C. and the outlet portion has a high temperature, which indicates that the heating efficiency is good.
1 流体加熱装置
2 処理チャンバー
3 ガスボンベ
4 管路
5 マスフローコントローラ
6 プロセスガス通路
7 容器
8 加熱管
9 端部側壁
10 フランジ
11 Oリング
12 導入部
13 螺旋状逆行部
14 螺旋状順行部
15 出口部
16 加熱源
17 赤外線ヒータ
18 ヒータ保持部材
19 Oリング
20 リード線
21 熱電対
22 熱電対線
23 熱反射板
24 円筒部
25 フランジ
26 管路
27 ヒータ保持部材
28 フランジ
29 排気ポート
30 排気配管
DESCRIPTION OF
Claims (11)
8. The fluid according to claim 1, wherein a fluid demand side of the fluid heating device is connected to an exhaust pipe of a processing chamber for processing a workpiece such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel. Heating device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008122815A JP2009270783A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Fluid heating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008122815A JP2009270783A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Fluid heating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009270783A true JP2009270783A (en) | 2009-11-19 |
Family
ID=41437498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008122815A Pending JP2009270783A (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Fluid heating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009270783A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101663131B1 (en) * | 2016-07-25 | 2016-10-07 | 주식회사 가나에너지 | Heater for hot water and method for manufacturing thereof |
-
2008
- 2008-05-09 JP JP2008122815A patent/JP2009270783A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101663131B1 (en) * | 2016-07-25 | 2016-10-07 | 주식회사 가나에너지 | Heater for hot water and method for manufacturing thereof |
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