JPH07302778A - 半導体製造における洗浄液加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体製造工程においてウエハ等の洗浄に用
いられる洗浄液を加熱するための装置として、加熱効率
が高くかつ小型化が可能で、しかも信頼性が高い装置を
提供する。 【構成】 洗浄液流入口および洗浄液流出口が設けられ
た石英製の容器本体内に、石英からなるヒータ挿入管を
設け、そのヒータ挿入管にハロゲンランプ等の光放射型
ヒータを設け、容器本体の壁部には内向きの反射面を有
するアルミニウム等の金属反射層を設け、その金属反射
層の外側に断熱層を設けた構成とする。光放射型ヒータ
から放射された光は、容器本体内で多重反射を繰返し、
輻射によって洗浄液を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体製造工程におい
てシリコンウェハ等の洗浄のために用いられる薬液や純
水等の液体を加熱するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように半導体製造工程においては
汚染が大敵であり、そのため半導体製造における種々の
段階でシリコンウエハの表面等を洗浄する工程が実施さ
れている。半導体製造における洗浄工程では、種々の薬
液を用いて洗浄した後、さらに洗浄用薬液を洗い流すた
めに純水を用いて洗浄することが多い。またこのような
洗浄効果は、一般に高温の薬液、高温の純水ほど高くな
ることから、高温の薬液や高温の純水（温純水）を用い
ることが多い。具体的には、洗浄用薬液としては、硫酸
と過酸化水素水の高温混液（ピラニア洗浄）、アンモニ
アと過酸化水素水との高温混液（ＳＣ−１）、あるいは
塩酸と過酸化水素水の高温混液（ＳＣ−２洗浄）などが
ウエハ汚染の状況等に応じて使い分けられており、また
薬液による洗浄後の薬液洗い流し等のために温純水が用
いられている。そのほか、選択酸化工程での窒化膜マス
クのエッチング除去に熱リン酸が用いられることもあ
る。

【０００３】上述のように高温の薬液や温純水を用いて
洗浄を実施するにあたっては、洗浄のための薬液や純水
（以下これらを洗浄液と記す）を加熱する必要がある。
従来このような洗浄液の加熱に際しては、棒状の投げ込
み型ヒータを洗浄槽内の洗浄液に浸漬させて、直接洗浄
液を加熱する方式を適用することが多かった。このよう
な投げ込み型ヒータによる洗浄槽内での直接加熱方式の
場合、特に加熱設備が必要なく、簡単かつ安価に適用で
きる利点はあるが、次のような問題があった。

【０００４】すなわち、洗浄槽内にヒータとウエハとが
同時に存在するため、ヒータからの輻射熱によりウエハ
表面の一部分が局部的に異常に加熱されたり、ヒータ近
傍のウエハのみが高温に加熱されたりする問題があっ
た。また、洗浄槽内のヒータ近傍では洗浄液の流れが滞
留しやすくなり、パーティクル等の汚染物が滞留し、堆
積して、ウエハに対するパーティクル汚染源となってし
まうことが多い。またヒータとしてハロゲンランプ等の
強力な光線を放射するものを用いた場合、放射エネルギ
が洗浄槽から四方に散逸して、加熱効率が悪くなるとと
もに、作業者が眩しかったり、さらには洗浄ウエハにラ
ジエーションダメージが発生するなどの問題があった。

【０００５】なお洗浄槽外面に面状の電熱ヒータを貼着
した方式の加温洗浄槽も市販されているが、洗浄槽に通
常用いられている石英は熱伝導による伝熱特性が悪く、
そのため加熱に長時間を要する問題があるほか、電熱ヒ
ータと石英との熱膨張差によって電熱ヒータが剥れ、局
部的に電熱ヒータが過熱して断線したりする問題があ
り、効率良く加熱することは困難であった。

【０００６】ところで最近では、洗浄液を循環濾過して
微細なダストをも除去し、これによってより清浄な洗浄
を可能にするとともに、繰返し同じ洗浄液を使用可能と
してコスト低減を図るようにした循環濾過洗浄方式が普
及している。このような循環濾過洗浄方式を適用した場
合における洗浄液の加熱には、投げ込み型ヒータを用い
ることは少なくなり、それに代わって循環濾過配管の中
途にラインヒータ状の洗浄液加熱装置を設けておくライ
ンヒータ式循環濾過洗浄を適用することが一般化しつつ
ある。このラインヒータ式の洗浄加熱装置としては、洗
浄液が流れる管（容器）の外面に面状ヒータ（電熱ヒー
タ）やセラミックヒータを取付けたものが一般的であ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述のような循環濾過洗
浄用のラインヒータ式洗浄液加熱装置としては既に数種
類のものが商品化されているが、従来のラインヒータ式
洗浄液加熱装置は、加熱効率が低く、またそのため装置
全体が大型化せざるを得ない問題があった。

【０００８】すなわち、周知のように熱の移動の態様に
は伝導、対流、輻射があり、一般的な各種物質の加熱で
は伝導による加熱を適用することが多く、その場合熱伝
導率の高い金属材料を伝導媒体として使用するのが通常
である。一方ウエハ等の洗浄液の加熱管（加熱容器）に
は、洗浄液として使用される各種薬液に対して充分な耐
食性を有することが必要であり、そこで金属材料は不適
切であるとされ、一般には化学的に極めて安定な石英で
作られるのが通常であるが、石英は金属材料と比較して
一桁以上熱伝導率が低く、そのため主として管壁を介し
ての伝導によりヒータの熱を伝達させて洗浄液を加熱す
る従来の加熱装置では、伝熱面積を著しく広くせざるを
得ず、そのため装置の大型化を招かざるを得なかったの
が実情である。

