JP3180920B2 - 薬液の高温加熱装置 - Google Patents

薬液の高温加熱装置

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JP3180920B2 JP15378691A JP15378691A JP3180920B2 JP 3180920 B2 JP3180920 B2 JP 3180920B2 JP 15378691 A JP15378691 A JP 15378691A JP 15378691 A JP15378691 A JP 15378691A JP 3180920 B2 JP3180920 B2 JP 3180920B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温の薬液にて洗浄エ
ッジング等を行なう高温薬液循環回路に用いられる薬液
の高温加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、シリコンウェハの洗浄、エッジン
グ、レジスト剥離等を行なうために、高温の薬液、例え
ばアンモニア過水、硫酸過水、塩酸過水、リン酸、硫酸
等の薬液を循環させた高温薬液循環回路が用いられてい
る。図9は上記高温薬液循環回路を示すもので、処理槽
1内の薬液2はベローズ型のポンプ3にて吸い込み、高
温加熱装置4にて高温に加熱し、ついでフィルタ5にて
濾過して上記処理槽1に戻し、この回路を薬液を循環さ
せている。そして上記処理槽1内にシリコンウェハ6を
浸漬してこれの洗浄等、必要な処理を行なうようになっ
ている。ところで、上記高温薬液循環回路における従来
の高温加熱装置は図7に示すようになっていて、熱交換
部7が入口部8及び出口部9より大きな径の筒形になっ
ている石英管にて構成されており、これの熱交換部7の
周囲にヒータ10を配置し、このヒータ10はセラミッ
ク等からなる内側断熱材11にて支持し、さらにこの内
側断熱材11の外側に綿状の外側断熱材12にてカバー
し、さらにその外側を鋼板よりなるカバー13にて覆っ
ている構成となっており、極めてクリーンな加熱が行な
われるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
はシリコンウェハの大型化に伴い、処理槽1の容量の増
大、及びICの容量の増大に伴い洗浄度の向上が望まれ
ており、また処理槽1の容量の増大に反して薬液の温度
上昇の待ち時間の短縮、装置の小型化も望まれている。
ところが、上記した従来の高温薬液循環回路における高
温加熱装置にあっては、その熱交換部7が比較的径が大
きい筒形になっていて、その周囲からヒータ10にて加
熱する構成となっていたため、単位容積当たりの熱量を
大きくとることができず、熱交換率が悪いため、薬液の
温度上昇の待ち時間を短縮しようとすると、ヒータ部分
が大型化し、しかもこれの熱が外側に伝わらないように
するための断熱材の量も多く必要となって装置全体が大
型化してしまうという問題があった。また従来の装置に
おけるヒータ10は図8に示すようにコイル状になった
ニクロム線のヒータ10をセラミック等の断熱材11に
モールドするので熱交換部7の全面で照射されずに影が
できてしまい、ヒータ10の熱が強くあたる部分Qと、
弱くあたる部分Rが生じて熱効率が悪かった。
【0004】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、熱交換部の熱交換率がよくなり、装置全体が大型
化することなく大量の薬液の温度上昇を早く行なうこと
ができて、処理槽の容量の増大化及び薬液の温度上昇の
待ち時間の短縮を図ることができるようにした薬液の高
温加熱装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る薬液の高温加熱装置は、中空の環状筒
形に構成され、かつ一方に入口管16を、他方に出口管
17を上記中空部に接続して設けた環状の熱交換筒15
の内側と外側に、この熱交換筒15の周面と外周面に
沿わせてヒータ18,19を配置した構成となってい
る。また、中空の環状筒形に構成され、かつ一方に入口
管16を、他方に出口管17を上記中空部に接続して設
けた環状の熱交換筒15の内側に、この熱交換筒15の
周面に沿わせて内側ヒータ18を配置し、また熱交換
筒15の外周に対向する部分に環状の外側空気通路29
を設け、この外側空気通路29を上記内側ヒータ18を
設けた内側ヒータ室と連通し、内側ヒータ室にて加熱さ
れた空気を外側空気通路に導くようにした構成となって
いる。さらに、中空の環状筒形に構成された熱交換筒の
周面に対向して設けるヒータをニクロム線にて構成し、
これを断熱材の表面に細かいピッチで巻きつけた構成と
なっている。
【0006】
【作 用】入口管16から流入した薬液は環状の通路
