KR101347484B1 - 가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템 - Google Patents

가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

<과제> 히터 설치부의 구조가 간단하고, 한편 배관 내를 효율적으로 가열할 수가 있고, 혹은 배관에의 히터부의 설치의 작업 능률을 향상시킬 수가 있는 히터를 구비한 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<해결 수단> 관 모양 부재(12)와, 관 모양 부재(12)의 내측에 설치된 가열 수단(13)을 가지고, 가열 수단(13)은, 발열체(21), 발열체(21)의 주위를 덮은 제1관(23), 및 제1관(23)을 둘러싸고, 제1관(23)과의 사이에 밀폐된 공간(25)을 형성하는 제2관(24)을 포함하는 히터부(51)와, 밀폐된 공간(25)의 압력 변동을 검출하는 압력 변동 검출부(54)를 가진다.

Description

가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템{PIPING AND PROCESSING SYSTEM BOTH PROVIDED WITH HEATING MEANS}
본 발명은 가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반도체 제조 등에 있어서 사용하는 가스 혹은 사용이 끝난 배기 가스를 유통시키는 가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서, 에칭이나 성막에 이용된 가스는, 제해(除害) 장치로 처리하고, 무해화하여 폐기하는 것이 의무로 지워져 있다. 이 경우, 배기 가스는 에칭 장치 등으로부터 제해 장치에 배관을 유통시켜 운반된다.
이 때, 배기 가스의 반응 생성물이 배관 내벽에 부착하여 배기 가스의 유통을 방해할 수 있게 된다. 이것을 방지하기 위해 배관 내를 소정 온도 이상으로 승온하여 배기 가스의 반응 생성물이 배관 내벽에 부착하지 않게 하고 있다.
그 하나의 방법으로서 도 1에 나타내듯이, 배관(1)의 외측 표면에 리본 히터(2)를 감아 배관(1)의 외부로부터 배관(1)의 내부를 가열하는 방법이 있다.
그 외의 방법으로서 도 2에 나타내듯이, L자형의 구조의 배관(3)을 이용하고, 배관(3)의 굴곡부(3a)를 이용하여 배관(3) 내에 히터(4)를 삽입하여 배관(3)의 내부를 가열하는 방법이 있다.
그렇지만, 리본 히터(2)를 이용한 방법에 의하면, 배관(1)의 외부로부터 가열하게 되는 것과, 가열부가 수지제로 이루어지기 때문에 고온이 얻어지지 않는 것으로부터 배관(1)의 내부까지 충분한 가열을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
그 문제를 조금이라도 해소하기 위해서 배관(1) 전역에 치우침이 없이 리본 히터를 조밀한 피치로 감게 되지만, 리본 히터(2)의 겹쳐 감음은 엄금되어 있어 리본 히터(2)가 서로 겹치지 않게 리본 히터(2)를 배관(1)의 표면을 따라 주의하여 감을 필요가 있기 때문에 현장에서의 공사에 있어서의 작업 능률이 나빠지고 있었다.
또, 배관(3)의 내에 히터(4)를 삽입하는 방법에서는, L자형 구조로 대표되는 굴곡부(3a)를 가지는 배관(3)이 필요하기 때문에 배관(3)의 구조가 복잡하게 되고, 또 그 때문에 설치 장소가 제약되어 결과적으로 배관(3) 내의 전역을 충분히 가열할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기의 종래예의 문제점을 감안하여 창작된 것이고, 히터 설치부의 구조가 간단하고, 한편 배관 내를 효율이 좋게 가열할 수가 있고, 혹은 히터의 설치 작업의 능률을 향상시킬 수가 있는 가열 수단을 구비한 배관 및 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 관점에 의하면, 관 모양 부재와, 상기 관 모양 부재의 내측에 설치된 가열 수단을 가지고, 상기 가열 수단은, 발열체, 이 발열체의 주위를 덮은 제1관, 및 이 제1관을 둘러싸고, 이 제1관과의 사이에 밀폐된 공간을 형성하는 제2관을 포함하는 히터부와, 상기 밀폐된 공간의 압력 변동을 검출하는 압력 변동 검출부를 가지는 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관이 제공된다.
본 발명에 의하면, 가열 수단을 배관의 내측에 설치하고 있으므로, 배관 내를 효율이 좋게 가열할 수가 있다. 또한, 리본 히터의 경우와 같이 배관 전역에 감을 필요도 없고, L자형의 구조의 배관을 구비한 히터 설치부도 필요하지 않기 때문에, 히터 설치부를 간단한 기구로 할 수가 있다.
또한, 가열 수단에 있어서 발열체의 주위를 2겹의 제1관 및 제2관으로 덮고, 한편 제1관 및 제2관의 사이에 밀폐된 공간을 설치하고, 압력 변동 검출부에 의해 그 밀폐된 공간의 압력 변동을 검출하는 구성을 가지고 있다. 밀폐된 공간에 있는 가스는 발열체에 의해 가열되어 온도가 변화하고, 한편 온도에 비례하여 압력이 변화한다. 한편, 외측의 제2관이 파손되었을 때에는, 압력 변동 검출부에 의해 검출되는 압력은 온도에 비례하여 변화하지 않게 된다. 따라서, 밀폐된 공간의 압력을 감시함으로써 외측의 제2관이 파손된 것을 검지할 수 있다. 이에 의해 외측의 제2관이 파손되었을 때에도 내측의 제1관이 정상적인 동안에 즉시 새로운 가열 수단으로 교환할 수가 있기 때문에 가열 수단을 구비한 배관의 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 가열 수단은, 상기 제2관의 주위에 배치된 복수의 핀(fin)을 구비한 열의 확산부를 가지면 좋다. 제2관의 주위에 배치된 복수의 핀의 높이를 조절하고, 그 선단을 배관(관 모양 부재) 내벽에 근접 또는 접촉시킴으로써, 조립시에 있어서 히터부를 배관의 내부 중앙에 용이하게 설치할 수가 있다. 또한, 핀이 히터부의 주위에 장착되어 있으므로, 핀을 방열 부재로 구성함으로써, 열을 히터의 주위에 효율적으로 또한 넓게 방출시킬 수가 있다.
또, 바람직하게는, 상기 복수의 핀이 상기 제2관의 주위에 서로 간격을 두고 한번 돌도록 배치되면 좋다.