【０００９】また従来の洗浄液加熱装置では、加熱管と
して前述のように石英を用い、この石英製加熱管の外面
に面状ヒータやセラミックヒータ等を取付けるのが通常
であり、この場合伝導による熱移動を効率良く行なうに
あたっては、面状ヒータやセラミックヒータを石英製加
熱管に密着させておく必要があるが、石英とヒータとの
熱膨張率の差によってヒータと石英管壁との密着度がわ
ずかに変化しただけでもその部分の伝熱特性が大きく変
化して、加熱速度が遅くなって加熱効率が悪くなり、極
端な場合はヒータが石英管壁から剥離して加熱効率が著
しく低下し、またこの場合その剥離した部分でヒータが
過熱してヒータの断線を招くこともあり、そのため信頼
性の点でも問題があった。

【００１０】そしてまた従来の洗浄液加熱装置では、主
として伝導による加熱を利用しているため、ヒータから
必然的に発生する輻射熱を効率良く加熱容器内の洗浄液
に与えることができず、そのため単に熱の利用効率が低
いばかりでなく、輻射熱によって周辺の機器を加熱して
しまったりするという問題もあり、さらには従来のライ
ンヒータ方式の洗浄液加熱装置では、洗浄液の入口と出
口とが反対側に位置していること等に起因して、既設の
洗浄設備に組込んで使用することが困難であり、そのた
め配置スペースや配管上の問題もあった。

【００１１】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たものであり、半導体製造における循環濾過洗浄工程に
適用される洗浄液加熱装置として、加熱効率が高くかつ
小型化が容易であって、しかも信頼性、使い勝手が良
く、さらには既設の洗浄設備にも容易に組込めるように
した洗浄液加熱装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述のように従来のライ
ンヒータ式洗浄液加熱装置では、加熱管として石英を用
い、その石英管の管壁を介しての伝導による熱の移動に
よって洗浄液を加熱している。ここで、石英は前述のよ
うに金属材料と比較して格段に熱伝導率が低いため、加
熱効率が低くならざるを得ず、また主として伝導を利用
して加熱しているため、石英管壁とヒータとの密着度が
加熱効率に影響を与え、また信頼性にも影響を与えてい
る。

【００１３】一方石英は、良く知られているように紫外
領域から赤外領域までの広い波長領域にわたって光の透
過性に優れている。このことから、石英製の加熱管や加
熱容器を用いる場合には、伝導による加熱を利用するよ
りもむしろ光輻射による加熱を積極利用する方が有利で
あると考えられる。すなわち、ヒータとしてハロゲンラ
ンプの如き光放射型ヒータを用い、石英における光透過
性の優れた波長領域の光による輻射熱を主に利用して石
英製の容器内の洗浄液を加熱するようにすれば、石英の
熱伝導率の低さによる問題を克服することができ、また
石英の壁とヒータとの密着度や剥離も特に伝熱特性に悪
影響を与えないと考えられる。但し、一般に半導体製造
において洗浄液として用いられる薬液は無色透明のもの
がほとんどであり、このような薬液は可視領域の光に対
するエネルギ吸収係数が低く、そのため単に洗浄液に光
を放射しただけでは効率的な加熱は困難である。そこで
この発明では、ハロゲンランプ等の光放射型ヒータから
の光を多重反射させて、その光を洗浄液内を繰返し通過
させるようにし、これによって洗浄液内での光の実効的
な通過距離を長くして、輻射エネルギ吸収量を増大さ
せ、効率的な加熱を可能としている。

【００１４】具体的には、請求項１の発明の半導体製造
における洗浄液加熱装置は、石英からなる容器本体に洗
浄液流入口および洗浄液流出口が形成され、かつその容
器本体内に、石英からなるヒータ挿入管が設けられてお
り、そのヒータ挿入管には光放射型ヒータが挿入され、
さらに前記容器本体の壁部の外面上には、内向きの反射
面を有する金属反射層が設けられており、その金属反射
層の外側に断熱層が設けられていることを特徴とするも
のである。

【００１５】また請求項２の発明の半導体製造における
洗浄液加熱装置は、請求項１に記載の洗浄液加熱装置に
おいて、前記光放射型ヒータとして、ハロゲンランプが
用いられているものである。

【００１６】さらに請求項３の発明の半導体製造におけ
る洗浄液加熱装置は、請求項１に記載の洗浄液加熱装置
において、前記金属反射層として、アルミニウムもしく
はアルミニウム合金が用いられているものである。

【００１７】そしてまた請求項４の発明の半導体製造に
おける洗浄液加熱装置は、請求項１に記載の洗浄液加熱
装置において、前記石英からなる容器本体の壁部の内面
もしくは外面の少なくとも一方が粗面化されているもの
である。

