JPH0617183U - ヒータ損傷検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直接投げ込み式ヒータの使用中にそのヒータ
管のピンホール等を検知でき、薬液等の加熱対象となっ
ている液の汚染防止を可能とする装置を提供する。 【構成】 半導体製造装置用の湿式洗浄器の薬液の温度
調整用の直接投げ込み式石英管ヒータ等において、ヒー
タ３の管４内の雰囲気をモニタできるようヒータ本体５
の両側の管部分4c , 4b にエアー流入ポート８とモニタ
ー用ポート７を設ける。ポート７にガスモニター12を接
続し、常時管内の雰囲気をモニターする。薬液２中の管
部分4aにピンホールが発生した場合、管内に薬液２が侵
入し薬液蒸気となるため、これがモニター12に達し検知
される。この薬液蒸気の検出によりヒータ３使用中にピ
ンホール等の発生が検知できる。薬液汚染によるウェハ
ー大量不良の発生等が防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内部に通電により発熱するヒータ本体を収納した管を液中に直接挿 入してその液を加熱するタイプのヒータにおいて管壁にピンホール、クラック等 の損傷が生ずるのを検知する装置、特に半導体生産において薬液洗浄工程で用い られるいわゆる直接投げ込み式石英管ヒータの石英管の損傷を検知するのに好適 な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

直接投げ込み式ヒータは、半導体製造装置等で用いられており、例えばウェハ ーを洗浄する湿式洗浄機の薬液温度を調整するのに使用されている。 このような石英管ヒータは、石英管内に通電により発熱するヒータ本体（抵抗 体）が入っており、ヒータリード線を石英管の両端部から管外へ導き電源へ接続 する。温度調整すべき薬液には、ヒータ本体を収納した管部分を直接投入して、 ヒータ本体への電力供給により加熱して薬液を直接的に加温している。ヒータ本 体を収納する管が薬液を汚染するのを防ぐために耐薬品性の石英製からなる管を 使用している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、その石英管に種々の原因によってピンホール、クラック等が発 生すると、薬液中にヒータ母材より汚染因が混入して薬液が汚染されることを確 めた。従来は、このような石英管ヒータ使用中のピンホール等の発生を検知する ようにしたシステムはなく、従って、使用時にピンホールが原因で汚染因が混入 しても、それは判明不可能であり、特に生産装置においては多量の汚染不良を引 き起こす恐れがある。 半導体製造装置用の上述した湿式洗浄機の場合には、薬液汚染によるウェハー 大量不良の発生の原因となる。

【０００４】 本考案の目的は、このような点に鑑みてなされたもので、この種の直接投げ込 み式ヒータの使用時に万一ピンホール等の損傷が発生しても、迅速かつ確実にこ れを検知することができ、上記のような汚染不良を極力防止できるヒータの損傷 検知装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、管の内部に通電により発熱するヒータ本体を内部に収納した管を、 液の中に浸漬して加熱する直接投げ込み式ヒータの前記管の損傷を検知する装置 において、前記管に連続され、管内の雰囲気の流れを形成し、前記管内の雰囲気 中に前記液に応じた成分が所定量含まれているか否かを検知する検出手段を具え たことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案においては、ヒータ本体を収納した管内に雰囲気の流れを形成し、この 雰囲気の成分をモニターするようにしているので、管にピンホール等がなければ 、管内の雰囲気中には液の成分は含まれていないが、ピンホール等が発生した場 合はピンホール等からその液が管内に浸入し気化するので、管内の雰囲気中には この液の成分が含まれ、これが検出されるため、ヒータ使用時にピンホール等の 発生を検知することができ、その結果、液の汚染が発生するような異常も使用中 に速やかに判明する。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案による損傷検知装置の一実施例を示すもので、半導体製造装置用 湿式洗浄機における洗浄薬液の温度調整用の直接投げ込み式石英管ヒータに適用 したものである。 湿式洗浄機の薬液槽１内に薬液２を収容し、この薬液２により半導体材料基板 、例えば Si ウェハーを洗浄する。洗浄時の薬液の温度調整用に、図で薬液槽１ の一部を切り欠いて示すように直接投げ込み式の石英管ヒータ３を薬液中に浸漬 する。

【０００８】 この石英管ヒータ３は、石英製の一連の管４と、管内部に収納されたヒータ本 体（抵抗体）５と、このヒータ本体に接続されたヒータリード線６とを備える。 管４をほぼコ字状の管部分4a, 及びその管部分4aに連接し夫々槽外へ延出する一 対の外部管部分4b, 4cから構成し、ヒータ本体５を上記コ字状管部分4a内に収納 配置し、ヒータリード線６は両側の管部分4b, 4cの端板９および10を介して外部 へ引き出す。リード線６を電源（図示せず）に接続して、ヒータ本体５に所要の 電力を供給し薬液２を加熱することができる。

【０００９】 本考案においては、管４の内部に雰囲気の流れを形成するために、上記一対の 外部管部分4b, 4cの夫々にはポート７および８を一体的に形成する。上述したよ うに外部管部分4bおよび4cの端部は端板９および10によって密封されているので 、薬液槽１の周囲に存在する薬液２自体の雰囲気が管４内に侵入するのを防止す ることができる。従来の投げ込み式石英管ヒータではヒータリード線取入口は開 放している構造であるが、本考案では上記のポート７，８を除けば閉管構造とし てある。

