JP2009149948A - Fluid-heating device, gas-heating device and semiconductor treatment apparatus using the same - Google Patents

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Akira Yoshida
田 明 吉
Kazuo Tsukada
田 和 夫 塚
Masaaki Tanaka
中 正 昭 田
Koichi Harita
田 幸以千 針
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-heating device which can be connected with a gas transport pipe line in an inline form and also can be downsized. <P>SOLUTION: This gas-heating device has a heater embedded in a cylindrical heat-transfer block itself, and a body of a gas transport pipe engaged and installed in a hollow part provided in the center. Thereby, the heat-transfer block may not be made from a highly corrosion-resistant metal, and can be made from aluminum, copper or the like having high thermal conductivity. Then, the heating device can effectively heat the gas from the outside. Furthermore, a gas introduction pipe and the body of the gas transport pipe are connected in the outer circumference. Thereby, one end of the body of the gas transport pipe can be plugged, and the round bar-shaped heater can be installed in the center of the gas transport pipe by using the end as a supporting end. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、流体加熱装置、ガス加熱装置およびこれを利用した半導体処理装置に関し、詳しくは、半導体製造装置を含めた半導体処理装置へのキャリアガス、反応ガスのガス輸送管路に対してインライン形態で結合できてガスを効率よく前加熱することができあるいはガス排出管路においてガスを容易に加熱でき、さらにはガス排出管路に対して加熱不活性ガス等を噴射する場合にその排出管路に容易に結合することができかつ小型化が可能なガス加熱装置に関する。   The present invention relates to a fluid heating apparatus, a gas heating apparatus, and a semiconductor processing apparatus using the fluid heating apparatus, and more particularly, in-line with respect to a carrier gas and a reaction gas transporting line to a semiconductor processing apparatus including a semiconductor manufacturing apparatus. The gas can be preheated efficiently, or the gas can be easily heated in the gas discharge line, and further when the heated inert gas is injected into the gas discharge line, the discharge line The present invention relates to a gas heating apparatus that can be easily coupled to the apparatus and can be downsized.

例えば、低圧ＣＶＤ装置（ＬＰ−ＣＶＤ）等の反応炉では反応ガス等は、通常６００°Ｃ〜８００°Ｃの温度とされ、成膜の均一性と品質の向上を図るためにキャリアガスあるいは反応ガスが２００°Ｃ以上に加熱されてＬＰ−ＣＶＤに供給される。
また、反応炉等の排出ガスからは塩化アンモニユム等の不要析出物が発生し、それが排出管路、吸引ポンプ等へ付着する問題があるが、それを排除するには排出ガスの温度を１７０°以下に低下させないような措置が必要になる。排出ガスをそのような温度に維持しあるいは排出管路、吸引ポンプ等に流れる排出ガスをより高い温度にするためにはＮ2等の不活性ガスで排出ガスを加熱することが必要になる。
そのため、これに使用されるガス加熱装置として出願人によるガス加熱装置が公知となっている（特許文献１）。これは、サイクロン管路にＮ2ガスを導入してこれを加熱することでサイクロン状の１．８万Ｇ乃至２０万Ｇの２００°Ｃ以上のＮ2ガスを生成して、これを半導体処理装置（反応炉）から排出されるガス輸送管に噴射し、塩化アンモニユム等の不要析出物の排出管路への付着を防止するものである。
また、高温ガスを供給するガス加熱装置としては、螺旋金属管にガスを供給して螺旋金属管の巻回中心部にハロゲンヒータを挿入して加熱するガス加熱装置も公知である（特許文献２）。
さらに、管内にスパイラルの発熱装置を内蔵してガスを加熱するガス供給管も公知である（特許文献３）。
特開２００７−１９０８９号公報 特開平６−２２１６７７号公報 特開２００３−１８５３５３号公報 For example, in a reaction furnace such as a low-pressure CVD apparatus (LP-CVD), the reaction gas or the like is usually at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C., and a carrier gas or reaction is performed in order to improve film formation uniformity and quality. The gas is heated to 200 ° C. or higher and supplied to LP-CVD.
Moreover, there is a problem that unnecessary precipitates such as ammonium chloride are generated from the exhaust gas of the reaction furnace and the like and adhere to the exhaust pipe, the suction pump, etc. In order to eliminate it, the temperature of the exhaust gas is set to 170. It is necessary to take measures to prevent the temperature from dropping below. In order to maintain the exhaust gas at such a temperature or to raise the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, the suction pump, etc., it is necessary to heat the exhaust gas with an inert gas such as N 2 .
Therefore, the gas heating apparatus by the applicant is known as a gas heating apparatus used for this (patent document 1). This is because N 2 gas is introduced into the cyclone pipe and heated to generate a cyclone-shaped 18,000 G to 200,000 G N 2 gas of 200 ° C. or higher, which is processed by semiconductor processing. It is injected into the gas transport pipe discharged from the apparatus (reactor) to prevent unnecessary deposits such as ammonium chloride from adhering to the discharge pipe.
Further, as a gas heating apparatus for supplying a high-temperature gas, a gas heating apparatus that supplies gas to a spiral metal tube and inserts a halogen heater at the winding center of the spiral metal tube to heat the gas is also known (Patent Document 2). ).
Furthermore, a gas supply pipe that heats a gas by incorporating a spiral heating device in the pipe is also known (Patent Document 3).
JP 2007-19089 A JP-A-6-221777 JP 2003-185353 A

特許文献１のガス加熱装置は、サイクロン管路の外側に加熱装置を配設するものである。しかも、排気ガスを１７０°Ｃ以上にするために、サイクロン加熱管の長さを長くする必要がある。また、排出管路に直接横方向から接合する構造のものであるので、キャリアガス、反応ガス等の輸送管にインライン形態で容易に結合できるような構造にはなっていない。
このようなものをキャリアガス、反応ガス等の導入管路に結合してインラインで挿入した場合には、ガス加熱系が配管系として大きくなるので、その分、配管系の途中が太くなり、半導体処理システムにおける配管エリアの占める割合が増加し、配管が難しくなする。
特許文献２のガス加熱装置は、螺旋金属管の内側にヒータを配置できる利点はあるが、螺旋を形成するために管を巻回しなければならず、そのため、これも同様に管径が大きくなって、配管エリアの占める割合を増加させる。 The gas heating device disclosed in Patent Document 1 is provided with a heating device outside the cyclone pipe. Moreover, it is necessary to increase the length of the cyclone heating tube in order to set the exhaust gas to 170 ° C. or higher. Further, since it has a structure in which it is directly joined to the discharge pipe from the lateral direction, it is not structured to be easily coupled in-line with a transport pipe for carrier gas, reaction gas and the like.
When such a thing is combined with an introduction pipe line for carrier gas, reaction gas, etc. and inserted in-line, the gas heating system becomes large as a piping system, so that the middle of the piping system becomes thicker, and the semiconductor The proportion of the piping area in the processing system increases, making piping difficult.
The gas heating device of Patent Document 2 has an advantage that a heater can be arranged inside the spiral metal tube, but the tube has to be wound to form a spiral, which also increases the tube diameter. Increase the proportion of the piping area.