또, 바람직하게는, 상기 히터부는, 상기 발열체와, 이 발열체의 주위를 덮은 절연물과, 이 절연물을 덮은 상기 제1관 및 상기 제2관으로 구성되고, 일단이 상기 제1관 및 상기 제2관으로 봉지되고, 타단은 적어도 리드선(lead line) 도입부로 한 카트리지형으로 함으로써, 다른 배관에의 설치를 용이하게 할 수가 있다.
또, 바람직하게는, 상기 가열 수단을 구비한 배관은, 양단에 플랜지를 구비하고, 이 플랜지를 통해 다른 배관에 부착이 가능하게 되어 있음으로써, 가열 수단을 구비한 배관을 필요한 곳에 간단하게 설치할 수가 있기 때문에, 히터의 설치 작업의 능률을 향상시킬 수가 있다.
본 발명의 다른 한 관점에 의하면, 상기 가열 수단을 구비한 배관과, 상기 가열 수단을 구비한 배관에 접속된 처리 장치를 가지는 처리 시스템으로서, 상기 처리 장치는 가열 처리로이고, 이 가열 처리로 내에 피처리 기판을 세트(set)하고, 상기 가열 수단을 구비한 배관을 통해 상기 가열 처리로에 처리 가스를 도입하고, 이 처리 가스를 이용하여 이 피처리 기판을 가열하면서 이 피처리 기판에 대해 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 한 관점에 의하면, 처리 가스를 도입하고, 이 처리 가스를 이용하여 피처리 기판을 가열하면서 피처리 기판에 대해 처리를 행하는 가열 처리로의 상류에 가열 수단을 구비한 배관이 설치되어 있다. 이 때문에, 가열 수단을 구비한 배관에 의해 외부로부터 가열 처리로 내에 도입되는 캐리어(carrier) 가스나 처리 가스가 충분히 승온되므로, 가열 처리로의 처리 가스 도입구 근처에 있어서의 노(爐) 내의 온도의 저하를 억제할 수가 있고, 이 때문에 가열 처리로 내에 있어서의 균열대(均熱帶)를 넓게 취할 수가 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 히터 설치부의 구조가 간단하고, 한편 배관 내를 효율이 좋게 가열할 수가 있고, 혹은 히터의 설치 작업의 능률을 향상시킬 수가 있다.
또한, 가열 수단에 있어서 발열체의 주위를 2겹의 제1관(내측) 및 제2관(외측)으로 덮고, 한편 제1관 및 제2관의 사이에 밀폐된 공간을 설치하고, 압력 변동 검출부에 의해 그 밀폐된 공간의 압력 변동을 검출하는 구성에 의해, 가열 수단을 구비한 배관의 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
또, 다른 한 관점에 의하면, 처리 가스를 이용하여 가열하면서 처리를 행하는 가열 처리로(처리 장치)의 상류에 가열 수단을 구비한 배관이 설치되어 있기 때문에 가열 처리로 내에 있어서의 처리 가능한 영역을 넓게 취할 수가 있다.
도 1은 종래예의 히터를 구비한 배관의 구성에 대해서 나타내는 측면도이다.
도 2는 다른 종래예의 히터를 구비한 배관의 구성에 대해서 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관의 구성에 대해서 나타내는 모식도이다.
도 4(a), 도 4(b)는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단의 구성에 대해서 나타내는 도이다. 4(a)는 도 3의 I-I선을 따르는 단면도이고, 4(b)는 도 4(a)의 II-II선을 따르는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단의 다른 구성에 대해서 나타내는 단면도이다.
도 6(a)~도 6(c)는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관의 열확산부 유닛의 구성에 대해서 나타내는 도이고, 6(a)는 도 6(b)의 열확산부 유닛을 좌측으로부터 본 도이고, 6(b)는 측면도이고, 6(c)는 도 6(b)의 열확산부 유닛을 우측으로부터 본 도이다.
도 7은 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관의 배기 배관에의 부착 방법에 대해서 나타내는 사시도(그 1)이다.
도 8(a), 도 8(b)는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관의 다른 배관에의 부착 방법에 대해서 나타내는 도(그 2)이다. 도 8(a)는 사시도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 I-I선을 따르는 단면도이다.
도 9(a)는 본 발명의 제1의 실시 형태의 히터를 구비한 배관이 에칭 장치로부터 제해 장치에 이르는 동안을 연결하는 가스 배관의 일부에 설치된 구성을 나타내는 모식도이고, 도 9(b)는 히터를 구비한 배관의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단의 사시도이다.
도 11(a), 도 11(b)는 본 발명의 실시의 형태의 변형예와 관련되는 히터를 구비한 배관의 구성에 대해서 나타내는 단면도이다.
도 12(a)~도 12(d)는 본 발명의 실시의 형태의 변형예와 관련되는 히터를 구비한 배관의 구성에 대해서 나타내는 단면도이다.
도 13(a)는 본 발명의 제3의 실시의 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관을 가열 처리로의 상류에 설치한 처리 시스템의 구성에 대해서 나타내는 모식도이고, 도 13(b)는 비교예에 대해서 나타내는 모식도이다.
<발명에 이를 때까지의 경위>
본원 발명자는, 일본국 특허출원 2008-123003호에 있어서, 히터 설치부의 구조가 간단하고, 한편 배관 내부를 효율이 좋게 가열할 수가 있고, 혹은 히터의 설치 작업의 능률을 향상시키는 것이 가능한 배관의 가열 수단으로서 배관 내부에 가열 수단을 구비하고, 또한 그 배관을 다른 배관에 직결 가능한 가열 수단을 구비한 배관을 제안했다.
그 가열 수단을 구비한 배관에서는, 히터를 보호하는 구조체의 재료로서 배관 내를 흐르는 염소나 불소 등을 포함하는 가스에 대해서 내부식성이 있는 재료를 이용하고 있다. 그러나, 가스에 따라서는 장기간 사용하고 있으면 히터를 보호하는 시스(sheath) 부재 등 구조체가 서서히 부식해 와 내부의 히터가 노출될 우려도 있는 것이 걱정되고 있어 보다 안전성이 높은 구조가 요망되고 있다.
이 관점으로부터, 본원 발명자는 열심히 검토나 실험을 행하여, 그 결과 보다 안전성이 높은 구조를 제안할 수 있기에 이르렀다.
