JP2554759Y2 - 流動液体加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、連続的に流動する液
体を加熱するための装置に関し、この流動液体加熱装置
は、例えば、液晶表示装置又は半導体の製造プロセスに
おいて半導体等の基板の表面に表面処理液を供給する工
程で、その表面処理液を所定温度に加熱する場合などに
使用される。

【０００２】

【従来の技術】レジスト液や現像液等の表面処理液を所
定温度に加熱する場合、従来は、例えば特開平３−１６
５４８６号公報等に開示されているように、薬液を通過
させる通路を成す管壁面に環状発熱体が付設された加熱
装置を使用し、その環状発熱体に電力を供給して発熱さ
せ、管壁を通してその熱を、通路内を流動する薬液に伝
達し、薬液を加熱するようにしていた。そして、制御手
段により発熱体に供給する電力量を制御することによ
り、薬液の温度を適切に調節するようにしていた。

【０００３】また、図４は、別の従来の流動液体加熱装
置の構成の１例を示す縦断面図である。この装置は、液
体通路が二重管構造により形成されている。すなわち、
それぞれ円筒状をなす大径外方隔壁10と大径内方隔壁12
との間に外周側通路14が形成され、大径内方隔壁12と同
心でそれより小径の円筒状をなす小径外方隔壁16と同じ
く同心円筒状の小径内方隔壁18との間に内周側通路20が
形成されており、外周側通路14の一端側は液体流入管22
に連通し、内周側通路の一端側は液体流出管24に連通し
ている。そして、外周側通路14と内周側通路20とがそれ
ぞれの他端側において連絡管26を介し連通しており、図
示しない送液ポンプにより液体流入管22に送り込まれた
液体が、外周側通路14内を螺旋状に旋回しながら他端側
まで流動し、連絡管26を通って内周側通路20内へ流入
し、内周側通路20内を螺旋状に旋回しながら流出口に向
かって流動し、液体流出管24を通って流出するようにな
っている。尚、各隔壁10、12、16、18並びに液体流入管
22、液体流出管24及び連絡管26は、それぞれ石英ガラス
によって形成されている。一方、ヒータ28は、セラミッ
ク製で、大径内方隔壁12の径と小径外方隔壁16の径との
中間の径寸法を有し、外周側通路14及び内周側通路20の
全長とほぼ同等の長さ寸法を有する円筒状に形成されて
おり、大径内方隔壁12と小径外方隔壁16との間に形成さ
れる円筒状のスペースにそれらと同心に配置されてい
る。図中の30は、図示しない電源に接続されるヒータ端
子であり、32は、ヒータ28を固定するためのバンドであ
る。尚、この例に示したように、液体通路を外周側通路
14と内周側通路20とで形成し、それら各通路14、20を極
めて狭くしているのは、その内部を流れる液体を速やか
に昇温させるため、ヒータをコンパクトにするため、及
び、液交換時に液体の無駄を少なくするためである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】図４に示したような構
成の従来の流動液体加熱装置では、停電などによって送
液ポンプが停止すると、液体の流動が停止し、狭い液体
通路の内部にレジスト液や現像液等の表面処理液が滞留
することになる。このとき、ヒータへの電力供給も停止
するが、ヒータの温度は高温、例えば５００℃以上に上
昇しており、そのヒータ及び隔壁が保有している熱量に
より、液体通路内に滞留した薬液の温度がその沸点以上
の温度に上昇する。この結果、薬液中に残留物が生成さ
れ、これがパーティクル発生の原因となって、半導体製
造装置等の品質低下を招くこととなる。また、純水を加
熱している場合などでは、ポンプが停止すると、液体通
路内部の純水が蒸発してしまい、液体通路を形成してい
る石英ガラス管が割れてしまうこともある。

【０００５】また、通常時においても、セラミックヒー
タは、例えば５００℃以上の高温になるため、長時間加
熱操作を続けると、セラミックヒータが酸化し、その抵
抗値が変化して、正確な温度調節を行なえなくなる、と
いった問題点もある。

【０００６】この考案は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、停電などの非常時において、液体通
路内に滞留した液体が限界を越えて温度上昇したりせ
ず、また、通常時においては、酸化によるヒータの劣化
を防止することができる流動液体加熱装置を提供するこ
とを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この考案では、筒状の外
方隔壁と内方隔壁とによってその間に形成される液体通
路に沿い、外方隔壁又は内方隔壁によって液体通路と仕
切られた気体通路を形成し、その気体通路内に筒状の電
気ヒータを隔壁に沿って配設するとともに、前記気体通
路を窒素ガス供給源に流路接続し、窒素ガス供給源から
気体通路へ、常時は電気ヒータを覆うように窒素ガスを
流し、停電等の非常時には常時と比較して相対的に多量
の窒素ガスを流すようにする流量調節手段及びその制御
手段を具備させたことを要旨とする。ここで、液体通路
は、図４に示したような二重管構造のものでも或いは単
管構造のものでも、何れでもよい。液体通路が二重管構
造により形成されているときは、気体通路を、外周側通
路の大径内方隔壁と内周側通路の小径外方隔壁との間に
形成し、その気体通路内に電気ヒータを配置する。ま
た、液体通路が単管構造により形成されているときは、
気体通路を液体通路の外方側か内方側、或いはその両側
に形成し、その気体通路内に電気ヒータを配置する。