インライン形態で結合できる管構造のガス加熱装置を考えた場合には管径が大きならざるを得ない。それは、特許文献１に示すように外側からヒータで加熱するからである。特許文献３のように管の内側に加熱装置を設けることを考えた場合にはヒータの支持構造が関係してこれもどうしても管径が太くならざるを得ない。加熱管の管径が太くなると半導体処理システムなどでは、ガス加熱管の外側にぶ厚い断熱材が必要となるので、断熱構造体の径も太くならざるを得ない。
ところで、半導体製造の分野で扱うガスは、管を腐食させたり、塩化アンモニユム等の不要析出物が管壁に付着しやすいので、熱伝導率の高い、銅やアルミニュウム製の管を使用することは難しく、耐食性の高い金属、例えば、ＳＵＳ（ステンレススチール）製等の耐食製の強い金属やセラミックス管が使用される。
ＳＵＳ製のガス輸送管の場合には、これをさらにシリコンラバー等の断熱材で被覆すると、例えば、細い１／４インチの外径を持つガス輸送管であっても、断熱材を被覆した後の外径は、５０ｍｍφ〜７０ｍｍφ程度にはなる。 When considering a gas heating device having a tube structure that can be coupled in an in-line form, the tube diameter must be large. This is because, as shown in Patent Document 1, the heater is heated from the outside. When it is considered to provide a heating device inside the pipe as in Patent Document 3, the support structure of the heater is involved, and this also inevitably increases the pipe diameter. When the tube diameter of the heating tube is increased, a thick heat insulating material is required outside the gas heating tube in a semiconductor processing system or the like, and thus the diameter of the heat insulating structure must be increased.
By the way, the gas used in the field of semiconductor manufacturing corrodes the pipe and unnecessary deposits such as ammonium chloride are likely to adhere to the pipe wall, so it is not possible to use a pipe made of copper or aluminum with high thermal conductivity. Difficult and highly corrosion-resistant metals such as strong corrosion-resistant metals such as SUS (stainless steel) and ceramic tubes are used.
In the case of a gas transport pipe made of SUS, if this is further covered with a heat insulating material such as silicon rubber, for example, even if it is a gas transport pipe having a thin 1/4 inch outer diameter, The outer diameter of is about 50 mmφ to 70 mmφ.

この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、インライン形態で流体輸送管路に結合することができ、しかも効率的な流体加熱ができかつ小型化が可能な流体加熱装置を提供することにある。
また、この発明の他の目的は、半導体処理装置等の各種の物品処理工程の装置に接続されるガス輸送管路に対してインライン形態で結合できてガスを効率よく前加熱することができあるいは各種の物品処理工程の装置から排出されるガス輸送管路に結合でき若しくは加熱不活性ガス等を噴出する場合に排出管路に容易に結合することができ、しかも小型化が可能なガス加熱装置を提供することにある。
さらに、この発明の他の目的は、ガス輸送管路にインライン形態で結合できかつキャリアガスあるいは反応ガス等の導入ガスを効率よく前加熱できあるいは排気ガスを効率よく加熱することができ、反応炉あるいは処理チャンバ等の配管に容易に接続して組込みが可能なガス加熱装置および半導体処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and can be coupled to a fluid transport pipe in an in-line form, and can be efficiently heated and miniaturized. The object is to provide a fluid heating device.
Another object of the present invention is that it can be coupled in-line with a gas transport pipe connected to various article processing steps such as a semiconductor processing apparatus, so that the gas can be efficiently preheated. A gas heating device that can be connected to a gas transport pipeline discharged from various article processing process devices, or can be easily connected to a discharge pipeline when jetting heated inert gas, etc., and can be downsized. Is to provide.
Furthermore, another object of the present invention is that it can be connected in an in-line manner to a gas transport pipe and can efficiently preheat the introduced gas such as carrier gas or reaction gas or can efficiently heat the exhaust gas. Another object of the present invention is to provide a gas heating apparatus and a semiconductor processing apparatus that can be easily connected to a piping such as a processing chamber and incorporated therein.

このような目的を達成するための第１の発明の流体加熱装置の構成は、一端が閉塞された流体輸送管本体と、この流体輸送管本体が中心部に設けられた中空部に嵌装された円筒の伝熱ブロックと、流体輸送管本体の内径より小さい外径を有し流体輸送管本体と同一材料で被覆され前記の閉塞された一端から流体輸送管本体の中心軸に沿って流体輸送管本体の内部に挿入されかつ閉塞された一端で固定された丸棒状の第１のヒータと、閉塞された一端の側の管端部の外周に接続され流体輸送管本体に導入する流体を外周の接線方向あるいはこれに平行な方向に噴射する流体導入管と、閉塞された一端とは反対側の流体輸送管本体の他端に接続された流体排出管と、流体輸送管本体の中心軸に沿って伝熱ブロックに埋設された第２のヒータとを備えていて、流体導入管から導入された流体が流体輸送管本体の内壁に沿って旋回するものである。   In order to achieve such an object, the fluid heating device according to the first aspect of the present invention includes a fluid transport pipe body whose one end is closed, and the fluid transport pipe body which is fitted into a hollow portion provided at the center. A cylindrical heat transfer block and an outer diameter smaller than the inner diameter of the fluid transport pipe main body, coated with the same material as the fluid transport pipe main body, and fluid transported from the closed end along the central axis of the fluid transport pipe main body A round bar-shaped first heater that is inserted into the tube body and fixed at one closed end, and a fluid that is connected to the outer periphery of the tube end on the closed end side and is introduced into the fluid transport tube body A fluid introduction pipe that injects in a direction tangential to or parallel to this, a fluid discharge pipe connected to the other end of the fluid transport pipe body opposite to the closed one end, and a central axis of the fluid transport pipe body Along with a second heater embedded in the heat transfer block It has been, in which fluid introduced from the fluid inlet tube to swivel along the inner wall of the fluid transport pipe body.

また、第２の発明のガス加熱装置の構成は、流体輸送管本体をガス輸送管本体として前記の流体加熱装置をガス加熱装置とし、前記の流体導入管と流体排出管をキャリアガス、反応ガスあるいは不活性ガス等を送出するガス導入管とガス排出管としたものである。
さらに、第３の発明のガス加熱装置および半導体処理装置の構成は、第２の発明のガス加熱装置と、このガス加熱装置のガス導入管に接続されキャリアガス、反応ガスあるいは不活性ガスを送出する第１の輸送管と、ガス加熱装置のガス排出管に接続されキャリアガス、反応ガスあるいは排気ガスを輸送する第２の輸送管とを有するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas heating apparatus having a fluid transport pipe body as a gas transport pipe body, the fluid heating apparatus as a gas heating apparatus, the fluid introduction pipe and the fluid discharge pipe as a carrier gas, and a reaction gas. Alternatively, a gas introduction pipe and a gas discharge pipe for sending an inert gas or the like are used.
Further, the configuration of the gas heating device and the semiconductor processing device of the third invention is connected to the gas heating device of the second invention and a gas introduction pipe of the gas heating device, and sends out a carrier gas, a reactive gas or an inert gas. And a second transport pipe that is connected to a gas discharge pipe of the gas heating device and transports carrier gas, reaction gas, or exhaust gas.