즉, 보일-샤를의 법칙으로부터 유도되는 아래의 식 (1)
P = (P0/T0)·T (1)
(단, P는 온도 T(K)에 있어서의 압력(㎏/㎝2), P0는 T0=296K에 있어서의 압력(1㎏/㎝2로 설정)이다)
에 기초하여 계산한 표 1에 나타내는 온도와 압력의 관계로부터 알 수 있듯이,
온도(℃) 23 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
압력(㎏/㎝2) 1 1.3 1.6 1.9 2.3 2.6 2.9 3.3 3.6 4 4.3
밀폐된 공간의 압력이 온도에 비례하여 변화한다고 하는 지견에 기초하여, 히터를 2겹의 관으로 보호하고, 한편 2겹의 관의 사이에 밀폐된 공간을 설치하는 구조를 채용했다.
그리고, 2겹의 관의 사이의 밀폐된 공간의 압력을 감시함으로써, 그 압력이 표 1에 나타나는 것 같은 온도에 대응하는 변화를 나타내지 않게 되었을 때에 2겹의 관 중에서 외측의 관이 파손된 것을 검지할 수 있도록 했다. 이에 의해 외측의 관이 파손되었을 때에도 내측의 관이 정상적인 동안에 새로운 가열 수단으로 교환할 수가 있기 때문에 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
이하에 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
<제1의 실시의 형태>
<히터(가열 수단)를 구비한 배관의 구성의 설명>
도 3은 본 발명의 제1의 실시의 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관의 구성을 나타내는 도이다. 도 3의 좌측의 도는 히터를 구비한 배관을 측면으로부터 투시하여 본 도이고, 우측의 도는 좌측의 도의 히터를 구비한 배관을 우측으로부터 본 도이다.
도 4(a), 도 4(b)는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단의 구성에 대해서 나타내는 도이다. 도 4(a)는 도 3의 I-I선을 따르는 단면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 II-II선을 따르는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1의 실시의 형태인 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단의 다른 구성에 대해서 나타내는 단면도이다.
도 6(a)~도 (c)는 상술의 히터를 구비한 배관에 구비된 가열 수단의 열확산부를 구성하는 복수의 유닛으로부터 한 유닛을 뽑아내어 나타낸 도이다. 도 6(b)는 한 유닛의 측면도이고, 도 6(a)는 도 6(b)의 한 유닛을 좌측으로부터 본 도이고, 도 6(c)는 도 6(b)의 한 유닛을 우측으로부터 본 도이다.
<전체의 구성>
도 3에 나타내듯이, 히터를 구비한 배관(101)은, 길이 약 450㎜, 직경 약 48㎜의 배관(관 모양 부재)(12)과, 배관(12)의 양단에 설치된 플랜지(배관 상호 접속부)(11)와, 배관(12) 내부에 설치된 가열 수단(13)으로 구성된다.
또한, 가열 수단(13)의 설치 개소에 대응하는 부분의 배관(12)의 직경은, 가스 유통로의 단면적을 확보할 수가 있으면, 도 3에 나타내듯이, 배관(12) 양단의 직경과 동일하게 해도 좋지만, 가스 유통로의 단면적을 보다 크게 확보할 필요가 있는 경우, 도 12(a)에 나타내듯이, 가열 수단(13)의 설치 개소에 대응하여 그 부분의 배관(12)의 직경을 양단의 배관(12)의 직경보다 크게 해도 좋다.
가열 수단(13)은 전력 공급 및 온도 측정을 위한 리드선부(55)의 도입측이 90°로 굽혀져, 배관(12)의 관벽을 관통하는 형상으로 되어 있다. 배관 배치에서 대부분을 차지하는 직선 부분에의 설치를 가능하게 한 형상이고, 배관(101)의 전역에의 가열을 가능하게 하는 형상이다. 또, 리드선부(55)는 히터 본체 부분의 시스 부재(24)를 연장하여 유통 기체로부터 완전하게 보호된 상태에서 배관(12)의 밖으로 인출되어 있다.
후술(히터를 구비한 배관의 설치 방법의 설명)의 항으로 자세하게 설명하듯이, 히터를 구비한 배관(101)은, 플랜지(11)를 통해 배관마다 다른 배관에 부착 가능하게 되어 있다. 배관(12)의 양단의 플랜지(11)는, 다른 배관의 플랜지와 대향하고, 접촉하는 면에 센터 링(center ring)을 통해 씰(seal)을 하기 위한 씰면(seal surface)(11a)을 가지고 있다.
<가열 수단의 구성>
가열 수단(13)은, 도 3에 나타내듯이, 히터부(51)와, 열확산부(52b)와, 압력 변동 검출부(54)를 가진다. 압력 변동 검출부(54)에 의해 히터부(51)의 시스 부재(24)가 파손된 것을 검지할 수 있도록 하고 있다.
<히터부의 구성>
히터부(51)는, 도 4(a), 도 4(b)에 나타내듯이, 원기둥 모양을 가진다. 칸탈선(Kantal wire), 니크롬선 그 외의 발열선으로 이루어지는 중심부의 발열체(21)와, 발열체(21)의 주위를 덮은 산화 마그네슘 등의 절연물(22)과, 그 주위를 덮은 원통형의 2중관(23, 24)로 구성되어 있다. 2중관은 발열체(21)측의 제1시스 부재(제1관)(23)와, 제1시스 부재(23)를 둘러싸고, 제1시스 부재(23)와의 사이에 밀폐된 공간(25)을 형성하는 원통형의 제2시스 부재(제2관)(24)로 구성되어 있다. 또한, 도 4(a)에서는, 제1관(23)과 제2관(24)의 사이에 형성된 밀폐된 공간(25)에 있어서, 제1관(23)과 제2관(24)의 간격은 어디에서라도 대략 동일하게 하고 있지만, 도 5에 나타내듯이, 예를 들면, 히터부(51)의 긴 방향의 한쪽 끝에서 그 간격을 넓게 하고, 이에 의해 일부에 넓은 공간을 설치할 수도 있다.
또한, 히터부(51)는, 도 3, 도 4(a)에 나타내듯이, 발열체(21)에 전력을 공급하는 한 벌의 리드선(14)과, 온도 측정을 행하기 위한 열전대(熱電對(15)로 구성된 리드선부(55)를 구비하고 있다.
이런 종류의 히터는 500℃ 이상의 발열이 가능하고, 배기 가스 온도를 100℃~400℃로 가열하는 것이 용이하다고 하는 특징을 가지고 있다. 또한, 상술의 히터에 대해서, 리본 히터 자체는 수지제 외피(절연체)이기 때문에 발열 온도의 상한이 약 120℃이고, 배관의 외측에 리본 히터를 설치했을 경우, 배관의 내부를 60~70℃ 정도로밖에 승온할 수 없다. 이 정도의 온도에서는 배관 내벽에의 가스 생성물의 부착을 방지하는데는 충분하지 않다.