【００１８】また請求項５の発明の半導体製造における
洗浄液加熱装置は、請求項１に記載の洗浄液加熱装置に
おいて、前記容器本体が外箱内に設置されており、かつ
その外箱の一方の側面に外部配管を接続するための洗浄
液流入側接続口と洗浄液流出側接続口とが設けられ、こ
れらの洗浄液流入側接続口および洗浄液流出側接続口が
それぞれ前記容器本体の洗浄液流入口におよび洗浄液流
出口に接続されているものである。

【００１９】一方請求項６の発明の半導体製造における
洗浄液加熱装置は、石英からなる容器本体の壁部が、内
外２重壁構造とされ、かつその容器本体に洗浄液流入口
および洗浄液流出口が形成され、かつその容器本体内
に、石英からなるヒータ挿入管が設けられており、その
ヒータ挿入管に光放射型ヒータが挿入され、さらに容器
本体の内側の壁部の外面上には、内向きの反射面を有す
る金属反射層が設けられており、かつ容器本体の内側の
壁部と外側の壁部との間が真空断熱層とされていること
を特徴とするものである。

【００２０】また請求項７の発明の半導体製造における
洗浄液加熱装置は、請求項６に記載の洗浄液加熱装置に
おいて、前記光放射型ヒータとして、ハロゲンランプが
用いられているものである。

【００２１】さらに請求項８の発明の半導体製造におけ
る洗浄液加熱装置は、請求項６に記載の洗浄液加熱装置
において、前記金属反射層として、アルミニウムもしく
はアルミニウム合金が用いられているものである。

【００２２】そしてまた請求項９の発明の半導体製造に
おける洗浄液加熱装置は、請求項６に記載の洗浄液加熱
装置において、前記石英からなる容器本体の内側の壁部
の内面もしくは外面の少なくとも一方が粗面化されてい
るものである。

【００２３】また請求項１０の発明の半導体製造におけ
る洗浄液加熱装置は、請求項６に記載の洗浄液加熱装置
において、前記容器本体が外箱内に設置されており、か
つその外箱の一方の側面に外部配管を接続するための洗
浄液流入側接続口と洗浄液流出側接続口とが設けられ、
これらの洗浄液流入側接続口および洗浄液流出側接続口
がそれぞれ前記容器本体の洗浄液流入口におよび洗浄液
流出口に接続されているものである。

【００２４】

【作用】この発明の洗浄液加熱装置では、洗浄液流入口
を経て石英からなる容器本体内に外部から薬液等の洗浄
液が導入される。容器本体内の石英からなるヒータ挿入
管にはハロゲンランプ等の光放射型ヒータが挿入されて
いるから、ヒータからの光がヒータ挿入管の管壁を経て
容器本体内の洗浄液に照射される。

【００２５】ここで、ヒータ挿入管の管壁は石英からな
り、石英の光吸収係数は著しく低いから、ヒータからの
光はヒータ挿入管の管壁に吸収されることなく、ほとん
ど洗浄液に照射されることになる。一方洗浄液自体もそ
の透明度は高く、光の吸収係数が小さいのが一般的であ
るが、ヒータから放射されて洗浄液中を透過した光は、
容器本体の石英からなる壁を透過してその外面の金属反
射層の反射面により反射され、再び洗浄液に照射され、
さらに洗浄液を透過した光は反対側の容器本体内の壁部
外面の反射面により反射され、さらにその過程を繰返し
て、多重反射される。このような多重反射が行なわれる
間に光のエネルギが容器本体内の洗浄液に吸収され、洗
浄液が効率良く加熱されることになる。

【００２６】またここで、この発明の場合、洗浄液の加
熱は主として輻射による熱移動によって行なっているた
め、ヒータ挿入管における管壁と光放射型ヒータとの間
の密着度が変化したり、若干の隙間が生じたりしても加
熱効率の低下を招いたりするおそれは極めて少ない。

【００２７】一方、ハロゲンランプ等の光放射型ヒータ
から放射される光のごく一部は、石英製ヒータ挿入管の
管壁や石英製容器本体の壁部、さらには金属反射層に吸
収されて、それらが加熱されるが、容器本体の金属反射
層の外側には断熱層が設けられているため、その熱が外
部へ散逸することは少なく、大部分は熱伝導により容器
本体内の洗浄液を加熱するのに使用される。

【００２８】以上のようにして容器本体内で加熱されて
温度上昇した洗浄液は、洗浄液流出口を経て容器本体外
へ流出し、洗浄槽等へ導かれる。

【００２９】なお光放射型ヒータとしては種々のものを
使用することができるが、請求項２、請求項７に記載し
たように、特に容器本体やヒータ挿入管を構成している
石英の光透過率が良好な波長域の光を効率良く放射し得
るハロゲンランプを用いることが好適である。

【００３０】また金属反射層としては、要は反射面を形
成し得る金属材料を用いれば良いが、請求項３、請求項
８に記載したように、アルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金を用いることが望ましい。すなわち、アルミニウ
ムやアルミニウム合金を用いた場合は、ステンレス鋼を
用いた場合と比較して光反射率の高い反射面を形成する
ことができ、そのため金属反射層自体の温度上昇も少な
くなるから、断熱材を介して外部へ散逸する熱も少なく
なり、洗浄液を効率良く加熱することが可能となる。