第１および第２の発明にあっては、円筒の伝熱ブロック自体にヒータが埋設され、中心部に設けられた中空部に流体輸送管本体が嵌合装着されることで、伝熱ブロックについてはＳＵＳ（ステンレススチール）製等の耐食製の高い金属にしなくても済み、熱伝導率の高いアルミニュウムあるいは銅等の金属製あるいはその合金製とすることで効率よく流体、特にガスを外側から加熱することができる。
さらに、流体導入管と流体輸送管本体との結合を流体輸送管本体の外周で行うことで、流体輸送管本体の一端を閉塞することができ、この一端を支持端として流体輸送管の中心部に丸棒状のヒータを設けることができる。これにより、流体輸送管自体の管径を大きくしなくても済み、流体加熱装置自体を配管と同様な円筒管構造のブロックにすることができる。しかも、ヒータが流体輸送管が中心部に設けられることで、ヒータブロックの外径を小さく抑えることができる。また、伝熱ブロックにヒータを埋込むことで外側にぶ厚い断熱材を設けることが不要になる。
その結果、配管に容易にインライン形態で結合できる流体加熱装置を実現することができる。
さらに、流体輸送管の流体は、内側と外側から両面加熱され、流体がサイクロン状態になって輸送されるので、流体輸送管自体の長さを短く抑えても効率よく流体加熱をすることができる。
その結果、物品製造工程あるいは物品処理工程にある装置においてその流体輸送管路に容易にインライン形態で結合できて効率よく流体加熱ができる。 In the first and second inventions, the heater is embedded in the cylindrical heat transfer block itself, and the fluid transport pipe main body is fitted and mounted in the hollow portion provided in the center portion. Does not need to be made of high corrosion-resistant metal such as SUS (stainless steel), and it can efficiently heat fluid, especially gas, from the outside by using high heat conductivity metal such as aluminum or copper or its alloy. can do.
Furthermore, by connecting the fluid introduction pipe and the fluid transport pipe main body on the outer periphery of the fluid transport pipe main body, one end of the fluid transport pipe main body can be closed, and using this one end as a support end, the central portion of the fluid transport pipe A round bar heater can be provided. Thereby, it is not necessary to increase the diameter of the fluid transport pipe itself, and the fluid heating apparatus itself can be made into a block having a cylindrical tube structure similar to a pipe. In addition, the outer diameter of the heater block can be kept small by providing the heater with the fluid transport pipe at the center. Moreover, it is not necessary to provide a thick heat insulating material on the outside by embedding a heater in the heat transfer block.
As a result, it is possible to realize a fluid heating apparatus that can be easily coupled to the piping in an in-line form.
Furthermore, since the fluid in the fluid transport pipe is heated on both sides from the inside and outside and the fluid is transported in a cyclone state, the fluid can be efficiently heated even if the length of the fluid transport pipe itself is kept short. .
As a result, the apparatus in the article manufacturing process or the article processing process can be easily coupled to the fluid transport pipeline in an in-line manner, and can efficiently heat the fluid.

また、第３の発明にあっては、伝熱ブロックに対してガス導入管とガス排出管とが対向あるいは直角に容易に配置できることからキャリアガス、反応ガスあるいは不活性ガスを送出する第１の輸送管と第２の輸送管との間に簡単に接続でき、配管への組込みが容易となる。また、第２の輸送管が排出されるガスを輸送するときには、この第２の輸送管に流れるガスを容易に加熱でき、さらに第２の輸送管に対して加熱した不活性ガス等を容易に送出することができる。
その結果、反応炉あるいは処理チャンバ等の配管に容易にインライン形態で組込みが可能な半導体処理システム等を容易に実現できる。 In the third invention, since the gas introduction pipe and the gas discharge pipe can be easily arranged opposite to or at right angles to the heat transfer block, the first gas is sent out from the carrier gas, the reactive gas, or the inert gas. It can be easily connected between the transport pipe and the second transport pipe, and can be easily incorporated into the pipe. Further, when the gas discharged from the second transport pipe is transported, the gas flowing through the second transport pipe can be easily heated, and the inert gas heated to the second transport pipe can be easily heated. Can be sent out.
As a result, it is possible to easily realize a semiconductor processing system or the like that can be easily incorporated in a piping of a reaction furnace or a processing chamber in an in-line form.

図１は、この発明のガス加熱装置を適用した一実施例の半導体処理装置で使用されるガス加熱装置の説明図とＡ−Ａ横断面図、図２は、ガス加熱装置の縦断面図、図３は、ガス加熱装置に埋設されたガス輸送管の部分縦断面図、そしてガス導入管とガス輸送管本体との接合部の説明図、図４は、伝熱ブロックの構造についての説明図、そして図５は、半導体処理装置における配管にガス加熱装置を組込んだ半導体処理システムの説明図である。
図１（ａ），図１（ｂ）の説明図および図２の縦断面図において、１０は、そのガス加熱装置であり、１はガス輸送管であって、ガス輸送管本体２とガス輸送管本体２の一端に接続されたガス導入管３、そしてガス輸送管本体２の他端に接続されたガス排出管４とからなる。５は、アルミニュウム製の円筒形の伝熱ブロックであり、６はハウジングである。ハウジング６は、円筒の真空断熱カバー６１と、これの前後に装着された円筒のキャップケース６２，６３とからなり、ハウジング６と伝熱ブロック５の外周との間に空間６ｂが確保されている。
ガス加熱装置１０は、図１（ａ）に示すように、全体が配管よりも一回り外径が大きな管構造をしていて前後に溶接接続継手あるいは袋ナット等の配管接続継手部材３ａ、４ａがガス導入管３とガス排出管４との端部にそれぞれ設けられ、配管の途中でインライン状態で接続できる構造となっている。
ここで、ガス輸送管本体２の外径を１／２インチとしたときには、その長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度のものであって、その外径は、４０ｍｍφ〜７０ｍｍφ程度のものとなる。
ガス加熱装置１０の頭部と底部には、壁面、床面等に固定するためのＬ字ブラケット１１ａ，１１ｂが固定されている。
ところで、前記したように管径が細い１／４インチの外径を持つＳＵＳ製ガス輸送管にシリコンラバー等の断熱材を被覆した後の外径は、５０ｍｍφ〜７０ｍｍφ程度にはなるので、このガス加熱装置１０の前後に１／４インチのガス輸送管を接続した場合には、ほとんどガス輸送管の外径に近いものとなる。 FIG. 1 is an explanatory view of a gas heating device used in a semiconductor processing apparatus of an embodiment to which the gas heating device of the present invention is applied, and a cross-sectional view taken along line AA. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gas heating device, FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of a gas transport pipe embedded in the gas heating apparatus, and an explanatory view of a joint portion between the gas introduction pipe and the gas transport pipe main body. FIG. 4 is an explanatory view of the structure of the heat transfer block. FIG. 5 is an explanatory diagram of a semiconductor processing system in which a gas heating device is incorporated in piping in the semiconductor processing apparatus.
1 (a) and 1 (b) and the longitudinal sectional view of FIG. 2, 10 is the gas heating device, 1 is the gas transport pipe, and the gas transport pipe main body 2 and the gas transport. The gas inlet pipe 3 is connected to one end of the pipe main body 2, and the gas discharge pipe 4 is connected to the other end of the gas transport pipe main body 2. 5 is a cylindrical heat transfer block made of aluminum, and 6 is a housing. The housing 6 includes a cylindrical vacuum heat insulating cover 61 and cylindrical cap cases 62 and 63 attached to the front and rear of the cylindrical heat insulating cover 61, and a space 6 b is secured between the housing 6 and the outer periphery of the heat transfer block 5. .
As shown in FIG. 1A, the gas heating device 10 has a pipe structure whose outer diameter is slightly larger than that of the pipe as a whole, and pipe connection joint members 3a, 4a such as a welded joint or a cap nut before and after the pipe. Are provided at the ends of the gas introduction pipe 3 and the gas discharge pipe 4, respectively, so that they can be connected in-line in the middle of the pipe.
Here, when the outer diameter of the gas transport pipe main body 2 is ½ inch, the length is about 200 mm to 300 mm, and the outer diameter is about 40 mmφ to 70 mmφ.
L-shaped brackets 11a and 11b for fixing to a wall surface, a floor surface, or the like are fixed to the head and bottom of the gas heating device 10.
By the way, as described above, the outer diameter after coating a SUS gas transport pipe having a thin pipe diameter of 1/4 inch with a heat insulating material such as silicon rubber is about 50 mmφ to 70 mmφ. When a 1/4 inch gas transport pipe is connected before and after the gas heating device 10, it is almost the outer diameter of the gas transport pipe.