<열확산부의 구성>
열확산부(52b)는, 도 3에 나타내듯이, 동일한 구조의 복수의 유닛(52a)으로 구성되어 있다.
하나의 유닛(52a)은, 도 6(a)~(c)에 나타내듯이, 원통형의 통 모양 부재(26)와, 통 모양 부재(26)의 편측 단부에 방사상으로 설치된 8매의 핀(fin)(27)으로 구성되어 있다. 8매의 핀(27)이 하나의 핀군(fin group)을 구성한다. 핀군을 구성하는 8매의 핀(27)은 일방의 끝이 통 모양 부재(26)의 단부의 주위를 한번 돌도록 한편 등간격으로 당해 단부에 장착되고, 타방의 끝이 당해 단부로부터 경사 방향으로 퍼지고 있다. 인접하는 핀(27)끼리는 가스의 유통을 방해하지 않게 간극을 두고 설치되어 있다. 핀(27)의 넓은 면은 통 모양 부재(26)의 중심축의 방향을 향하도록 하고, 혹은 중심축의 방향에 대해서 상하가 조금 비스듬하게 기울도록 한다. 이 실시 형태에서는 한 유닛(52a)의 핀 선단은 배관(12)의 내벽에 근접시켜, 바람직하게는 접촉시키도록 높이가 조절되고 있다.
이 실시 형태에서는, 통 모양 부재(26)와 8매의 핀(27)은 일체적으로 형성되고 있다. 통 모양 부재(26)와 8매의 핀(27)의 일체 구조는 다음과 같이 하여 제작된다. 적당한 길이의 통 모양 부재를 준비하고, 통 모양 부재의 단면의 원주를 따라 등간격으로 8개소에 벤 자국을 넣은 곳을 설정한다. 그 각 개소로부터 통 모양 부재의 긴 방향을 따라 소정의 길이로 벤 자국을 넣은 후, 그 벤 자국을 따라 통 모양 부재를 내측으로부터 외측으로 연다.
이 열확산부(52b)의 유닛(52a)은, 반도체 제조에 사용되는 여러 가지의 가스에 대한 내부식성이 뛰어나고, 한편 방열 부재 및 열전도 부재인 스테인리스강(stainless steel) 등을 사용하여 제작된다. 유닛(52a)은 통 모양 부재(26)를 히터부(51)에 삽입하여 이용된다. 이에 의해 히터부(51)의 열을 효율이 좋게, 복수의 핀(27)에 전도시킬 수가 있고, 또한 핀(27)으로부터 주위로 효율이 좋게 방열시킬 수가 있다.
열확산부(52b)의 전체는, 복수의 유닛(52a)이 통 모양 부재(26)를 통해 차례차례 히터부(51)에 삽입되어 구성된다. 즉, 복수의 핀군은, 히터부(51)의 긴 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 각 핀(27)은 넓은 면이 히터부(51)의 긴 방향을 향하도록, 혹은 히터부(51)의 긴 방향에 대해서 상하가 조금 비스듬하게 기울도록 하여 배치된다. 도 3에서는, 좌측에서 우측으로 흐르는 가스류에 대해서 핀(27)의 상부를 가스류의 하류의 쪽으로 기울게 하고 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 핀(27)은 넓은 면이 가스류에 대향하고, 한편 히터부(51)의 주위를 서로 간격을 두고 한번 돌도록 설치된다.
복수의 핀군의 상호의 배치는, 각 핀군의 핀(27)의 사이의 간극이, 도 3에 나타내듯이, 히터부(51)의 긴 방향을 따라 서로 이웃이 되는 핀군의 사이에서 동일한 위치에 오도록 배치해도 좋고, 혹은 서로 어긋나도록 배치해도 좋다.
또한, 열확산부(52b)의 한 유닛(52a)을 구성하는 통 모양 부재(26)와 8매의 핀(27)은 다른 방법으로 제작해도 좋다. 그리고, 열확산부(52b)의 핀(27)의 배치에 관해서, 핀(27)의 넓은 면이 히터부(51)의 긴 방향에 대해서 좌우가 비스듬하게 기울도록 제작되어도 좋고, 혹은 여러 가지의 기울기의 것이 혼재하도록 제작되어도 좋다.
상술한 가열 수단(13)을 배관(12) 내에 설치했을 때에, 히터부(51)의 긴 방향은 가스류의 방향과 일치한다. 또, 히터부(51)의 주위에 핀(27)이 설치되어 있기 때문에, 히터부(51)는 배관(12)의 중심축 방향을 따라 한편 배관(12)의 거의 중심부에 배치된다. 따라서, 이 배관(101) 내에 도입된 가스는, 히터부(51)의 긴 방향을 따라 흘러 일부가 열확산부(52b)의 핀(27)의 사이를 유통하고, 일부가 핀(27)에 의해 차단되어 어지럽혀진다. 즉, 핀(27)으로부터의 열에 의해 승온한 분위기가 유통 가스에 의해 휘저어지고, 혹은 승온한 유통 가스 자신이 휘저어지기 때문에, 배관(101) 내의 중앙부로부터 주변부에 걸친 온도 분포를 한층 더 균일하게 할 수가 있다. 또한, 이 현상이 각 유닛에서 차례차례 행해지기 때문에, 확산부 전체의 온도 균일성이 증가하게 된다.
<압력 변동 검출부의 구성>
압력 변동 검출부(54)는, 히터부(51)의 리드선부(55)를 배관(12)의 밖으로 유도하는 2중관(23, 24)의 측면으로서, 배관(12)의 외측으로 나와 있는 부분에 설치되어 있다. 압력 변동 검출부(54)는, 압력 센서로 구성되고, 도 4(a)에 나타내듯이, 제1관(23)과 제2관(24)에 의해 형성된 밀폐 공간(25)에 접속부 공간(25a)을 통해 접속되어 있다.
이 압력 변동 검출부(54)에 도시하지 않는 압력 측정/경보 장치가 접속되어 밀폐 공간(25)의 압력이 측정된다. 압력이 온도의 변화에 대해서 표 1의 관계를 나타내지 않게 되었을 때에, 예를 들면 히터의 전원을 끄고, 혹은 알람을 울리고, 또는 이들을 함께 행하게 되어 있다.