【００３１】さらに、請求項４、請求項９に記載したよ
うに、石英製容器本体の壁部（請求項９の場合は２重壁
のうち内側の壁部）の内面もしくは外面の少なくとも一
方を粗面化して、いわゆる曇りガラス状としておけば、
壁部の内部あるいは表面で光が散乱するため、壁部内を
その厚み方向に直交する方向に沿って光が導かれて壁部
の端部等から外部へ光が洩れ出すことも少なくなり、そ
の結果光エネルギの有効利用を図ることができるばかり
でなく、外部への光の漏洩により作業者が眩しく感じる
ことも少なくなる。なおこの場合、容器本体の壁部の外
面（金属反射層の側）と内面（洗浄液の側）とのうち、
内面を粗面化した場合、洗浄液中の微細なダスト等が付
着しやすくなり、また光の透過率が若干低下するから、
壁部の外面のみに粗面化を施しておくことが望ましい。

【００３２】また請求項５、請求項１０に記載したよう
に、容器本体を収容する外箱の一方の側面に洗浄液流入
側接続口と洗浄液流出側接続口とを設けておけば、外箱
の同じ側に流入側外部配管、流出側外部配管を接続する
ことができるため、既設の洗浄設備にも容易に接続でき
るなど、設置上、配管上の制約が少なくなる。

【００３３】そしてまた、請求項６に記載したように、
石英製容器本体の壁部を内外２重壁構造として、その壁
部間を真空断熱層とすれば、断熱効率がより一層向上し
て、外部へ散逸するエネルギが少なくなり、効率的な加
熱が可能となる。

【００３４】

【実施例】図１および図２にはこの発明の一実施例の洗
浄液加熱装置を示す。

【００３５】図１、図２において、直方体状をなす外箱
１の一方の側面１ａの下部には洗浄液流入側接続口３Ａ
が設けられ、同じ側面１の上部には洗浄液流出側接続口
３Ｂが設けられている。洗浄液流入側接続口３Ａは、外
部流入側配管５Ａが着脱可能に接続されるものであっ
て、外箱１内において内部流入側配管７Ａおよびコネク
タ９Ａを介し、後述する容器本体１１から一体に突出す
る流入管部１３Ａに連通されている。また洗浄液流出側
接続口３Ｂは、外部流出側配管５Ｂが着脱可能に接続さ
れるものであって、外箱１内において内部流出側配管７
Ｂおよびコネクタ９Ｂを介し、容器本体１１から一体に
突出する流出管部１３Ｂに連通されている。なお内部流
入側配管７Ａおよび内部流出側配管７Ｂの中途には、そ
れらの配管に可撓性を与えるために蛇腹部１５Ａ，１５
Ｂが形成されている。

【００３６】前記容器本体１１は石英からなるものであ
って、両端を閉じた略円筒状に作られ、その軸線方向が
水平となるように外箱１内に設置されている。容器本体
１１の一端側の下部には洗浄液流入口１７Ａが形成さ
れ、この洗浄液流入口１７Ａの部分において石英からな
る前述の流入管部１３Ａが一体に突出している。また容
器本体１１の他端側の上部には洗浄液流出口１７Ｂが形
成され、この洗浄液流出口１７Ｂの部分において石英か
らなる前述の流出管部１３Ｂが一体に突出している。さ
らに容器本体１１の内部には、中空円筒状をなす２本の
ヒータ挿入管１９Ａ，１９Ｂが上下に間隔を置いて水平
に設けられている。これらのヒータ挿入管１９Ａ，１９
Ｂは容器本体１１と同様に石英からなるものであって、
通常は容器本体１１と一体に形成される。そしてこれら
のヒータ挿入管１９Ａ，１９Ｂには、棒状をなす光放射
型ヒータ、例えば棒状のハロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂ
が、その両端を容器本体１１の両端面から突出させた状
態で挿入されている。

【００３７】前記容器本体１１の壁部１１ａの外面に
は、金属反射層２３Ａが設けられている。この金属反射
層２３Ａは、例えばアルミニウムもしくはアルミニウム
合金の薄板、箔、あるいは蒸着膜などからなるものであ
って、その内側の面すなわち容器本体１１の壁部１１ａ
に接する側の面は光沢を有する反射面２５とされてい
る。また容器本体１１から突出する流入管部１３Ａおよ
び流出管部１３Ｂの管壁の外面にも、前記同様な内向き
の反射面を有する金属反射層２３Ｂ，２３Ｃが形成され
ている。さらに容器本体１１は、その外側（厳密には金
属反射層２３Ａの外側）が商品名カオールとして知られ
るガラス繊維や石英ガラス繊維等の断熱材２７Ａによっ
て取囲まれており、また容器本体１１から突出する流入
管部１３Ａおよび流出管部１３Ｂの外側（厳密には金属
反射層２３Ｂ，２３Ｃの外側）も前記同様な断熱材２７
Ｂ，２７Ｃによって取囲まれている。そして容器本体１
１、金属反射層２３Ａ、断熱材２７Ａの全体は、容器本
体１１の両端に対向する左右一対の側板２９Ａ，２９Ｂ
および容器本体１１の胴部中間に位置する帯状の固定金
具３１Ａ，３１Ｂによって支持されている。