ガス加熱装置１０の内部は、図１（ｂ）のＡ−Ａ横断面図と図２の縦断面図に示すように、ガス輸送管本体２が円筒状の伝熱ブロック５の中心にある中空部５ａに嵌合する外径で設けられ、ガス導入管３が接続されている側の一端端が閉塞され、その一端から丸棒状のヒースヒータ７が挿入されてその一端にこのヒータが固定され、片支持されている。
また、ガス輸送管本体２の外側にある伝熱ブロック５には、図１（ｂ）に示すように、２本のヒースヒータ８がガス輸送管本体２の管軸方向に沿って装着されている。ヒースヒータ７と２本のヒースヒータ８とはガス輸送管本体２を挟んで伝熱ブロック５の円筒の同一直径上に配置されている。
なお、伝熱ブロック５は、図５に示す円筒を半割した２つの半割ブロック５０を図１（ｂ）の縦割り線５ｂに沿って面合わせしてねじ等で一体化しあるいは縦割り線５ｂに沿った溶接線でレーザ溶接により接合したものである。
真空断熱カバー６１は、内部に真空層６ａが形成された２枚の薄板で真空層６ａがサンドウイッチされた円筒の金属板であって、ねじ等（図示せず）により伝熱ブロック５（図２参照）に固定されている。
ガス輸送管１は、ＳＵＳ製のものであって、ヒースヒータ７の鞘（被覆材）７ａ（図２参照）も同じ材質のＳＵＳになっている。これにより、ガス輸送管本体２にはＳＵＳの壁面を持つ円筒状のガス通路が形成される。
ガス導入管３は、ガス輸送管本体２のヒースヒータ７が固定されている側の端部に設けられた管継手部２ａ（図３参照）を介して接続され、ガス排出管４は、ガス輸送管本体２のガス導入管３とは反対側の端部で管継手部２ｂ（図３参照）を介して接続されている。
なお、ヒースヒータ７を支持する管端部の閉塞は、ヒースヒータ７が固定された管継手部２ａをガス輸送管本体２に溶接接合することによりなされる。 The inside of the gas heating device 10 is a hollow in which the gas transport pipe body 2 is at the center of a cylindrical heat transfer block 5 as shown in the AA cross-sectional view of FIG. 1B and the vertical cross-sectional view of FIG. Provided with an outer diameter to be fitted to the portion 5a, one end of the side where the gas introduction pipe 3 is connected is closed, a round bar-shaped heat heater 7 is inserted from one end thereof, and the heater is fixed to the one end, It is supported on one side.
In addition, as shown in FIG. 1B, two heat heaters 8 are attached to the heat transfer block 5 outside the gas transport pipe main body 2 along the tube axis direction of the gas transport pipe main body 2. . The heat heater 7 and the two heat heaters 8 are arranged on the same diameter of the cylinder of the heat transfer block 5 with the gas transport pipe body 2 interposed therebetween.
The heat transfer block 5 is formed by aligning two halved blocks 50 obtained by halving the cylinder shown in FIG. 5 along the vertical dividing line 5b in FIG. It is joined by laser welding with a welding line along 5b.
The vacuum heat insulating cover 61 is a cylindrical metal plate in which the vacuum layer 6a is sandwiched between two thin plates each having a vacuum layer 6a formed therein, and the heat transfer block 5 (see FIG. 2).
The gas transport pipe 1 is made of SUS, and the sheath (covering material) 7a (see FIG. 2) of the heat heater 7 is also made of the same material. Thus, a cylindrical gas passage having a SUS wall surface is formed in the gas transport pipe main body 2.
The gas introduction pipe 3 is connected via a pipe joint portion 2a (see FIG. 3) provided at the end of the gas transport pipe main body 2 on the side to which the heat heater 7 is fixed. The end of the pipe body 2 opposite to the gas introduction pipe 3 is connected via a pipe joint 2b (see FIG. 3).
The tube end portion supporting the heat heater 7 is closed by welding and joining the pipe joint portion 2 a to which the heat heater 7 is fixed to the gas transport pipe main body 2.

図２の縦断面図に示すように、ガス輸送管本体２は、伝熱ブロック５の円筒ブロックの端部から管継手部２ａの部分がはみ出していて、ガス輸送管本体２に接続されるガス導入管３は、ガス導入側のキャップケース６２でカバーされる。ガス輸送管本体２に接続されるガス排出管４もガス排出側でキャップケース６３でカバーされる。キャップケース６２，６３は、その内径がそれぞれ嵌合する真空断熱カバー６１の外径に対応していてこれらが嵌合して内部をカバーするハウジング６が形成される。
キャップケース６２には、配線コネクタ６４，６５がその頭部面装着されていて、コネクタ６６が熱電対形のセンサ棒１２とヒースヒータ７にそれぞれ接続されてヒースヒータ７の端部に装着されている。コネクタ６６は、配線コネクタ６４が接続され、伝熱ブロック６に収納された過昇温度検出器１３に配線コネクタ６５が接続されているが、図面での内部説明上、煩雑さを避けるためにこれらの配線ラインは省略してある。
配線コネクタ６４，６５は、コネクタ６６（図１（ａ）参照）を介して電源供給ラインに接続され、これらを介してヒースヒータ７，８と、熱電対形のセンサ棒１２、過昇温度検出器１３にそれぞれ電力が供給される。
キャップケース６２の端部の上側に示すように、ガス導入管３の端部に設けられた配管接続継手部材３ａは、キャップケース６２に設けられた孔（図示せず）を介して支持されている。また、真空断熱カバー６１には、ガス排出管４側にガス排出管４と配管接続継手部材４ａを通す貫通孔（図示せず）がキャップケース６３にも設けられている。 As shown in the longitudinal cross-sectional view of FIG. 2, the gas transport pipe main body 2 is a gas connected to the gas transport pipe main body 2 with the pipe joint portion 2 a protruding from the end of the cylindrical block of the heat transfer block 5. The introduction pipe 3 is covered with a cap case 62 on the gas introduction side. The gas discharge pipe 4 connected to the gas transport pipe main body 2 is also covered with a cap case 63 on the gas discharge side. The cap cases 62 and 63 correspond to the outer diameter of the vacuum heat insulating cover 61 into which the inner diameters are fitted, and the housing 6 is formed by fitting them to cover the inside.
Wiring connectors 64 and 65 are attached to the cap case 62 at the head surface, and the connectors 66 are connected to the thermocouple-type sensor rod 12 and the heat heater 7 and attached to the end of the heat heater 7. The connector 66 is connected to the wiring connector 64, and the wiring connector 65 is connected to the overheated temperature detector 13 housed in the heat transfer block 6. However, in order to avoid complication in the explanation in the drawing, The wiring lines are omitted.
The wiring connectors 64 and 65 are connected to the power supply line via the connector 66 (see FIG. 1A), through which the heat heaters 7 and 8, the thermocouple type sensor rod 12, and the overheated temperature detector. Power is supplied to each of 13.
As shown above the end of the cap case 62, the pipe connection joint member 3 a provided at the end of the gas introduction pipe 3 is supported through a hole (not shown) provided in the cap case 62. Yes. Further, a through hole (not shown) through which the gas discharge pipe 4 and the pipe connection joint member 4 a are passed through the vacuum heat insulating cover 61 is also provided in the cap case 63.

図３（ａ）は、ガス加熱装置に埋設されたガス輸送管の部分縦断面図であって、説明の都合上、管継手部２ａの端部で支持されているヒースヒータ７を取外した状態で内部を示してある。
ガス輸送管本体２は、ガス導入管３側の管継手部２ａとガス排出管４側の管継手部２ｂとが前後に溶接されて構成される。２ｃはそれぞれその溶接ラインである。
管継手部２ａは、図３（ｂ），図３（ｃ）に示すように、ガス輸送管本体２に外周に接線方向で接続される案内孔９が穿孔されていて、ガス導入管３とガス輸送管本体２とを接続するエルボ管となっていて、ガス導入管３からガス輸送管本体２に導入されるガスをサイクロン状にする。
なお、図３（ｂ）は、ガス輸送管本体２の軸に沿った縦断面図であり、図３（ｃ）は、案内孔９の中心線に沿った横断面図である。 FIG. 3A is a partial longitudinal cross-sectional view of a gas transport pipe embedded in a gas heating device, and in a state where the heat heater 7 supported at the end of the pipe joint portion 2a is removed for convenience of explanation. The inside is shown.
The gas transport pipe main body 2 is configured by welding a pipe joint part 2a on the gas introduction pipe 3 side and a pipe joint part 2b on the gas discharge pipe 4 side back and forth. 2c is the welding line.
As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the pipe joint portion 2a has a guide hole 9 connected to the outer periphery of the gas transport pipe body 2 in the tangential direction. The elbow pipe is connected to the gas transport pipe main body 2, and the gas introduced from the gas introduction pipe 3 into the gas transport pipe main body 2 is formed into a cyclone shape.
3B is a longitudinal sectional view taken along the axis of the gas transport pipe main body 2, and FIG. 3C is a transverse sectional view taken along the center line of the guide hole 9. As shown in FIG.