이 구성에서는, 밀폐 공간(25)에 있는 가스는 발열체(21)에 의해 가열되어 온도가 변화하고, 또한 표 1에 나타내듯이 온도에 비례하여 압력이 변화한다. 한편, 외측의 제2관(24)이 파손되었을 때에는, 압력 변동 검출부(54)에 의해 검출되는 압력은 온도에 비례하여 변화하지 않게 된다. 따라서, 밀폐 공간(25)의 압력을 감시함으로써, 외측의 제2관(24)이 파손된 것을 검지할 수 있게 된다.
<효과>
이상과 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 히터를 구비한 배관(101)에 의하면, 가열 수단(13)을 배관(12)의 내부에 설치하고 있으므로, 배관(12) 내를 효율이 좋게 가열할 수가 있다. 또, 리본 히터의 경우와 같이 배관 전역에 감을 필요도 없고, L자형의 구조의 배관을 구비한 히터 설치부도 필요하지 않기 때문에, 히터 설치부를 간단한 기구로 할 수가 있다.
또, 히터부(51)가 배관(12)의 중앙부에 오도록 설치할 수가 있기 때문에 배관(12)의 중앙부로부터 주변부에 걸쳐 가열의 편향을 줄일 수가 있다. 또한, 열확산부(52b)의 통 모양 부재(26)가 열전도 부재로 구성되고, 핀(27)이 방열 부재로 구성되고, 또한 히터부(51)의 주위에 장착되어 있으므로, 열을 히터부(51)의 주위에 효율적으로 전달함과 아울러 넓게 방출시켜, 배관(12) 내부의 온도차를 매우 줄일 수가 있다.
또한, 밀폐 공간(25)의 압력을 감시함으로써, 배관(12) 내를 유통하는 가스에 의해 외측의 제2관(24)이 부식되고, 파손되었을 때에 즉시 검지할 수 있기 때문에 내측의 제1관(23)이 정상적인 동안에 새로운 가열 수단으로 교환할 수가 있다. 이에 의해 가열 수단을 구비한 배관(101)의 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
<히터를 구비한 배관의 변형예>
도 11(a) 및 도 12(a), 도 12 (b)는 제1 실시 형태의 변형예의 히터를 구비한 배관의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 중에서 도 3과 동일한 부호로 나타내는 것은 도 3과 동일한 것을 나타낸다.
도 11(a)의 히터를 구비한 배관(101a)에 있어서, 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)를 이용하고, 열확산부(52c)의 핀(27a)이 통 모양 부재(26a)에 설치되고, 핀(27a)의 넓은 면이 가스의 흐름의 방향으로 향하고 있는 점은 도 3과 같지만, 열확산부(52c)의 핀(27a)의 상부가 가스의 흐름의 상류측으로 기울어져 있는 점이 도 3과 다르다.
도 12(a)의 히터를 구비한 배관(101b)에 있어서, 가열 수단(13)은 도 3과 같지만, 가열 수단(13)의 설치 개소에 대응하는 부분의 배관(12a)의 직경이 양단의 배관(12a)의 직경보다 커져 있는 점이 도 3과 다르다. 이 구성은 가스 유통로의 단면적을 보다 크게 확보할 필요가 있는 경우에 적절하다.
도 12(b)의 히터를 구비한 배관(101c)에 있어서, 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)를 이용하고, 열확산부(52c)의 핀(27a)이 통 모양 부재(26a)에 설치되고, 핀(27a)의 넓은 면이 가스의 흐름의 방향으로 향하고 있는 점은 도 3과 같지만, 열확산부(52c)의 핀(27a)의 상부가 가스의 흐름의 상류측으로 기울어져 있는 점이 도 3과 다르다. 또, 가열 수단(13)의 설치 개소에 대응하는 부분의 배관(12a)의 직경이 양단의 배관(12a)의 직경보다 커져 있는 점도 도 3과 다르다.
또한, 열확산부(52c)에 있어서 상술한 통 모양 부재(26a) 및 핀(27a)의 재료는, 제1 실시 형태의 통 모양 부재(26) 및 핀(27)과 마찬가지로 스테인리스강이 매우 적합하게 이용된다.
이들의 구성에 의해도, 핀(27, 27a)으로부터의 열에 의해 승온한 분위기가 유통 가스에 의해 휘저어지고, 혹은 승온한 유통 가스 자신이 휘저어지기 때문에, 배관(101a~101c) 내의 중앙부로부터 주변부에 걸친 온도 분포를 한층 더 균일하게 할 수가 있다. 또한, 이 현상이 각 유닛에서 차례차례 행해지기 때문에, 배관(12, 12a) 내의 중앙부로부터 주변부에 걸쳐 온도 균일성이 증가하게 된다.
또한, 배관(101a~101c)는 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)를 가지기 때문에, 히터부(51)에 설치된 밀폐 공간(25)의 압력을 감시함으로써, 배관(12)을 유통하는 가스에 의해 외측의 제2관(24)이 부식되고, 파손되었을 때에 즉시 검지할 수 있다. 이 때문에, 외측의 제2관(24)이 파손되었을 때에도 내측의 제1관(23)이 정상적인 동안에 새로운 가열 수단으로 교환할 수가 있다. 이에 의해 가열 수단을 구비한 배관(101a~101c)의 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
<히터를 구비한 배관의 부착 방법의 설명>
다음에, 도 3, 도 7, 도 8(a), 도 8(b) 및 도 9(a), 도 9(b)를 참조하면서 상술의 히터를 구비한 배관(101)의 배기 배관에의 부착 방법 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태인 히터를 구비한 배관의 배기 배관에의 부착 방법에 대해서 나타내는 사시도(그 1)이다. 도 8(a), 도 8(b)는 본 발명의 제1 실시 형태인 히터를 구비한 배관의 배기 배관에의 부착 방법에 대해서 나타내는 도(그 2)이다. 도 8(a)는 사시도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 III-III선을 따르는 단면도이다. 도 9(a)는 본 실시 형태의 히터를 구비한 배관이 에칭 장치의 진공 펌프(106)로부터 제해 장치(107)에 이르는 동안을 연결하는 배기 배관의 일부에 설치된 예를 나타내는 모식도이다. 도 9(b)는 설치된 히터를 구비한 배관의 단면도이다. 도 7 및 도 8에 있어서는, 히터를 구비한 배관으로서 도 3에 나타내는 배관(101)을 이용하고, 도 9에 있어서는, 히터를 구비한 배관으로서 도 12(a)에 나타내는 배관(101b)을 이용하고 있다.