を通って出口管17に導かれ、その間に、熱交換筒15
の内、外側から内、外のヒータ18,19にて、あるい
は内側から内側ヒータ18にて、外側から外側空気通路
29の加熱空気にてそれぞれ加熱される。
【0007】
【実 施 例】本発明の第1の実施例を図1から図6に
基づいて説明する。図1、図2は本発明に係る薬液の高
温加熱装置の第1の実施例を示すもので、図中15は熱
交換筒であり、この熱交換筒15は中空の環状筒形に構
成されていて、これの軸方向の一側端部に入口管16と
出口管17とが直径方向に位置をずらせて中空部に接続
して設けてある。この熱交換筒15は石英にて、好まし
くは透明の石英にて構成されている。上記入口管16と
出口管17とは軸方向の反対側に設けてもよい。熱交換
筒15の内側には円筒の軸心と平行して円周方向に多数
本設けた内側ヒータ18が熱交換筒15の内面に沿い、
かつ非接触で対向させて設けてある。また熱交換筒15
の外側には上記内側ヒータ18と同一構成の外側ヒータ
19が上記内側ヒータ18に対して円周方向にピッチを
ずらせて設けてある。そして上記内側ヒータ18は熱交
換筒15の内側に設けられたセラミック等からなる内側
断熱材20に支持されており、また外側ヒータ19の外
側は外側断熱材21にて覆われている。なお熱交換筒1
5は、これの両端の円周方向複数箇所に固着したブロッ
ク22を介して上記両断熱材20,21に支持されてい
る。上記外側断熱材21及びブロック22の外側は綿状
の外被断熱材23にて覆われ、その外側が鋼板等の被覆
材24にて覆われている。この被覆材24の一方の端部
には支持板25が装着され、これにカバー26が固着さ
れ、このカバー26に入口管16と出口管17を支持す
る支持カバー27が配設してある。上記実施例では内、
外のヒータ18,19を軸芯と平行に配置した例を示し
たが、円周に沿って一本のスパイラル状に、あるいは段
階状にしてもよい。
【0008】上記構成の薬液の高温加熱装置は、これの
熱交換筒15の入口管16にポンプの出口回路を接続
し、出口管17にフィルタ回路を接続して用いられる。
しかしてポンプ回路より供給された薬液は入口管16よ
り熱交換筒15の環状中空部に流入し、ここで内側と外
側から内、外のヒータ18,19にて加熱されて、出口
管17よりフィルタ回路へ流出する。このとき、熱交換
筒15は石英にて構成されているので、薬液は金属イオ
ンを受けることなく加熱される。また熱交換筒15は中
空の環状筒形に形成されていることにより、これの環状
中空寸法Lを小さくすれば、内、外のヒータ18,19
の熱放射方向の流体層が薄くなって熱交換筒15内の薬
液にヒータ18,19の熱が十分に伝達され、熱交換筒
15内の薬液は熱交換率がよく、速やかに高温に加熱さ
れる。なおこのとき、内側ヒータ18と外側ヒータ19
とが円周方向にピッチがずれていることにより内、外の
ヒータ18,19の熱を効果的に吸収できる。またこの
とき、内側ヒータ18より外側ヒータ19の温度を低く
して、外側の断熱材21を薄くすることにより、装置全
体の外形寸法を小さくできる。
【0009】図3、図4は本発明の第2の実施例を示す
もので、以下その構成を説明する。熱交換筒15の内側
には第1の実施例同様に内側ヒータ18が内側断熱材2
0に支持されて設けてある。この内側ヒータ18は第1
の実施例と同様に内側断熱材20に設けた溝20aに嵌
合して円周方向に多数本配置されている。一方熱交換筒
15の外周側は遮閉支持板28にて構成される環状の外
側空気通路29にて囲繞されている。そしてこの外側空
気通路29は熱交換筒15の軸方向端側で上記内側ヒー
タ18の各溝21aに連通されており、この各溝20a
に内側断熱材20に設けた空気流入通路30が連通され
ている。また内側断熱材20の側端部に空気出口通路3
1が設けてあり、これに上記外側空気通路29が連通し
てある。上記遮閉支持板28の外側は綿状の外側断熱材
32にて包まれており、その外側が鋼板よりなる外被板
33にて覆われている。そしてこの外被板33の一側部
に上記空気流入通路30に連通する空気流入管34と、
空気出口通路31に連通する空気流出管35とが設けて
ある。
【0010】上記構成において、ポンプ回路より供給さ
れた薬液は上記第1の実施例と同様に、熱交換筒15の
環状中空部に流入し、ここで内側ヒータ18にて加熱さ
れて出口管17よりフィルタ回路へ流出する。またこの
とき、空気流入管34より空気を供給装置にて空気を供
給する。この空気は内側ヒータ18が嵌合した溝20a
内で加熱され、この加熱された空気は熱交換筒15の端
面を経て外側空気通路29に流れ、ここから熱交換筒1
5の外周面を加熱する。そしてその後、空気出口通路3
1を経て空気出口管35より排出される。従って熱交換
筒15は内側から内側ヒータ18にて、外側から加熱空
気にて加熱される。
【0011】図5、図6はヒータ部のそれぞれ異なる実