ガス導入管３は、管継手部２ａの端部に溶接結合されたＬ字のエルボ管であって、胴部３ｂの根本側には配管接続継手部材３ａが装着されている。管継手部２ａのガス導入管３の接合側の内径は、ガス導入管３の内径に等しいが、その先にある案内孔９は、図３（ｃ）に示すように、ガス導入管３の内径より小さい孔であって、ガス導入管３の接合側の内径の中心線に対してガス輸送管本体２の外周側に偏心していてガス輸送管本体２の外周の接線方向あるいはこれに平行な方向にガスを噴射するようにそのガス流出口９ａが位置決めされている。
管継手部２ｂは、ガス輸送管本体２の中心軸に軸合わせされたロート状の管である。ガス輸送管本体２で加熱されて排出されるガスをここで絞るものであって、ロート状の管の先端側にあるガス排出管４と中心軸を一致させてガス輸送管本体２とを接続し、これに加熱したガスを排出する。ガス排出管４は、管継手部２ｂの端部に溶接結合された直管であって、反対側の先端には配管接続継手部材４ａが装着されている。また、ガス排出管４の途中には排出されるガスの温度を測定するために枝管４ｂがガス導入管３の管継手部２ａに接合されたＬ字の腕部３ｃと平行になるように接続されている。
なお、枝管４ｂには、そのセンサ部分がガス排出管４の通路に臨んで熱電対形のセンサ棒１２が挿入されている。 The gas introduction pipe 3 is an L-shaped elbow pipe welded to the end of the pipe joint portion 2a, and a pipe connection joint member 3a is mounted on the base side of the body portion 3b. The inner diameter of the pipe joint portion 2a on the side of joining the gas introduction pipe 3 is equal to the inner diameter of the gas introduction pipe 3, but the guide hole 9 at the tip of the gas introduction pipe 3 is as shown in FIG. The hole is smaller than the inner diameter, is eccentric to the outer peripheral side of the gas transport pipe body 2 with respect to the center line of the inner diameter on the joining side of the gas introduction pipe 3, and is tangential to or parallel to the outer periphery of the gas transport pipe body 2 The gas outlet 9a is positioned so as to inject gas in the direction.
The pipe joint portion 2 b is a funnel-shaped pipe that is aligned with the central axis of the gas transport pipe main body 2. Here, the gas discharged by heating in the gas transport pipe body 2 is squeezed here, and the gas discharge pipe 4 on the tip side of the funnel-shaped pipe is connected to the gas transport pipe body 2 with the center axis aligned. Then, the heated gas is discharged. The gas discharge pipe 4 is a straight pipe welded to the end of the pipe joint portion 2b, and a pipe connection joint member 4a is attached to the opposite end. Further, in the middle of the gas discharge pipe 4, the branch pipe 4 b is parallel to the L-shaped arm part 3 c joined to the pipe joint part 2 a of the gas introduction pipe 3 in order to measure the temperature of the discharged gas. It is connected.
A thermocouple-type sensor rod 12 is inserted into the branch pipe 4b with the sensor portion facing the passage of the gas discharge pipe 4.

このように、ガス導入管３とガス排出管４との端部にはそれぞれ配管接続継手部材３ａ，４ａが設けられていて、ガス導入管３は、伝熱ブロック５の円筒の頭部あるいは底部に沿って円筒の外周側から中空部に向かう直線状の腕部３ｃ（第１の連通管）とこれに外周側の位置で接続され伝熱ブロック５の円筒の外周側面の延長線上に沿って設けられた胴部３ｂ（第２の連通管）とからなっている。一方、ガス排出管４は、ガス輸送管本体２の他端に結合された直線状の連通管と腕部３ｃ（第１の連通管）と平行に設けられた温度センサを挿入する岐管４ｂとで構成される。このことで、ガス導入管３の配管接続継手部材３ａのところのガス導入口とガス排出管４の配管接続継手部材４ａのところのガス排出口とがライン状の配置になる。   In this way, pipe connection joint members 3a and 4a are provided at the ends of the gas introduction pipe 3 and the gas discharge pipe 4, respectively, and the gas introduction pipe 3 is the top or bottom of the cylinder of the heat transfer block 5. A linear arm portion 3c (first communication pipe) extending from the outer peripheral side of the cylinder to the hollow portion along the outer periphery of the cylinder and an extension line of the outer peripheral side surface of the cylinder of the heat transfer block 5 connected to the linear arm portion 3c. It consists of the provided trunk | drum 3b (2nd communication pipe). On the other hand, the gas discharge pipe 4 is a branch pipe 4b into which a linear communication pipe coupled to the other end of the gas transport pipe main body 2 and a temperature sensor provided in parallel with the arm portion 3c (first communication pipe) are inserted. It consists of. As a result, the gas inlet at the pipe connection joint member 3a of the gas introduction pipe 3 and the gas discharge outlet at the pipe connection joint member 4a of the gas discharge pipe 4 are arranged in a line.

図４は、伝熱ブロックの構造についての説明図であって、伝熱ブロック５の円筒を半割した２つの片割れうちの半割ブロック５０を示している。他方の半分は、切断面にミラーを置いてミラー反転した構造になっているので、これについては省略する。
半割ブロック５０は、中心部にガス輸送管本体２が嵌合する半円軸溝５１が軸方向に沿って穿孔され、これに隣接してヒースヒータ８が挿入され、埋設される貫通孔５２が同様に軸方向に沿って平行に設けられている。半円軸溝５１のガス排出側の途中には、縦に枝管４ｂが嵌合する半円縦孔溝５３が穿孔され、半円軸溝５１と半円縦孔溝５３との交点にバカ孔５４が形成されている。また、半円軸溝５１の上部には過昇温度検出器１３（図２参照）を収納する開口５５が設けられている。 FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of the heat transfer block, and shows a half block 50 out of two half cracks obtained by halving the cylinder of the heat transfer block 5. The other half has a structure in which a mirror is placed on the cut surface and mirror-reversed.
In the half block 50, a semicircular axial groove 51 into which the gas transport pipe main body 2 is fitted is drilled along the axial direction at the center, and a heat heater 8 is inserted adjacent to this and a through hole 52 embedded therein is formed. Similarly, they are provided in parallel along the axial direction. A semicircular vertical hole groove 53 into which the branch pipe 4 b is fitted vertically is drilled in the middle of the semicircular shaft groove 51 on the gas discharge side, and a fool is formed at the intersection of the semicircular axial groove 51 and the semicircular vertical hole groove 53. A hole 54 is formed. In addition, an opening 55 for accommodating the overheated temperature detector 13 (see FIG. 2) is provided in the upper part of the semicircular shaft groove 51.