우선, 도 7에 나타내듯이, 히터를 구비한 배관(101)과 배기 배관(102, 103)을 준비한다. 또한, 히터를 구비한 배관(101)에 있어서, 리드선부가 배관(101)의 밖으로 인출된 구성은 생략하고 있다.
배기 배관(102)은 유해 가스를 배출하는 에칭 등의 장치의 진공 펌프(106)에 접속되고, 배기 배관(103)은 유해 가스의 무해화를 위한 처리 장치(107)에 접속되어 있다.
배기 배관(102, 103)은 히터를 구비한 배관(101)의 길이에 상당하는 간격을 두고 대향하고 있다. 배기 배관(102)은 배관(31)과, 배관(31)의 단부에 설치된 플랜지(32)를 가진다. 한편, 다른 배기 배관(103)은 배관(33)과, 배관(33)의 단부에 설치된 플랜지(34)를 가진다. 또, 플랜지(32, 34)에는 각각 히터를 구비한 배관(101)의 센터 링 씰면(11a)에 대응하는 위치에 마찬가지로 센터 링 씰면(32a, 34a)을 가진다. 또한, 배기 배관(102)에서도 센터 링 씰면(34a)과 마찬가지로 센터 링 씰면(32a)이 형성되어 있지만, 도면 상에서는 플랜지(32)의 그늘로 되어 안 보인다.
다음에, 센터 링(35, 36)을 준비하고, 각각 배관(102, 103)의 각 센터 링 씰면(32a, 34a)에 세트한다. 그 다음에, 히터를 구비한 배관(101)의 양단의 플랜지(11)와 배관(102, 103)의 각 플랜지(32, 34)가 대향하도록 위치시키고, 센터 링 씰면(32a, 34a)에 이미 세트되어 있는 센터 링(35, 36)이 각각 각 플랜지(11)의 센터 링 씰면(11a)에 세트(set)되도록 접촉시킨다. 도 8(a)는 이 때의 상태를 나타낸다. 또한, 센터 링 씰면(11a, 32a, 34a)에는 센터 링(35, 36)이 움직이지 않게 그것을 수납하는 홈(groove)이 형성되어 있지만, 도 8(a)에서는 생략하고 있다.
다음에, 배기 배관(103)과 히터를 구비한 배관(101)의 플랜지(34, 11)끼리의 접촉부를 나타내는 도 8(b)에 대표하여 나타내듯이, 클램퍼(clamper)(37)와 도시하지 않는 나사에 의해, 배기 배관(102)과 히터를 구비한 배관(101)의 플랜지(32, 11)끼리를 단단히 조여 그러한 접촉을 보다 강고하게 함과 아울러, 마찬가지로 하여 배기 배관(103)과 히터를 구비한 배관(101)의 플랜지(34, 11)끼리를 단단히 조여 그러한 접촉을 보다 강고하게 한다. 이에 의해 센터 링(35, 36)에 의해 외부에 대해 배관(101, 102, 103) 내부의 기밀성이 유지되게 된다.
또한, 상술의 설명에서는, 배기 배관(102)과 배기 배관(103)의 사이에 히터를 구비한 배관(101)을 1개 접속했지만, 배기 배관 즉, 에칭 장치 등의 진공 펌프(106) 배기구로부터 제해 장치(107) 입구까지의 배관이 길어지면, 배관 내 온도를 적당한 온도 이상으로 유지하기 위해 히터를 구비한 배관(101)을 복수개 설치하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 9(a)에 나타내듯이 한다. 즉, 1개째의 히터를 구비한 배관(101b)을 최상류 즉 진공 펌프(106)의 배기구에 우선 설치하고, 다음은 1개째의 배관(101b)의 히터 효과가 없어지는 부분에 2개째의 히터를 구비한 배관(101b)을 설치한다. 이와 같이 하면 배관 모두에 히터가 필요하지 않게 되어, 4m 정도의 배관이면 1개로, 한층 더 긴 배관에서도 2개 내지 3개로 배기 배관 내의 가스 반응 생성물의 부착을 아주 방지할 수 있는 효과가 있다. 도 9(b)는 도 9(a)의 히터를 구비한 배관의 단면도이다. 도 9(a) 및 도 9(b) 중, 부호 105는 배기 배관(102, 103)과 같은 배기 배관을 나타내고, 다른 부호에 관해서, 도 3, 도 7 및 도 8과 동일한 부호로 나타내는 것은 도 3, 도 7 및 도 8과 동일한 것을 나타낸다.
이상과 같이 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관(101)에 의하면, 히터를 구비한 배관(101)은, 플랜지(11)를 통해 배관(101)마다 배기 배관(102, 103)에 부착 가능하게 되어 있기 때문에, 히터를 구비한 배관(101)을 필요한 곳에 간단하게 설치할 수가 있고, 이에 의해 히터의 설치 작업의 능률을 향상시킬 수가 있다. 이것은 도 12(a)에 나타내는 히터를 구비한 배관(101b)에서도 마찬가지이다.
<제2의 실시의 형태>
<히터(가열 수단)를 구비한 배관의 구성의 설명>
제2 실시 형태의 히터(가열 수단)를 구비한 배관에 있어서 제1 실시 형태와 다른 곳은 가열 수단, 특히 열확산부의 구성이다.
도 10은 본 발명의 제2의 실시의 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관에 있어서의 가열 수단(16)을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 10에 있어서 도 3과 동일한 부호로 나타내는 것은 도 3과 동일한 것이다.
이하에 가열 수단(16), 특히 열확산부(53a)의 구성에 대해서 자세하게 설명한다.
<가열 수단의 구성>
가열 수단(16)은, 히터부(51)와 열확산부(53a)와 도 3, 4에 나타내는 것 같은 압력 변동 검출부(54)로 구성된다. 도 10에서는 히터부(51)와 열확산부(53a)만을 나타내고 있다.
히터부(51)는 카트리지형이고, 도 4(a), 도 4(b)와 동일한 구성을 가진다. 즉, 발열체(21)와, 발열체(21)의 주위를 덮은 절연물(22)과, 그것들을 덮은 2중관(23, 24)로 구성된 대략 막대 모양이다. 2중관(23, 24)은 발열체(21)측의 제1시스 부재(제1관) 23과 제1시스 부재(23)를 둘러싸고, 제1시스 부재(23)와의 사이에 밀폐된 공간(25)을 형성하는 원통형의 제2시스 부재(제2관)(24)로 구성되어 있다. 히터부(51)의 선단은 2중관으로 덮여 있다. 타단은 90°로 굽혀져 있고 리드선 및 열전대(리드선부(55))의 도입부로 하고 있다.