【０００８】上記構成の流動液体加熱装置では、通常時
は、気体通路へ電気ヒータを覆うように窒素ガスが流さ
れ、気体通路内に配設された電気ヒータの周囲が窒素ガ
スによって充たされるため、ヒータの酸化による劣化が
防止される。一方、停電等により送液ポンプが停止する
といった非常時においては、気体通路内へ常時と比較し
て多量の窒素ガスが流入し、その多量の窒素ガスによっ
てヒータ及び隔壁が急冷されるため、液体通路の内部に
滞留した液体の温度が沸点以上に上昇するようなことが
防止される。

【０００９】

【実施例】以下、この考案の好適な実施例について図１
を参照しながら説明する。

【００１０】図１は、この考案の１実施例を示し、流動
液体加熱装置の概略構成を示す縦断面図である。図１に
おいて、図４において使用した符号と同一の符号は、上
記で説明したものと同一機能及び作用をなす同一部材で
あり、その説明を省略する。

【００１１】この装置は、外周側通路14の大径内方隔壁
12と内周側通路20の小径外方隔壁16とによりその間に形
成された空間を気体通路34とし、その気体通路34内に円
筒状のセラミックヒータ28が配置されている。そして、
筒状体の、液体流入管22及び液体流出管24が形設されて
いる一端側に、気体通路34と連通し大気と気密に仕切ら
れた気体流入室36を設け、その気体流入室36に気体導入
管38を連通接続し、この気体導入管38に窒素ボンベ40が
給気管路42を通して流路接続している。また、給気管路
42には、開閉弁44が介挿されている。さらに、開閉弁44
の上流側で給気管路42から分岐し開閉弁44の下流側で給
気管路42に合流するバイパス管路46が設けられており、
そのバイパス管路46に絞り弁48が介設されている。

【００１２】また、ヒータ端子30は、開閉スイッチ50を
介在させて電源52に電気接続されており、図示していな
いが液体通路内に検出端が挿入された測温体からの検出
信号に基づいて、コントローラ54により開閉スイッチ50
を制御し、電源52からヒータ28の端子30への電力供給を
オン・オフさせることにより、液体通路内を流れる被加
熱液体の温度を適切に調節するような構成となってい
る。この構成は、従来の装置と変わらないが、この考案
の装置では、コントローラ54により開閉弁44を、常時は
閉塞し、液体流入管22に流路接続された図示しない送液
ポンプが停電等によって停止する非常時においては開放
するように制御する構成となっている。

【００１３】次に、上記構成の流動液体加熱装置の動作
について説明する。

【００１４】レジスト液、現像液等の被加熱液体は、図
示しない送液ポンプにより液体流入管22へ送り込まれ、
外周側通路14内を螺旋状に旋回しながら流動し、連絡管
26を通って内周側通路20内に流入し、内周側通路20内を
螺旋状に旋回しながら流動する。そして、被加熱液体
は、外周側通路14及び内周側通路20内を通過する間に、
ヒータ28の熱により大径内方隔壁12及び小径外方隔壁16
を通して加熱され、コントローラ54により適切な温度に
調節されて、液体流出管24から流出し、基板表面処理装
置等へ送られる。この場合、通常時は、給気管路42に介
設された開閉弁44が閉塞状態に保持され、窒素ボンベ40
から、絞り弁48が介設されたバイパス管路46を通り給気
管路42を通って、気体導入管38に少量の窒素ガスが供給
され、その少量の窒素ガスが気体流入室36から気体通路
34内へ流入している。そして、気体通路34内に配設され
たヒータ28は、気体通路34内に流入する窒素ガスによっ
て常に周囲が充たされた状態となるため、例えば５００
℃以上の高温に長時間保持されても、酸化による劣化が
有効に防止されることになる。

【００１５】一方、被加熱液体を液体流入管22へ送り込
む送液ポンプが停電などによって停止すると、被加熱液
体は外周側通路14及び内周側通路20の内部に滞留するこ
とになる。このとき、ヒータ28への電力供給も停止する
が、ヒータ28及び各隔壁10、12、16、18は、４００〜５
００℃程度の温度まで上昇しており、まだ相当の熱量を
保有した状態にある。しかし、この装置では、送液ポン
プが停止すると同時に、コントローラ54によって開閉弁
44が開放され、窒素ボンベ40から給気管路42を通って気
体導入管38へ通常時と比較して多量の窒素ガスが流れ込
み、その多量の窒素ガスが気体流入室36を通って気体通
路34内へ流入し、ヒータ28並びに大径内方隔壁12及び小
径外方隔壁16が多量の窒素ガスによって急速に冷却され
ることになる。これにより、外周側通路14及び内周側通
路20内に滞留した被加熱液体の温度上昇が抑えられるこ
とになる。