【００３８】なお棒状ハロゲンランブ２１Ａ，２１Ｂの
両端近くの部分（容器本体１１の両端面から突出する部
分）は垂直に立設された支柱３３Ａ，３３Ｂから水平に
延出する支持腕３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄによっ
て支持されており、さらに棒状ハロゲンランブ２１Ａ，
２１Ｂの両端部分は、側板２９Ａ，２９Ｂに形成された
貫通孔３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄを貫通してお
り、その先端面から延びるコード３９Ａ，３９Ｂ，３９
Ｃ，３９Ｄは、外箱１の側部内面に設置された電源制御
部４１に導かれている。また棒状ハロゲンランプ２１
Ａ，２１Ｂの両端部分は、側板２９Ａ，２９Ｂに固定さ
れたアルミキャップ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに
よって覆われている。

【００３９】さらに容器本体１１の上部外向面の金属反
射層２３Ａの外面には２種類の温度センサ４５Ａ，４５
Ｂが取付けられている。ここで、一方の温度センサ４５
Ａとしてはバイメタル式の温度センサが用いられ、他方
の温度センサ４５Ｂとしては温度ヒューズ式のセンサが
用いられている。さらに、外箱１の上部内面にも温度セ
ンサ４５Ｃが設けられている。これらの温度センサ４５
Ａ〜４５Ｃはいずれも前述の電源制御部４１に電気的に
接続されている。そしてまた容器本体１１を取囲む断熱
材２７Ａの下部、および外箱１の底面には、それぞれ漏
水センサ４７Ａ，４７Ｂが設けられており、これらの漏
水センサ４７Ａ，４７Ｂも前記電源制御部４１に電気的
に接続されている。そして電源制御部４１には、電源端
子４９を介して電源供給線５１が接続されている。

【００４０】前記電源制御部４１は、温度センサ４５
Ａ，４５Ｂ，４５Ｃおよび漏水センサ４７Ａ，４７Ｂの
センサ信号によってヒータ（ハロゲンランプ）への電源
電流を遮断するための制御回路で構成されている。ここ
で、各温度センサ４５Ａ〜４５Ｃ、漏水センサ４７Ａ，
４７Ｂのセンサ信号は、正常時はクローズ、異常時はオ
ープンの接点信号とされ、これらの接点信号より作動さ
れる各接点を直列に配列して、いずれかのセンサが異常
を検出すれば回路がオープンとなって、電源制御部４１
内に設けられた図示しないヒータ電源用リレースイッチ
等によりハロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂへの電流供給が
遮断されるようになっている。

【００４１】以上のような図１、図２に示される実施例
の洗浄液加熱装置においては、加熱対象となる洗浄液
は、外部流入側配管５Ａから外箱１の洗浄液流入側接続
口３Ａ、内部流入側配管７Ａ、コネクタ９Ａ、流入管部
１３Ａを介して洗浄液流入口１７Ａから容器本体１１内
に流入する。容器本体１１内においては、ハロゲンラン
ブ２１Ａ，２１Ｂから放射された光が、石英製ヒータ挿
入管１９Ａ，１９Ｂの管壁を通過して洗浄液に照射され
る。さらにその洗浄液に吸収されずに透過した光は、容
器本体１１の壁部１１ａを通過して金属反射層２３Ａの
反射面２５によって反射され、その反射光は壁部１１ａ
を透過して洗浄液に再び照射される。そしてこのような
反射を繰返して、洗浄液に何回も繰返して光が照射さ
れ、容器本体１１内の洗浄液は光の輻射によるエネルギ
を吸収して高温に加熱される。

【００４２】容器本体１１内の加熱された洗浄液は、洗
浄液流出口１７Ｂから流出管部１３Ｂ、コネクタ９Ｂ、
内部流出側配管７Ｂ、洗浄液流出側接続口３Ｂを介して
外部流出側配管５Ｂによって図示しない洗浄槽等へ導か
れ、シリコンウエハ等の洗浄に供される。

【００４３】ここで、容器本体１１、金属反射層２３Ａ
の外側は断熱材２７Ａによって取囲まれているため、ハ
ロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂから放射された光のエネル
ギのうちの一部によって金属反射層２３Ａが温度上昇し
ても、断熱材２７Ａによってその金属反射層２３Ａの熱
が外部へ放散されることが防止される。このことは、金
属反射層２３Ａに与えられた熱も結局は伝導によって洗
浄液を温度上昇させることに寄与することを意味し、し
たがって前述のような輻射による加熱に加えて、効率良
く洗浄液を加熱することができるのである。

【００４４】なお図示の例では、石英製の容器本体１１
の洗浄液流入口１７Ａから一体に連続する石英製の流入
管部１３Ａ、および洗浄液流出口１７Ｂから一体に連続
する石英製の流出管部１３Ｂの管壁の外面にも内向きの
反射面を有する金属反射層２３Ｂ，２３Ｃが設けられて
いるため、容器本体１１内で反射しながら洗浄液流入口
１７Ａや洗浄液流出口１７Ｂから流入管部１３Ａ内や流
出管部１３Ｂ内に洩れ出た光も、その部分で多重反射さ
れ、洗浄液を加熱するに寄与する。また流入管部１３
Ａ、流出管部１３Ｂの管壁外面の金属反射層２３Ｂ，２
３Ｃの外側にも断熱材２７Ｂ，２７Ｃが設けられている
ため、これらの部分でも外部への熱放散が有効に防止さ
れる。