そこで、開口５５に過昇温度検出器１３を装着してその配線を開口５５から外へと出した上で半割ブロック５０に図３（ａ）に示すガス輸送管１を半円縦孔溝５３に枝管４ｂを嵌合させて位置合わせして半円軸溝５１にガス輸送管本体２を嵌合収納し、残りのミラー反転した半割ブロックを被せて面合わせすることで、伝熱ブロック５にガス輸送管１を嵌装することができる。そして、ねじあるいは溶接により円筒としてこれら半割ブロックが一体化し、これにさらに真空断熱カバー６１を被せてキャップケース６２，６３を真空断熱カバー６１に嵌合することで、図１（ａ）の状態に組み立てることができる。なお、Ｌ字ブラケット１１ａ，１１ｂは、真空断熱カバー６１とキャップケース６２に予め固定されていても、これらに後からねじ固定するようにしてもよい。
これにより、ガス加熱装置１０自体が配管と同様な円筒管構造のブロックとなり、かつ、片支持のシースヒータ７が軸に沿って挿入されたガス輸送管が中心部に設けられることで、ガス加熱装置自体の外径を小さく抑えることができる。さらに、伝熱ブロック５を熱伝導率の高いアルミニュウムあるいは銅等の金属製とすることができるので、配管に容易にインライン形態で結合できるガス加熱装置１０となり、容易にガスを加熱することができる。 Therefore, after the overheated temperature detector 13 is mounted in the opening 55 and the wiring is taken out from the opening 55, the gas transport pipe 1 shown in FIG. 53, the branch pipe 4b is fitted and aligned, the gas transport pipe main body 2 is fitted and accommodated in the semicircular groove 51, and the remaining mirror-reversed half blocks are covered and face-to-face aligned. The gas transport pipe 1 can be fitted to the block 5. Then, these half blocks are integrated as a cylinder by screws or welding, and further covered with a vacuum heat insulating cover 61, and the cap cases 62 and 63 are fitted to the vacuum heat insulating cover 61, whereby the state of FIG. Can be assembled into. The L-shaped brackets 11a and 11b may be fixed to the vacuum heat insulating cover 61 and the cap case 62 in advance, or may be screwed to these later.
Thereby, the gas heating apparatus 10 itself becomes a block having a cylindrical tube structure similar to the pipe, and the gas transport pipe into which the one-piece sheathed heater 7 is inserted along the axis is provided in the center portion, whereby the gas heating apparatus The outer diameter of itself can be suppressed small. Furthermore, since the heat transfer block 5 can be made of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper, the gas heating device 10 can be easily coupled in-line to the pipe, and the gas can be easily heated. .

図５は、半導体処理装置における配管にガス加熱装置を組込んだ半導体処理システムの説明図である
２０は、ＬＰ−ＣＶＤ等の縦型反応炉、２１はガス供給系、２２は排出ガス処理系である。縦型反応炉２０は、堆積棚２０ａにウエハ３０が多数堆積されていて、外側がベルジャ（カバー）２０ｂで覆われ、反応ガス供給路２０ｃが下側側面に形成されている。この反応ガス供給路２０ｃに接続されてガス輸送管路２３が設けられている。
ガス供給系２１からガス輸送管路２３との間にはフィルタ２４が設けられ、フィルタ２４の下流にガス加熱装置１１ｂが挿嵌されている。ガス供給系２１との間のガス輸送管路２５の途中もガス加熱装置１１ａが挿嵌され、これの下流にエアーバルブＡＶが組込まれている。ガス加熱装置１１ａのガス出力ポート２に接続された下流のガス輸送管路は、ガス輸送管路２３を含めて真空断熱管になっている。
ガス供給系２１は、Ｎ2等のキャリアガスシリンダ（ガス供給源），ＮＨ3、モノシラン、ジクロルシランなどの反応ガスガスシリンダ（ガス供給源）、そしてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）、エアーバルブ（ＡＶ）等で構成され、これらのガス供給路がガス輸送管路２３にエアーバルブ（ＡＶ）を介してそれぞれ接続されている。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a semiconductor processing system in which a gas heating device is incorporated in a pipe of the semiconductor processing apparatus. 20 is a vertical reactor such as LP-CVD, 21 is a gas supply system, and 22 is an exhaust gas processing system. It is. In the vertical reactor 20, a large number of wafers 30 are deposited on a deposition shelf 20a, the outside is covered with a bell jar (cover) 20b, and a reaction gas supply path 20c is formed on the lower side surface. A gas transport line 23 is provided connected to the reaction gas supply path 20c.
A filter 24 is provided between the gas supply system 21 and the gas transport line 23, and the gas heating device 11 b is inserted downstream of the filter 24. A gas heating device 11a is also inserted in the middle of the gas transport line 25 between the gas supply system 21 and an air valve AV is incorporated downstream thereof. The downstream gas transport pipe connected to the gas output port 2 of the gas heating device 11 a is a vacuum heat insulating pipe including the gas transport pipe 23.
The gas supply system 21 includes a carrier gas cylinder (gas supply source) such as N2, a reaction gas cylinder (gas supply source) such as NH3, monosilane, and dichlorosilane, a mass flow controller (MFC), an air valve (AV), and the like. These gas supply paths are respectively connected to the gas transport pipeline 23 via an air valve (AV).

制御装置３１は、ガス供給系２１の各ガスシリンダを制御し、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、エアーバルブ（ＡＶ）等を制御するとともに、圧力センサ（図示せず）、ガス累積流量計（図示せず）などから各種の測定値を得る。
さらに、各種の測定値に応じて制御装置３１は、ガス加熱装置１１ａ，１１ｂ，１０ｃ〜１０ｄ（後述）の温度制御をすることができる。なお、ガス加熱装置１１ａ〜１０ｄは、この実施例で説明したガス加熱装置１０である。
また、排出ガス処理系２２は、ガス輸送管路２６で縦型反応炉２０と排気ポンプ２７とが接続され、このガス輸送管路２６にガス加熱装置１０ｃが挿嵌されている。排気ポンプ２２の後ろに形成されるガス輸送管路２８の排出管路を経て排気ガスを無害なガスに処理する除害処理装置２９に至る。排出ガス処理系２２もその各部が制御装置３１に制御される。 The control device 31 controls each gas cylinder of the gas supply system 21 to control a mass flow controller (MFC), an air valve (AV), and the like, as well as a pressure sensor (not shown), a gas cumulative flow meter (not shown). ) To obtain various measured values.
Furthermore, the control device 31 can control the temperatures of the gas heating devices 11a, 11b, 10c to 10d (described later) according to various measurement values. The gas heating devices 11a to 10d are the gas heating device 10 described in this embodiment.
Further, in the exhaust gas treatment system 22, the vertical reactor 20 and the exhaust pump 27 are connected by a gas transport pipe 26, and the gas heating device 10 c is inserted into the gas transport pipe 26. It passes through the exhaust line of the gas transport line 28 formed behind the exhaust pump 22 and reaches a detoxification treatment device 29 for treating the exhaust gas into harmless gas. Each part of the exhaust gas treatment system 22 is also controlled by the control device 31.