施例を示す。すなわち、例えば内側ヒータ18は図5に
示すように、内側断熱材36の円筒部にニクロム線より
なるヒータ37をモールドされないで細かいピッチPで
巻きつけてもよく、また、図6に示すように、ニクロム
線よりなるヒータ38をジグザグ状に巻きつけてもよ
い。
【0012】上記ヒータ37,38はモールドと異な
り、細かいピッチPで巻きつけられるので、熱の拡散性
がよくなると共に、熱交換筒15に影になる部分がなく
全体に照射でき熱効率がよい。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、中空の環状筒形に形成
された熱交換筒15内に流入した薬液はこれの環状の流
路内を流れる間に、これの内側及び外側からヒータ1
8,19にて加熱されるから、流入口16より流入した
薬液は広い面積にわたって内、外の両側からヒータ1
8,19の熱に曝されることになって単位容積当たりに
受ける熱量が極めて大きくなり、これにより熱交換率が
よくなり、ヒータ部分を大型にすることなしに薬液の温
度上昇の待ち時間を短くすることができる。また上記外
側のヒータ19にかえて熱交換筒15の外側に環状の外
側空気通路を設け、この通路に熱交換筒15の内側で加
熱された空気を流し、これにより熱交換筒15の外側を
加熱するようにしたから、内側だけのヒータ18の熱量
を熱交換筒15の内、外面に供給することができる。さ
らに熱交換位置の周面に対向して設けられたヒータは、
これを支持する断熱材に裸に巻きつけることにより、ヒ
ータのピッチは細かくなってヒータからの熱量は大きく
なると共に、影ができることなく効率よく熱照射するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の薬液の高温加熱装置の概
略的な全体構成を示すもので、図2のA−A断面図であ
る。
【図2】第1実施例の図1のB−B断面図である。
【図3】本発明の第2実施例の薬液の高温加熱装置の概
略的な全体構成を示すもので、図4のD−D断面図であ
る。
【図4】第2実施例の図3のC−C断面図である。
【図5】本発明の薬液の高温加熱装置のヒータ部の第1
実施例を示す構成断面図である。
【図6】本発明の高温加熱装置のヒータ部の第2実施例
を示す一部概略側面図である。
【図7】従来の実施例の薬液の高温加熱装置の概略を示
す全体構成断面図である。
【図8】従来の実施例の薬液の高温加熱装置の一部拡大
図である。
【図9】高温サーキュレータ回路図である。
【符号の説明】
15 熱交換筒、16 入口管、17 出口管、18
内側ヒータ、19 外側ヒータ、29 外側空気通路、
37,38 ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 諦四 神奈川県平塚市四之宮2597 小松エレク トロニクス電子冷凍機器部内 (72)発明者 早坂 知紘 神奈川県平塚市四之宮2597 小松エレク トロニクス電子冷凍機器部内 (72)発明者 片岡 美春 神奈川県平塚市四之宮2597 小松エレク トロニクス電子冷凍機器部内 (56)参考文献 特開 平4−353350(JP,A) 実開 平4−136454(JP,U) 実開 平4−117345(JP,U) 実開 昭52−170341(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24H 1/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空の環状筒形に構成され、かつ一方に
    入口管16を、他方に出口管17を上記中空部に接続し
    て設けた環状の熱交換筒15の内側と外側に、この熱交
    換筒15の周面と外周面に沿わせてヒータ18,19
    を配置したことを特徴とする薬液の高温加熱装置。
  2. 【請求項2】 中空の環状筒形に構成され、かつ一方に
    入口管16を、他方に出口管17を上記中空部に接続し
    て設けた環状の熱交換筒15の内側に、この熱交換筒1
    5の周面に沿わせて内側ヒータ18を配置し、また熱
    交換筒15の外周に対向する部分に環状の外側空気通路
    29を設け、この外側空気通路29を上記内側ヒータ1
    8を設けた内側ヒータ室と連通し、内側ヒータ室にて加
    熱された空気を外側空気通路に導くようにしたことを特
    徴とする薬液の高温加熱装置。
  3. 【請求項3】 中空の環状筒形に構成された熱交換筒の
    周面に対向して設けるヒータ37,38をニクロム線に
    て構成し、これを断熱材の表面に細かいピッチで巻きつ
    けたことを特徴とする請求項1,2記載の薬液の高温加
    熱装置。
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