도입부의 2중관(23, 24) 및 리드선부(55)는, 도 10의 히터부(51)의 앞쪽 원형면에 접속하여 설치되고, 도 3, 4에 나타내듯이, 2중관(23, 24)에 의해 리드선부(55)를 배관(12)의 밖으로 유도하는 구성으로 되어 있다. 압력 변동 검출부(54)는, 리드선부(55)를 배관(12)의 밖으로 유도하는 2중관(23, 24)의 측면으로서, 배관(12)의 외측으로 나와 있는 부분에 설치되어 있다.
열확산부(53a)는 히터부(51)의 표면에 장착된 8매의 가늘고 긴 판 모양의 핀(fin)(40)으로 구성되어 있다. 핀(40)은, 도 10에 나타내듯이, 히터부(51)의 표면 주위에, 넓은 면이 히터부(51)의 긴 방향으로 평행하게 되도록 등간격을 두고 방사상으로 배치된다. 또한, 도 10에서는, 히터부(51)의 긴 방향에 대해서 평행으로 하고 있지만, 방열 효과를 올리기 때문에 경사를 지어 감는 것 같은 형태라도 좋다. 또, 이 열확산부(53a)는 긴 방향으로 일체로 제작하고 있지만, 도 11(b), 도 12(d)와 같이 복수개로 분할해도 좋다. 제작성을 생각하면 분할형이 바람직하다. 또, 핀(40)의 높이는, 도 3과 같은 배관(관 모양 부재)(12)내에 설치했을 때에 각 핀(40)의 선단이 배관(12) 내벽에 근접 또는 접촉하는 것 같은 높이로 하는 것이 바람직하다.
열확산부(53a)의 핀(40)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 반도체 제조에 사용되는 여러 가지의 가스에 대한 내부식성이 뛰어나고, 한편 방열 부재 및 열전도 부재이기도 한, 예를 들면 스테인리스강을 사용한다.
이 가열 수단(16)을 도 3과 같은 배관(12) 내에 설치했을 때, 히터부(51)가 배관(12)의 중심축 방향을 따라 한편 배관(12)의 거의 중심부에 설치됨과 아울러, 히터부(51)의 긴 방향은 가스의 흐름의 방향과 일치한다. 히터를 구비한 배관 내에 도입된 가스는, 히터부(51)의 긴 방향을 따라 흘러 핀(40)의 사이를 유통한다. 이 열확산부(53a)의 핀(40) 사이는 열의 확산실을 형성한다.
<효과>
제2의 실시 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관에 의하면, 핀(40)이 히터부(51)의 표면 주위에 8매, 넓은 면이 히터부(51)의 긴 방향으로 평행하게 되도록 간격을 두고 배치되어 있다.
따라서, 가스의 유통을 방해하지 않고 가열 수단(16)을 배관(12)의 내부에 용이하게 설치할 수가 있다. 또, 이 때문에 배관(12) 내를 효율이 좋게 가열할 수가 있다. 또한, 리본 히터의 경우와 같이 배관 전역에 감을 필요도 없고, L자형의 구조의 배관을 구비한 히터 설치부도 필요하지 않기 때문에, 히터 설치부를 간단한 기구로 할 수가 있다.
그 외의 구성은 제1의 실시 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관과 동일한 구성을 가지므로, 제1의 실시 형태와 관련되는 히터를 구비한 배관과 마찬가지의 효과를 가진다.
<히터를 구비한 배관의 변형예>
도 11(b), 도 12(c), 및 도 12(d)는 제2 실시 형태의 변형예의 히터를 구비한 배관의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 중에서 도 10과 동일한 부호로 나타내는 것은 도 10과 동일한 것이다.
도 11(b)의 히터를 구비한 배관(104a)의 가열 수단(16a)에 있어서, 열확산부(53b)의 핀(40a)이 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)의 표면에 설치되고, 핀(40a)의 넓은 면이 가스의 흐름의 방향에 평행으로 배치되어 있는 점은 도 10과 같지만, 열확산부(53b)의 핀(40a)이 가스의 흐름을 따라 복수로 분리되고, 서로 간격을 두고 배치되어 있는 점이 도 10과 다르다.
도 12(c)의 히터를 구비한 배관(104b)에 있어서, 가열 수단(16)은 도 10과 같지만, 가열 수단(16)의 설치 개소에 대응하는 부분의 배관(12a)의 직경이 양단의 배관(12a)의 직경보다 커져 있는 점이 다르다.
또, 도 12(d)의 히터를 구비한 배관(104c)의 가열 수단(16a)에 있어서, 열확산부(53b)의 핀(40a)이 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)의 표면에 설치되고, 핀(40a)의 넓은 면이 가스의 흐름의 방향에 평행으로 배치되어 있는 점은 도 10과 같지만, 열확산부(53b)의 핀(40a)이 가스의 흐름을 따라 복수로 분리되고, 서로 간격을 두고 배치되어 있는 점이 도 10과 다르다. 또, 가열 수단(16a)의 설치 개소에 대응하는 부분의 배관(12a)의 직경이 양단의 배관(12a)의 직경보다 커져 있는 점이 도 10과 다르다.
또한, 열확산부(53b)에 있어서 상술한 핀(40a)의 재료는, 제2 실시 형태의 핀(40)과 마찬가지로 스테인리스강이 매우 적합하게 이용된다. 또, 히터부(51)의 길이와 같은 정도의 하나의 통 모양 부재에 모든 핀(40a)을 설치해도 좋고, 히터부의 길이보다 짧은 통 모양 부재와 통 모양 부재를 한번 돌도록 설치된 복수의 핀(40a)으로 이루어지는 핀군을 1조로 하여 유닛을 형성하고, 복수의 유닛을 차례차례 히터부에 삽입하여 설치하도록 해도 좋다.
이들의 구성에 의해도, 핀(40, 40a)으로부터의 열에 의해 승온한 분위기가 유통 가스에 의해 휘저어지고, 혹은 승온한 유통 가스 자신이 휘저어지기 때문에, 배관(104a~104c) 내의 중앙부로부터 주변부에 걸친 온도 분포를 한층 더 균일하게 할 수가 있다. 또한, 이 현상이 각 유닛에서 차례차례 행해지기 때문에, 배관(12, 12a) 내의 중앙부로부터 주변부에 걸친 온도 균일성이 증가하게 된다.