【００１６】この考案の流動液体加熱装置は上記したよ
うに構成されているが、この考案の範囲は上記説明並び
に図面の内容によって限定されず、要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形例を包含し得る。例えば、上記実施例で
は、給気管路に開閉弁と絞り弁が介設されたバイパス管
路とを設け、気体通路内を通過した窒素ガスを大気中へ
放流する方式の装置を示したが、図２に示すように、気
体通路34に気体排出管56を介して排気管路58を流路接続
して、その排気管路58に開閉弁44と絞り弁48が介設され
たバイパス管路60とを設けたガス押込み式の装置として
もよい。また、バイパス管路を設ける代わりに、絞り弁
内蔵の開閉弁を給気管路又は排気管路に介設するように
してもよい。また、上記実施例では、液体流入管及び液
体流出管が形設されている側と同じ一端側に気体導入管
及び気体流入室を設けるようにしているが、液体流入管
及び液体流出管の形設位置の反対側端部に気体導入管等
を設けるようにしてもよい。さらに、液体流入管と液体
流出管とを逆にし、被加熱液体を内周側通路から外周側
通路へ流動させるようにしてもよい。また、図示例で
は、液体通路が二重管構造により形成されている装置を
示したが、液体通路が単管構造により形成されていても
よく、その場合には、気体通路を液体通路の外方側もし
くは内方側或いはその両側に形成し、その気体通路内に
ヒータを配置するようにすればよい。さらにまた、上記
実施例では、１種類の液体を送液ポンプにより液体流入
管22から送り込み、外周側通路14及び内周側通路20内を
流動させた後、液体流出管24から流出させるようにして
いるが、図３に示すように、２種類の液体Ａ、Ｂを液体
流入管22及び24’からそれぞれ流入させ、外周側通路14
及び内周側通路20内を流動させた後、液体流出管62及び
64からそれぞれ流出させることによって、異なる２種類
の流動する液体を同時に加熱するようにしてもよい。
尚、表面処理液としては、上記のようにレジストや現像
液に限らず洗浄液、エッチング液等でもよい。

【００１７】

【考案の効果】この考案は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この考案に係る流動液体加熱装置を
使用すれば、停電などによって送液ポンプが停止するよ
うなことになっても、液体通路内に滞留する被加熱液体
の温度が沸点以上に上昇するようなことが起こらず、従
来のようにパーティクル発生の原因となる残留物が表面
処理液中に生成して製品品質の低下を招いたり、液体通
路を形成している石英ガラス管が割れたりするといった
事態を無くすことができる。また、通常においても、酸
化によるヒータの劣化を有効に防止し、その寿命を延ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施例に係る流動液体加熱装置の
概略構成を示す縦断面図である。

【図２】この考案の他の実施例に係る流動液体加熱装置
の概略構成を示す縦断面図である。

【図３】この考案のさらに他の実施例に係る流動液体加
熱装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図４】従来の流動液体加熱装置の構成の１例を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

10 大径外方隔壁 12 大径内方隔壁 14 外周側通路 16 小径外方隔壁 18 小径内方隔壁 20 内周側通路 22 液体流入管 24 液体流出管 26 連絡管 28 セラミックヒータ 30 ヒータ端子 34 気体通路 38 気体導入管 40 窒素ボンベ 42 給気管路 44 開閉弁 46 バイパス管路 48 絞り弁 52 電源 54 コントローラ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の外方隔壁と内方隔壁との間に形成
   され、被加熱液体が通過する液体通路と、その外方隔壁
   又は内方隔壁を介在させその隔壁に沿って配設された筒
   状の電気ヒータと、この電気ヒータに電力を供給する電
   源と、被加熱液体を前記液体通路へ流入させ液体通路内
   を流動させた後液体通路から流出させる送液ポンプとを
   備えてなる流動液体加熱装置において、前記液体通路の
   外方側又は内方側に、前記外方隔壁又は内方隔壁によっ
   て仕切られた気体通路を形成し、その気体通路内に前記
   電気ヒータを配置するとともに、前記気体通路を窒素ガ
   ス供給源に流路接続して、前記気体通路へ常時は前記電
   気ヒータを覆うように窒素ガスを流し非常時には常時に
   比較して相対的に多量の窒素ガスを流す流量調節手段を
   設け、非常時に前記気体通路に常時に比較して相対的に
   多量の窒素ガスを流入させるように前記流量調節手段を
   制御する制御手段を設けたことを特徴とする流動液体加
   熱装置。
2. 【請求項２】 液体通路が、筒状の大径外方隔壁と大径
   内方隔壁との間に形成され、一端側が液体流入口又は液
   体流出口とされた外周側通路と、前記大径内方隔壁の内
   方側にその隔壁と間隔を設けて内設された筒状の小径外
   方隔壁と小径内方隔壁との間に形成され、一端側におい
   て前記外周側通路の他端側と連通し、他端側が液体流出
   口又は液体流入口とされた内周側通路とから構成される
   とともに、前記大径内方隔壁と前記小径外方隔壁との間
   に形成された空間が気体通路とされた請求項１記載の流
   動液体加熱装置。