【００４５】ここで、容器本体１１の外周面上部の金属
反射層２３Ａに取付けられた温度センサ４５Ａ，４５Ｂ
は、金属反射層２３Ａの温度を検出して、空炊き等の異
常による温度上昇を感知するためのものであり、異常感
知時には電源制御部４１によってハロゲンランブ２１
Ａ，２１Ｂへの電流が遮断される。なお温度センサ４５
Ａ，４５Ｂとして２種類のもの（バイメタル式および温
度ヒューズ式）を用いているのは、異常感知の信頼性を
高めるためである。また外箱１の上部の温度センサ４５
Ｃは外箱１内の温度上昇を検出するためのもので、この
温度センサ４５Ｃによって異常な温度上昇が検出された
場合も前記同様にハロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂへの電
源電流が遮断される。一方容器本体１１や流入管部１３
Ａ、流出管部１３Ｂの破損やコネクタ９Ａ，９Ｂ等にお
ける接続異常などに起因して洗浄液が漏洩すれば、漏水
センサ４７Ａあるいは漏水センサ４７Ｂがその漏洩を検
出し、前記同様にハロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂへの電
源電流が遮断される。

【００４６】なお図示の例において、ハロゲンランプ２
１Ａ，２１Ｂの両端を覆うアルミキャップ４３Ａ〜４３
Ｄは、ハロゲンランプ２１Ａ，２１Ｂの両端部分から光
が外部へ洩れ出すことを防止する。

【００４７】さらに、以上のところでは容器本体１１の
石英製の壁部１１ａについて特に説明しなかったが、既
に作用の項で述べたように、壁部１１ａの外側の面と内
側の面とのうち、いずれか少なくとも一方の面、望まし
くは外側の表面（金属反射層２３Ａに接する面）につい
ては、例えばサンドブラスト等の粗面化処理によって粗
面化させておくことが望ましく、このようにすることに
よって、容器本体１１の壁部１１ａの内部でその厚みに
直交する方向へ光が伝わって端部などから外部へ光が漏
出することを防止できる。なおこの場合、石英製の流入
管部１３Ａ，流出管部１３Ｂの壁部についても、その内
面と外面とのいずれか一方、望ましくは外面を粗面化し
ておくことが望ましい。

【００４８】なおまた、図１、図２の例では、洗浄液流
入側接続口３Ａおよび洗浄液流出側接続口３Ｂが外箱１
の同じ側の側面１ａに設けられているため、既設の洗浄
設備に対する組込み、配管の接続を容易に行なうことが
できる。

【００４９】図３には、この発明による洗浄液加熱装置
を用いた洗浄設備の全体構成の一例を概略的に示す。

【００５０】図３において、符号６０は半導体ウエハ等
を洗浄するための洗浄槽であり、この洗浄槽６０の下端
には洗浄液供給口６２が形成され、また洗浄槽６０の上
部のオーバーフロー部６４には洗浄液流出口６６が設け
られている。この洗浄液流出口６６は、配管６８Ａを介
して循環ポンプ７０の入口７０ａに接続され、さらにこ
の循環ポンプ７０の出口７０ｂは外部流入側配管５Ａ
（図１参照）を介してこの発明の洗浄液加熱装置７２の
洗浄液流入側接続口３Ａに接続されている。また洗浄液
加熱装置７２の洗浄液流出側接続口３Ｂは、外部流出側
配管５Ｂを介して洗浄液濾過器７４の入口７４ａに接続
され、この洗浄液濾過器７４の出口７４ｂは配管６８Ｂ
を介して前記洗浄槽６０の洗浄液供給口６２に接続され
ている。

【００５１】さらに前記洗浄槽６０内には、温度検出器
７６が挿入されており、この温度検出器７６の検出信号
線７８は温度制御装置８０に接続され、さらにこの温度
制御装置８０は電源制御装置８２に接続されている。こ
の電源制御装置８２には、電源ライン８４を経て２００
Ｖ等の商用電流が与えられるようになっており、また電
源供給線５１を介して洗浄液加熱装置７２内の電源制御
部に電源電流を与えるように構成されている。なお図３
において符号８６は制御電源ラインである。

【００５２】以上のような図３に示される洗浄装置にお
いては、洗浄槽６０からオーバーフローした各種薬液等
の洗浄液は、洗浄液流出口６６から循環ポンプ７０へ導
かれ、この循環ポンプ７０により加圧されてこの発明の
洗浄液加熱装置７２に送られる。洗浄液加熱装置７２で
高温に加熱された洗浄液は、洗浄液濾過器７４で濾過さ
れて、洗浄液中に含まれていた微細なダストが除去され
た後、洗浄槽６０へ戻る。このようにして洗浄液は循環
されながら加熱されるとともに濾過されるから、常にク
リーンな状態で半導体ウエハ等を洗浄することができ
る。

【００５３】なお洗浄槽６０内の洗浄液の温度は常に温
度検出器７６によって検出されるから、温度制御装置８
０によって常に最適な加熱温度となるように洗浄液加熱
装置７２における加熱電力が制御される。

【００５４】図４にこの発明の洗浄液加熱装置に用いら
れる石英製容器本体１１の他の例を示す。

【００５５】図４の例においては、容器本体１１の壁部
１１ａは、内壁８０Ａと外壁８０Ｂとを有する内外２重
壁構造とされている。そして内壁８０Ａの外面には既に
述べたと同様に内向きの反射面２５を有するアルミニウ
ムもしくはアルミウニム合金等からなる金属反射層２３
Ａが設けられている。そして内壁８０Ａと外壁８０Ｂと
の間の空間は真空排気されて、真空断熱層８２とされて
いる。なおこの場合金属反射層２３Ａは真空蒸着によっ
て形成するのが一般的である。