【００１０】 上記石英管４の外部管部4bに設けたポート７は、チューブ11を通して吸引式の ガスモニター12と接続する。このガスモニター12は、薬液槽１の収容薬液に応じ てその薬液成分の検出ができるよう、対象薬液２の構成物質に対応した特定の物 質を検知できるように構成する。一方、外部管部4cに設けたポート８にはチュー ブ13を連結し、このチューブの他端は当該薬液２等の雰囲気の無い位置に配置す る。ガスモニター12にはチューブ11に連結した吸引ポンプを設け、上記チューブ 13を通し、薬液２等の雰囲気の無いエアーだけが、一方の外部管部分4c、ヒータ 本体５を収納した管部分4a、他方の外部管部分4bの順で管４中を流れ、チューブ 11を経てガスモニター12に吸入されるように構成する。

【００１１】 ガスモニター12では、薬液２を構成する特定の物質の濃度を検知し、検知した 濃度が予め設定した基準レベルを越えるときに、管４にピンホール、クラック等 の損傷が発生したと判断し、外部出力部12a から検知信号を出力するように構成 する。外部出力部12a は、例えば、ランプやアラームを有する警報器14に接続し て、ヒータ管損傷発生を報知する。

【００１２】 本考案によるヒータ管の損傷検知装置によれば、ピンホールやクラックなどの 破損がない正常時には、その石英管４内を流れる雰囲気には薬液成分は存在しな いためガスモニター12では基準レベルを越える薬液成分濃度が検出されることは なく、従って異常警報は発生されない。

【００１３】 一方、もし薬液２中のヒータ管部分4aにピンホール等が発生した場合は、石英 管内に薬液２が侵入し、ヒータ本体５により加熱されて薬液蒸気となり、管内の エアーの流れによりガスモニター12に達するので、基準レベルを越える薬液成分 濃度が検知され、警報器14が作動する。このように石英管ヒータ３のピンホール 等の発生を石英管ヒータ使用時に検知でき、ヒータ母材による薬液２の汚染防止 が可能となる。使用中において迅速にピンホール等の発生、従って汚染因の混入 可能性があることが判明するので、従来のように多量の汚染不良を引き起こすこ とがなくなり、薬液汚染によるウェハーの大量不良の発生を確実に防止すること ができる。

【００１４】 本実施例においては、この石英管４の両端は端板９，10によって密閉されてい るため、薬液槽１近くに外部管部分4b, 4cが存在し、ヒータ３により温度上昇し た薬液２の成分がその取入口付近にただような場合であっても、この薬液成分が 管内に侵入することはないので誤検出を防ぐことができる。 従って、石英管ヒータ３を半導体生産ラインに組み込んで使用する場合でも、 不必要に稼動を停止させることは避けられ、一方、ピンホール等発生時には直ち に警報器14の作動等を行わせることができるので、大きな損害を受けることはな くなる。

【００１５】 実施例においては、薬液として NH₄OHを用い、これをヒータによって80℃の温 度に加熱し、ガスモニター12として NH₃ガスを検知するものを使用した。石英管 ４にピンホールが発生したところガスモニターにおいて 2000 ppm を越える濃度 のNH₃ ガスが検出された。

【００１６】 本考案は上述した実施例にのみ限定されるものではなく幾多の変更や変形が可 能である。 例えば、石英管の管壁に各ポートを設けたが、その位置はヒータリード線入口 部分でもよく、例えば管の端部開口を密閉する端面に設けてよい。この場合は石 英管自体を変更しないで済む。 また、ガスモニターによって得られた検知信号により、警報を発生するように したが、この検知信号に基づき、例えば湿式洗浄機による洗浄工程を自動的に停 止させるよう制御をしても勿論よい。 更に、半導体製造装置用湿式洗浄機の薬液の温度調整用に用いる石英管ヒータ を例として説明したが、いわゆる直接投げ込み式ヒータにおいてそのヒータ管（ 石英管以外のものも含む）のピンホール等を使用中に検知したい場合に、広く応 用することができる。 さらに、ポート７と８とをガスモニター12を介して連結し、管内の雰囲気を循 環させるように構成しても良い。この場合には検知感度が高くなると共に外気の 影響をまったく受けることはないので、より正確な検出が可能となる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によるヒータ損傷検知装置によれば、ヒータ本体を収納した管部分を、 加熱すべき液中に浸漬して加熱するタイプのヒータの実際の使用状態においてピ ンホール等の発生の有無を自動的に検知できるので、そのヒータを用いる半導体 製造装置等の稼動も中止させる必要はない。また、その使用時に、ピンホール等 が発生した場合にも、それを直ちに検知できるので、液中の管部分のピンホール 等が原因で発生するような汚染不良も効果的に防ぐことが可能となる。 特に、ウェハーの湿式洗浄機の薬液温度調整用の石英管ヒータに適用すれば、 万一石英管にピンホール等が発生しても、薬液汚染によるウェハーの大量不良の 発生に至る前で未然にこれを防止でき、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるヒータ損傷検知装置の一実施例の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 薬液槽 ２ 薬液 ３ 石英管ヒータ ４ 管 ５ ヒータ本体 ６ ヒータリード線 ７ モニター用ポート ８ ポート ９，10 端板 11, 13 チューブ 12 ガスモニター 14 警報器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により発熱するヒータ本体を内部に
   収納した管を、液の中に浸漬して加熱する直接投げ込み
   式ヒータの前記管の損傷を検知する装置において、 前記管に連続され、管内の雰囲気の流れを形成し、前記
   管内の雰囲気中に前記液に応じた成分が所定量含まれて
   いるか否かを検知する検出手段を具えたことを特徴とす
   るヒータ損傷検知装置。
2. 【請求項２】 前記加熱すべき液が、半導体生産におけ
   る湿式洗浄工程で使用する薬液であり、前記ヒータがこ
   の薬液の温度調整用の石英管ヒータであって、前記検出
   手段は、この薬液の成分を検出して検知出力を発生する
   ガスモニターで構成されていることを特徴とする請求項
   １記載のヒータ損傷検知装置。