또한, 배관(104a~104c)는, 도 4(a)에 나타내는 히터부(51)를 가지기 때문에, 밀폐된 공간(25)의 압력을 감시함으로써, 배관(12)을 유통하는 가스에 의한 부식 등에 의해 외측의 제2관(24)이 파손된 것을 용이하게 검지할 수 있다. 이 때문에, 외측의 제2관(24)이 파손되었을 때에도 아직 내측의 제1관(23)이 정상적인 동안에 즉시 새로운 가열 수단으로 교환할 수가 있다. 이에 의해 가열 수단을 구비한 배관(104a~104c)의 안전성을 큰 폭으로 높일 수가 있다.
<그 외의 실시의 형태>
이상, 실시의 형태에 의해 이 발명을 상세하게 설명했지만, 이 발명의 범위는 상기 실시의 형태에 구체적으로 나타낸 예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 상기 실시의 형태의 변경은 이 발명의 범위에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 히터부(51)에 핀(24, 24a, 40, 40a)을 부착하고 있지만 이들을 부착하지 않아도 좋다.
또, 열확산부의 통 모양 부재(26, 26a) 및 핀(27, 27a, 40, 40a)의 재료로서 스테인리스강을 이용하고 있지만 이것에 한정되지 않는다. 반도체 제조에 사용되는 가스에 대한 내식성을 가지는 금속 재료이면 좋다. 금속 재료는 내식성을 가짐과 아울러, 특히 방열이나 열전도가 뛰어난 부재이면 더 바람직하다.
또, 상술한 열확산부의 핀(27, 27a, 40, 40a)의 표면은 평활하지만 요철을 형성하여 표면적을 증가시키고 방열성을 향상시켜도 좋다.
또, 히터부(51)의 긴 방향을 따라 소정의 간격을 두고 규칙적으로 배치되는 복수의 핀군을 설치하고, 또한 핀군의 핀(27)은 히터부(51)의 주위를 서로 간격을 두고 한번 돌도록 설치되어 있지만, 히터부(51)의 주위에 핀(27)을 임의로 배치해도 좋다. 이 변형예는 또 도 11(a), 도 12(b)의 가열 수단(13a)에도 적용이 가능하다.
또, 발명의 히터를 구비한 배관은 배기 배관의 일부에 적용되었지만 단독으로 노(爐) 대신에 이용할 수도 있다.
또, 도 9에 히터를 구비한 배관(101b)의 상류에 진공 펌프(106)를 접속한 예와 히터를 구비한 배관의 하류에 제해 장치(107)를 접속한 예가 기재되어 있지만, 도 13(a)에 나타내듯이, 반도체 기판에 불순물 확산 등 가스를 이용하여 열처리를 행하는 가열 처리로(108)의 상류에 히터를 구비한 배관(101b)을 접속해도 좋다. 또한, 도 13(a)에 있어서, 다른 부호 61은 노심관, 62는 히터부, 104는 배관이다. 이에 의해 가열 수단을 구비한 배관(101b)에 의해 외부로부터 가열 처리로(108) 내에 도입되는 캐리어 가스나 처리 가스가 충분히 승온되므로, 가열 처리로(108)의 처리 가스 도입구 근처에 있어서의 노(爐) 내의 온도의 저하를 억제할 수가 있고, 이 때문에 가열 처리로(108) 내에 있어서의 균열대를 넓게 취할 수가 있다.
또한, 가열 처리로(108)의 상류에 히터를 구비한 배관(101b)을 접속하지 않는 경우, 도 13(b)에 나타내듯이, 외부로부터 가열 처리로(108) 내에 도입되는 캐리어 가스나 처리 가스의 온도가 낮기 때문에, 그 영향으로 가열 처리로(108)의 처리 가스 도입구 근처에 있어서의 노(爐) 내의 온도의 저하가 보다 커진다. 이 때문에, 가열 처리로(108) 내에 있어서의 균열대가 좁아진다.
11, 32, 34 플랜지
11a, 32a, 34a 센터 링 씰면(center ring seal surface)
12, 12a 배관(관 모양 부재)
13, 13a, 16, 16a 가열 수단
14 리드선(lead line)
15 열전대(온도 계측 수단)
21 발열체 22 절연물
23 제1시스(sheath) 부재(제1관) 24 제2시스(sheath) 부재(제2관)
25, 25b 밀폐된 공간 25a 접속부 공간
26, 26a 통 모양 부재
27, 27a, 40, 40a 핀(fin)
31, 33, 104 배관
35, 36 센터 링(centering ring)
51, 62 히터부 52a 열확산부 유닛
52b, 52c, 53a, 53b 열확산부
54 압력 변동 검출부(압력 센서)
55 전력 공급 및 온도 측정을 위한 리드선부
61 노심관
101, 101a~101c, 104a~104c 히터를 구비한 배관
102, 103, 105 배기 배관 106 에칭 장치의 진공 펌프
107 제해 장치 108 가열 처리로

Claims (6)

  1. 관 모양 부재와, 상기 관 모양 부재의 내측에 설치된 가열 수단을 가지고,
    상기 가열 수단은,
    발열체, 이 발열체의 주위를 덮은 제1관, 및 이 제1관을 둘러싸고, 이 제1관과의 사이에 밀폐된 공간을 형성하는 제2관을 포함하는 히터부와,
    상기 밀폐된 공간의 압력 변동을 검출하는 압력 변동 검출부를 가지는 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 수단은, 상기 제2관의 주위에 배치된 복수의 핀을 구비한 열의 확산부를 가지는 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 핀은, 상기 제2관의 주위에 서로 간격을 두고 한번 돌도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터부는, 상기 발열체와, 이 발열체의 주위를 덮은 절연물과, 이 절연물을 덮은 상기 제1관 및 상기 제2관으로 구성되고, 일단이 상기 제1관 및 상기 제2관으로 봉지되고, 타단은 적어도 리드선 도입부로 한 카트리지형인 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열 수단을 구비한 배관은, 양단에 플랜지를 구비하고, 이 플랜지를 통해 다른 배관에 부착 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 수단을 구비한 배관.
  6. 제5항에 기재의 가열 수단을 구비한 배관과, 상기 가열 수단을 구비한 배관에 접속된 처리 장치를 가지는 처리 시스템으로서,
    상기 처리 장치는 가열 처리로이고, 이 가열 처리로 내에 피처리 기판을 세트하고, 상기 가열 수단을 구비한 배관을 통해 상기 가열 처리로에 처리 가스를 도입하고, 이 처리 가스를 이용하여 이 피처리 기판을 가열하면서 이 피처리 기판에 대해 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 처리 시스템.
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