【００５６】なお容器本体１１内にヒータ挿入管１９
Ａ，１９Ｂが設けられている点、および容器本体１１に
洗浄液流入口１７Ａ、洗浄液流出口１７Ｂが設けられて
いて、これらに流入管部１３Ａ、流出管部１３Ｂが接続
されている点は、図１、図２の例と同じである。

【００５７】図４に示される容器本体１１では、その内
壁８０Ａと外壁８０Ｂとの間の真空断熱層８２が図１、
図２の実施例における断熱材２７Ａの役割を果たす。し
たがって特に改めて容器本体１１の外側に断熱材を設け
る必要はない。但し図４の例でも、流入管部１３Ａ、流
出管部１３Ｂの外側には、図１の場合と同様に断熱材２
７Ｂ，２７Ｃを設けることが望ましい。もちろん流入管
部１３Ａ、流出管部１３Ｂの管壁も２重壁構造として、
その内壁、外壁との間を真空断熱層としても良く、その
場合には改めて流入管部１３Ａ、流出管部１３Ｂの外側
に断熱材２７Ｂ，２７Ｃを設ける必要はない。また図４
の例において、流入管部１３Ａ、流出管部１３Ｂの外面
にも図１、図２の実施例と同様に金属反射層を設けても
良いことはもちろんである。

【００５８】図４に示されるように真空断熱層８２によ
って断熱した容器本体１１を用いた場合は、断熱効果が
著しく優れるため、外部への熱放散を充分に防止して洗
浄液に対する効率を一層高めることができる。

【００５９】図５には、この発明の洗浄液加熱装置に用
いられる石英製容器本体１１のさらに他の例を示す。

【００６０】図５に示される容器本体１１が図１、図２
に示される容器本体１１と異なる点は、洗浄液流入口１
７Ａ、洗浄液流出口１７Ｂおよび洗浄液流出管部１３Ｂ
の部分だけであり、その他の点は図１、図２に示される
容器本体１１と同様である。すなわち図５の容器本体１
１においては、容器本体１１の一方の端面（図５におけ
る左側の端面）の下部に洗浄液流入口１７Ａが設けられ
ている。また容器本体１１の同じ側（洗浄液流入口１７
Ａを形成した側）の端面の上部から洗浄液流出管部１３
Ｂが容器本体１１内に挿入され、その先端が洗浄液流出
口１７Ｂとして容器本体１１の右側の端面（洗浄液流入
口１７Ａを形成した側と反対側の端面）の近辺において
容器本体１１内に開口している。

【００６１】図５に示されるように容器本体１１を構成
しておけば、流入管部１３Ａおよび流出管部１３Ｂは、
図１、図２の例とは異なり、容器本体１１の一方の端面
からその容器本体１１の軸線と平行に突出するだけであ
るため、断熱材の巻付けや金属反射層の形成が容易とな
る。

【００６２】さらに図６にはこの発明の洗浄液加熱装置
における容器本体１１の他の例を示す。

【００６３】図６に示される容器本体１１においては、
洗浄液流入口１７Ａは図５に示される例と同様に容器本
体１１の一方の側の端面の下部に形成され、洗浄液流出
口１７Ｂは容器本体１１の反対側の端面の上部に形成さ
れている。そして洗浄液流出口１７Ｂに連続する流出管
部１３Ｂは、中途で屈曲されて、流入管部１３Ａと同じ
側へその流入管部１３Ａと平行となるように延長されて
いる。

【００６４】このような図６に示される容器本体１１に
おいても、断熱材や金属反射層の取付け、形成が比較的
容易となる。

【００６５】

【発明の効果】この発明の半導体製造における洗浄液加
熱装置によれば、洗浄液加熱源としてハロゲンランプ等
の光放射型ヒータを用い、主としてその光放射型ヒータ
から放射される光の輻射熱によって洗浄液を加熱するよ
うにしており、しかも光放射型ヒータから放射された光
を多重反射させることによって洗浄液に対する光の実効
的な通過距離を著しく長くしており、したがって効率良
く洗浄液を加熱することができるとともに、加熱装置を
容易に小型化することができる。そしてまた、金属反射
層の反射面によって反射し切れずに金属反射層に吸収さ
れてしまった熱についても、断熱材あるいは真空断熱層
によって外部へ放散されることを防止しているため、そ
の熱は伝導により洗浄液を加熱することに寄与し、この
ことも洗浄液に対する加熱効率を高めるに貢献してい
る。さらに従来の洗浄液加熱装置のように、加熱のため
の熱移動の主な態様として伝導を利用せず、輻射を利用
しているため、ヒータとヒータ挿入管の石英製の管壁と
の間の熱膨張係数の差による両者間の密着度の変化は特
に加熱効率に影響を及ぼさず、常に効率良く洗浄液を加
熱することができ、そのため信頼性も著しく高い。

【００６６】また請求項２、請求項７の発明の場合は、
光放射型ヒータとして、石英における光透過係数の優れ
た波長域の光を強力に輻射するハロゲンランプを用いて
いるため、加熱効率を著しく高めることができる。