排気ポンプ２７には、Ｎ2等の不活性ガスを加熱するためにもう１つガス加熱装置１０ｄがマニホールド３０を介して接続されている。そして、各ガス輸送管路２３〜２６、２８の各管とマニホールド３０もそれぞれ真空断熱管になっている。このガス加熱装置１１ａ〜１０ｄからガス輸送管路、排気ポンプへ供給されるガスは、サイクロン状態で供給される。
これによりガス供給系２１から縦型反応炉２０に導入されるキャリアガスと反応ガスは、２００°ｃ以上の温度のガスとして導入され、縦型反応炉２０から排気されるガスは、ガス輸送管路２６の排出管路では、１７０°以上の温度に保持される。
その結果、縦型反応炉２０でのウエハ３０に対する成膜の均一性と品質の向上を図ることができ、塩化アンモニユム等の不要析出物の排出管路、吸引ポンプ等への付着を排除することができる。
なお、ガス加熱装置１１ａ〜１０ｄは、コールドスポットの生じやすい配管パーツの前段に実装するとよく、それによりコールドスポットの発生を防止することができる。 Another gas heating device 10 d is connected to the exhaust pump 27 via a manifold 30 in order to heat an inert gas such as N 2 . And each pipe | tube of each gas transport pipeline 23-26,28 and the manifold 30 are each a vacuum heat insulation pipe | tube. The gas supplied from the gas heating devices 11a to 10d to the gas transport pipe and the exhaust pump is supplied in a cyclone state.
Thus, the carrier gas and the reaction gas introduced from the gas supply system 21 into the vertical reaction furnace 20 are introduced as a gas having a temperature of 200 ° C. or more, and the gas exhausted from the vertical reaction furnace 20 is converted into a gas transport pipe. In the discharge pipe of the path 26, the temperature is maintained at 170 ° or higher.
As a result, the uniformity and quality of the film formation on the wafer 30 in the vertical reactor 20 can be improved, and the unnecessary deposits such as ammonium chloride are prevented from adhering to the discharge pipe, the suction pump, and the like. Can do.
In addition, the gas heating devices 11a to 10d may be mounted in the front stage of piping parts that are likely to generate cold spots, thereby preventing the occurrence of cold spots.

以上説明してきたが、実施例の伝熱ブロックは、中空部の中心線に沿って円筒を縦割した形状の２つの半円円筒状の半割ブロックを一体化したものであるが、この発明は、伝熱ブロックの円筒を３分割あるいは４分割したものであってもよいことはもちろんである。
また、実施例では、ガス導入管３は、Ｌ字のエルボ管となっているが、これをエルボ管とせずに直管とすれば、ガス排出管４に対して９０°回転させた方向にガス導入口を設定することができる。さらにガス輸送管本体１に外周接続する管継手部２ａに対してマニホールドを介して接続することでガス導入管３は、ガス輸送管本体１と同軸上に配置してガス排出管４と同一方向にすることも可能である。
したがって、この発明は、ガス排出管４のガス排出口とガス導入管３のガス導入口とは任意の方向に設定することができる。
また、実施例では、ガス排出管４は直管となっているが、この発明では、ガス排出管４をガス導入管３と同様にエルボ管としてガス輸送管本体１に外周で接続するようにしてもよい。このようにすれば、シースヒータ７は、ガス輸送管本体１の両端部で支持することが可能になる。
また、実施例では、ガス輸送管本体２の管継手部２ａが伝熱ブロック５からはみ出しているが、伝熱ブロック５をさらに管継手部２ａ方向に延長させてガス導入管３の部分をカバーするように構成してもよいことはもちろんである。 As described above, the heat transfer block according to the embodiment is an integrated unit of two half-cylindrical half blocks, each having a shape obtained by vertically dividing the cylinder along the center line of the hollow portion. Of course, the cylinder of the heat transfer block may be divided into three or four.
In the embodiment, the gas introduction pipe 3 is an L-shaped elbow pipe. However, if the gas introduction pipe 3 is a straight pipe instead of the elbow pipe, the gas introduction pipe 3 is rotated by 90 ° with respect to the gas discharge pipe 4. A gas inlet can be set. Further, the gas introduction pipe 3 is arranged coaxially with the gas transport pipe body 1 and connected in the same direction as the gas discharge pipe 4 by being connected via a manifold to a pipe joint portion 2a which is connected to the gas transport pipe body 1 at the outer periphery. It is also possible to make it.
Therefore, according to the present invention, the gas discharge port of the gas discharge pipe 4 and the gas introduction port of the gas introduction pipe 3 can be set in arbitrary directions.
In the embodiment, the gas discharge pipe 4 is a straight pipe. However, in the present invention, the gas discharge pipe 4 is connected to the gas transport pipe main body 1 on the outer periphery as an elbow pipe in the same manner as the gas introduction pipe 3. May be. In this way, the sheath heater 7 can be supported at both ends of the gas transport pipe body 1.
In the embodiment, the pipe joint portion 2a of the gas transport pipe main body 2 protrudes from the heat transfer block 5, but the heat transfer block 5 is further extended in the direction of the pipe joint portion 2a to cover the gas introduction pipe 3 portion. Of course, you may comprise.

さらに、実施例においては、ガス輸送管の外周外側に配置されるヒースヒータ８は、２本であるが、これは、２本のヒースヒータ８に対して直角方向にさらに２本のヒースヒータを設けてもよく、ヒータの本数は任意である。さらに、ヒータはヒースヒータ等の抵抗発熱体に限定されるものではない。
実施例の伝熱ブロックは、熱伝導率の高いアルミニュウム製の例を挙げているが、その合金製であってもよく、さらにこれは、銅等の金属製あるいはその合金製としてもよい。
また、この発明のガス加熱装置は、半導体処理装置に結合する配管に設ける場合に限定されるものではなく、半導体処理装置と同様なガスや処理液を供給し排出する点では液晶表示装置等の基板処理装置のガス配管にも適用可能でである。
さらに、実施例ではガス加熱装置について説明しているが、この発明は、ガスに限らず、液体を含めた流体の加熱装置として適用できることはもちろんである。 Furthermore, in the embodiment, there are two heat heaters 8 arranged outside the outer periphery of the gas transport pipe. However, even if two heat heaters are further provided in the direction perpendicular to the two heat heaters 8, Well, the number of heaters is arbitrary. Furthermore, the heater is not limited to a resistance heating element such as a heat heater.
The heat transfer block of the embodiment is an example made of aluminum having a high thermal conductivity, but may be made of an alloy thereof, and may be made of a metal such as copper or an alloy thereof.
In addition, the gas heating device of the present invention is not limited to the case where it is provided in a pipe coupled to the semiconductor processing device, but in terms of supplying and discharging the same gas and processing liquid as the semiconductor processing device, such as a liquid crystal display device It can also be applied to gas piping of a substrate processing apparatus.
Furthermore, although the gas heating apparatus is described in the embodiments, the present invention is not limited to the gas and can be applied as a heating apparatus for fluid including liquid.

図１（ａ）は、この発明のガス加熱装置を適用した一実施例の半導体処理装置で使用されるガス加熱装置の説明図、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ横断面図である。FIG. 1A is an explanatory view of a gas heating apparatus used in a semiconductor processing apparatus of one embodiment to which the gas heating apparatus of the present invention is applied, and FIG. . 図２は、ガス加熱装置の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gas heating device. 図３（ａ）は、ガス加熱装置に埋設されたガス輸送管の部分縦断面図、図３（ｂ）は、ガス輸送管本体の軸に沿った縦断面図、図３（ｃ）は、案内孔の中心線に沿った横断面図である。3A is a partial longitudinal sectional view of the gas transport pipe embedded in the gas heating device, FIG. 3B is a longitudinal sectional view along the axis of the gas transport pipe main body, and FIG. It is a cross-sectional view along the center line of the guide hole. 図４は、伝熱ブロックの構造についての説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of the heat transfer block. 図５は、半導体処理装置における配管にガス加熱装置を組込んだ半導体処理システムの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a semiconductor processing system in which a gas heating device is incorporated into piping in the semiconductor processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１…ガス輸送管、２…ガス輸送管本体、２ａ，２ｂ…管継手部、
３…ガス導入管、３ａ，４ａ…配管接続継手部材、
４…ガス排出管、５…伝熱ブロック、
６…ハウジング、７，８…ヒースヒータ、
９…案内孔、１０…ガス加熱装置、１２…センサ棒、
１３…過昇温度検出器、
２０…縦型反応炉、２１…ガス供給系、
２２…排出ガス処理系、２３，２５…ガス輸送管路、
２４…フィルタ、３０…ウエハ、３１…制御装置、
５０…半割ブロック、５１…半円軸溝、
５３…縦孔溝、５４…バカ孔、５５…開口、
６１…真空断熱カバー、６２，６３…キャップケース。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas transport pipe, 2 ... Gas transport pipe main body, 2a, 2b ... Pipe joint part,
3 ... Gas introduction pipe, 3a, 4a ... Pipe connection joint member,
4 ... gas exhaust pipe, 5 ... heat transfer block,
6 ... Housing, 7,8 ... Heath heater,
9 ... guide hole, 10 ... gas heating device, 12 ... sensor rod,
13: Overheating temperature detector,
20 ... Vertical reactor, 21 ... Gas supply system,
22 ... Exhaust gas treatment system, 23,25 ... Gas transport line,
24 ... filter, 30 ... wafer, 31 ... control device,
50 ... Half block, 51 ... Semicircular shaft groove,
53 ... vertical hole groove, 54 ... fool hole, 55 ... opening,
61 ... Vacuum insulation cover, 62, 63 ... Cap case.

Claims (6)

供給される流体を加熱して配管に排出する流体加熱装置において、
一端が閉塞された流体輸送管本体と、
この流体輸送管本体が中心部に設けられた中空部に嵌装された円筒の伝熱ブロックと、
前記流体輸送管本体の内径より小さい外径を有し前記流体輸送管本体と同一材料で被覆され前記閉塞された一端から前記流体輸送管本体の中心軸に沿って前記流体輸送管本体の内部に挿入されかつ前記閉塞された一端で固定された丸棒状の第１のヒータと、
前記閉塞された一端の側の管端部の外周に接続され前記流体輸送管本体に導入する流体を前記外周の接線方向あるいはこれに平行な方向に噴射する流体導入管と、
前記閉塞された一端とは反対側の前記流体輸送管本体の他端に接続された流体排出管と、
前記流体輸送管本体の中心軸に沿って前記伝熱ブロックに埋設された第２のヒータとを備え、
前記流体導入管から導入された流体が前記流体輸送管本体の内壁に沿って旋回する流体加熱装置。 In the fluid heating device that heats the supplied fluid and discharges it to the piping,
A fluid transport pipe body closed at one end;
A cylindrical heat transfer block fitted in a hollow portion provided in the center of the fluid transport pipe body;
An outer diameter smaller than the inner diameter of the fluid transport pipe main body and the same material as the fluid transport pipe main body is covered and closed from the closed end to the inside of the fluid transport pipe main body along the central axis of the fluid transport pipe main body. A round bar-shaped first heater inserted and fixed at the closed end;
A fluid introduction pipe that is connected to the outer periphery of the pipe end portion on the one end side that is closed and that injects the fluid to be introduced into the fluid transport pipe main body in a tangential direction of the outer circumference or in a direction parallel thereto;
A fluid discharge pipe connected to the other end of the fluid transport pipe body opposite to the closed one end;
A second heater embedded in the heat transfer block along the central axis of the fluid transport pipe main body,
A fluid heating apparatus in which a fluid introduced from the fluid introduction pipe swirls along an inner wall of the fluid transport pipe main body. 供給されるガスを加熱して配管に排出するガス加熱装置において、
一端が閉塞されたガス輸送管本体と、
このガス輸送管本体が中心部に設けられた中空部に嵌装された円筒の伝熱ブロックと、
前記ガス輸送管本体の内径より小さい外径を有し前記ガス輸送管本体と同一材料で被覆され前記閉塞された一端から前記ガス輸送管本体の中心軸に沿って前記ガス輸送管本体の内部に挿入されかつ前記閉塞された一端で固定された丸棒状の第１のヒータと、
前記閉塞された一端の側の管端部の外周に接続され前記ガス輸送管本体に導入するガスを前記外周の接線方向あるいはこれに平行な方向に噴射するガス導入管と、
前記閉塞された一端とは反対側の前記ガス輸送管本体の他端に接続されたガス排出管と、
前記ガス輸送管本体の中心軸に沿って前記伝熱ブロックに埋設された第２のヒータとを備え、
前記ガス導入管から導入されたガスが前記ガス輸送管本体の内壁に沿って旋回するガス加熱装置。 In the gas heating device that heats the supplied gas and discharges it to the piping,
A gas transport pipe body with one end closed;
A cylindrical heat transfer block fitted in a hollow portion provided in the center of the gas transport pipe body,
An outer diameter smaller than an inner diameter of the gas transport pipe main body is covered with the same material as the gas transport pipe main body and is closed from the closed end to the inside of the gas transport pipe main body along the central axis of the gas transport pipe main body. A round bar-shaped first heater inserted and fixed at the closed end;
A gas introduction pipe which is connected to the outer periphery of the closed end of the pipe and which is introduced into the gas transport pipe main body in a tangential direction of the outer circumference or in a direction parallel thereto;
A gas discharge pipe connected to the other end of the gas transport pipe body opposite to the closed one end;
A second heater embedded in the heat transfer block along the central axis of the gas transport pipe main body,
A gas heating device in which a gas introduced from the gas introduction pipe swirls along an inner wall of the gas transport pipe main body. 前記伝熱ブロックは、前記中空部の中心線に沿って円筒を縦割した形状のブロックを一体化したものであり、アルミニュウムあるいは銅の金属製あるいはその合金製である請求項２記載のガス加熱装置。   3. The gas heating according to claim 2, wherein the heat transfer block is an integrated block having a shape obtained by vertically dividing a cylinder along the center line of the hollow portion, and is made of aluminum or copper metal or an alloy thereof. apparatus. 前記ガス導入管と前記ガス排出管との端部にはそれぞれ配管接続継手部材あるいは継手が設けられ、前記ガス導入管は、前記伝熱ブロックの円筒の頭部あるいは底部に沿って前記円筒の外周側から前記中空部に向かう直線状の第１の連通管とこれに前記外周側の位置で接続され前記伝熱ブロックの円筒の外周側面の延長線上に沿って設けられた第２の連通管とからなり、前記ガス排出管は、前記ガス輸送管本体の他端に結合された直線状の第３の連通管と前記第１の連通管と平行に設けられた温度センサを挿入する岐管とを有する請求項３記載のガス加熱装置。   Pipe connection joint members or joints are provided at the ends of the gas introduction pipe and the gas discharge pipe, respectively, and the gas introduction pipe extends along the top or bottom of the cylinder of the heat transfer block. A first linear communication pipe that extends from the side toward the hollow portion, and a second communication pipe that is connected to the first communication pipe at a position on the outer peripheral side and provided along an extension line of the outer peripheral side surface of the cylinder of the heat transfer block; The gas discharge pipe includes a straight third communication pipe coupled to the other end of the gas transport pipe main body and a branch pipe into which a temperature sensor provided in parallel with the first communication pipe is inserted. The gas heating device according to claim 3 having 前記伝熱ブロックは、２つの半円柱状のブロックを一体化したものであり、これの外周外側に真空断熱カバーが設けられ、これにより被覆されている請求項４記載のガス加熱装置。   The gas heating device according to claim 4, wherein the heat transfer block is obtained by integrating two semi-cylindrical blocks, and a vacuum heat insulating cover is provided on an outer periphery of the block and covered thereby. 前記請求項２〜５項のいずれか１項記載のガス加熱装置と、このガス加熱装置の前記ガス導入管に接続されキャリアガス、反応ガスあるいは不活性ガスを送出する第１の輸送管と、前記ガス加熱装置の前記ガス排出管に接続され前記キャリアガス、前記反応ガスあるいは前記排気ガスを輸送する第２の輸送管とを有する半導体処理装置。   The gas heating apparatus according to any one of claims 2 to 5, and a first transport pipe connected to the gas introduction pipe of the gas heating apparatus for sending out a carrier gas, a reactive gas or an inert gas, A semiconductor processing apparatus having a second transport pipe connected to the gas exhaust pipe of the gas heating apparatus and transporting the carrier gas, the reaction gas or the exhaust gas.
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