【００６７】さらに請求項３、請求項８の発明の場合
は、金属反射層としてアルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金を用いているため、光反射率の高い反射面を形成
して、金属反射層自体の温度上昇を防止し、これによっ
て輻射による洗浄液の加熱を効率良く行なうことができ
る。

【００６８】そしてまた請求項４、請求項９の発明の場
合は、容器本体の壁部（もしくは内壁）の少なくとも一
方の面が粗面化されているため、石英からなる壁の厚み
内でその厚み方向に対し直交する方向へ光が伝播されて
端部から外部へ洩れ出してしまうようなことを防止でき
る。

【００６９】さらに請求項５、請求項１０の発明の場合
は、外箱の同じ側の側面に洗浄液流入側接続口および洗
浄液流出側接続口が設けられているため、既設の洗浄設
備に容易に組込むことができ、加熱のために新たに大き
なスペースが必要となったり、配管が困難となったりす
るような事態の発生を防止できるとともに、使い勝手も
良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の洗浄液加熱装置を示す縦
断側面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線における縦断正面図である。

【図３】この発明の洗浄液加熱装置を用いた半導体製造
における洗浄設備の全体構成を示す略解図である。

【図４】この発明の洗浄液加熱装置に用いられる容器本
体の他の例を示す縦断側面図である。

【図５】この発明の洗浄液加熱装置に用いられる容器本
体のさらに他の例を示す縦断側面図である。

【図６】この発明の洗浄液加熱装置に用いられる容器本
体のさらに別の例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 外箱 １ａ 側面 ３Ａ 洗浄液流入側接続口 ３Ｂ 洗浄液流出側接続口 １１ 容器本体 １７Ａ 洗浄液流入口 １７Ｂ 洗浄液流出口 １９Ａ，１９Ｂ ヒータ挿入管 ２１Ａ，２１Ｂ ハロゲンランブ（光放射型ヒータ） ２３Ａ 金属反射層 ２５ 反射面 ２７Ａ 断熱材 ８０Ａ 内壁 ８０Ｂ 外壁 ８２ 真空断熱層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石英からなる容器本体に洗浄液流入口お
   よび洗浄液流出口が形成され、かつその容器本体内に、
   石英からなるヒータ挿入管が設けられており、そのヒー
   タ挿入管には光放射型ヒータが挿入され、さらに前記容
   器本体の壁部の外面上には、内向きの反射面を有する金
   属反射層が設けられており、その金属反射層の外側に断
   熱層が設けられていることを特徴とする、半導体製造に
   おける洗浄液加熱装置。
2. 【請求項２】 前記光放射型ヒータとして、ハロゲンラ
   ンプが用いられている、請求項１に記載の半導体装置に
   おける洗浄液加熱装置。
3. 【請求項３】 前記金属反射層として、アルミニウムも
   しくはアルミニウム合金が用いられている、請求項１に
   記載の半導体製造における洗浄液加熱装置。
4. 【請求項４】 前記石英からなる容器本体の壁部の内面
   もしくは外面の少なくとも一方が粗面化されている、請
   求項１に記載の半導体製造における洗浄液加熱装置。
5. 【請求項５】 前記容器本体が外箱内に設置されてお
   り、かつその外箱の一方の側面に外部配管を接続するた
   めの洗浄液流入側接続口と洗浄液流出側接続口とが設け
   られ、これらの洗浄液流入側接続口および洗浄液流出側
   接続口がそれぞれ前記容器本体の洗浄液流入口におよび
   洗浄液流出口に接続されている、請求項１に記載の半導
   体製造における洗浄液加熱装置。
6. 【請求項６】 石英からなる容器本体の壁部が、内外２
   重壁構造とされ、かつその容器本体に洗浄液流入口およ
   び洗浄液流出口が形成され、かつその容器本体内に、石
   英からなるヒータ挿入管が設けられており、そのヒータ
   挿入管に光放射型ヒータが挿入され、さらに容器本体の
   内側の壁部の外面上には、内向きの反射面を有する金属
   反射層が設けられており、かつ容器本体の内側の壁部と
   外側の壁部との間が真空断熱層とされていることを特徴
   とする、半導体製造における洗浄液加熱装置。
7. 【請求項７】 前記光放射型ヒータとして、ハロゲンラ
   ンプが用いられている、請求項６に記載の半導体製造に
   おける洗浄液加熱装置。
8. 【請求項８】 前記金属反射層として、アルミニウムも
   しくはアルミニウム合金が用いられている、請求項６に
   記載の半導体製造における洗浄液加熱装置。
9. 【請求項９】 前記石英からなる容器本体の内側の壁部
   の内面もしくは外面の少なくとも一方が粗面化されてい
   る請求項６に記載の半導体製造における洗浄液加熱装
   置。
10. 【請求項１０】 前記容器本体が外箱内に設置されてお
    り、かつその外箱の一方の側面に外部配管を接続するた
    めの洗浄液流入側接続口と洗浄液流出側接続口とが設け
    られ、これらの洗浄液流入側接続口および洗浄液流出側
    接続口がそれぞれ前記容器本体の洗浄液流入口におよび
    洗浄液流出口に接続されている、請求項６に記載の半導
    体製造における洗浄液加熱装置。