JP3917254B2 - 流体加熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプヒータを加熱源とする流体加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハを洗浄するいわゆるＲＣＡ洗浄工程においては、例えば、アンモニア過水による洗浄によって有機物およびパーティクルが除去され、また、塩酸過水による洗浄によって金属イオンが除去される。
【０００３】
上記洗浄処理においては、洗浄液である上記アンモニア過水、塩酸過水等を例えば８０℃前後程度まで加熱する必要があり、そのため、上記洗浄液を流通させながら加熱する流体加熱装置が実用されている。
【０００４】
この流体加熱装置は、ランプヒータを収容した光透過性材料からなる内管と、該内管の外周面を包囲する態様で設けた外管とによって被加熱流体の流通空間を画成し、前記流通空間を流通する被加熱流体を前記ランプヒータの輻射熱によって加熱するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ランプヒータを収容する内管は、光透過性、耐熱性等を有する必要があるため、一般に石英ガラスで形成される。
【０００６】
しかし、上記石英ガラスは、ＫＯＨ溶液，ＮａＯＨ溶液で代表される強アルカリ薬液や、フッ酸、リン酸等によって溶解され易く、そのため、この石英ガラスで内管を形成した加熱装置は、上記強アルカリ薬液やフッ酸、リン酸等の薬液の加熱に適用することができなかった。
【０００７】
本発明の目的は、かかる状況に鑑み、ランプヒータを収容する内管が薬液によって侵されるのを防止することができる流体加熱装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ランプヒータを収容した光透過性材料からなる内管と、該内管の外周面を包囲する態様で設けた外管とによって被加熱流体の流通空間を画成し、前記流通空間を流通する被加熱流体を前記ランプヒータの輻射熱によって加熱する流体加熱装置において、前記内管の外周面および端部端面と、前記内管の端部に設置した蓋体の外面とを光透過性、耐熱性および耐薬品性を有する被膜で覆い、この被膜によって内管が薬液によって侵されるのを防止するようにしている。
【０００９】
前記被膜は、例えば、前記内管の外周面に被せた熱収縮性チューブを熱収縮させて形成される。そして、上記熱収縮性チューブとしては、例えば、フッ素樹脂製のチューブが使用される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に関わる流体加熱装置の基本的な構成を概念的に示すものであり、この流体加熱装置は、内管１と、該内管１の外周面を包囲する態様で設けた外管２と、上記内管１に収容したランプヒータたるハロゲンランプ３とを備えている。
【００１１】
上記内管１は、光透過性および耐熱性等を有する材料、例えば、石英ガラスで形成してあり、また、外管２は耐熱性および耐薬品性を有する材料、例えば、フッ素樹脂で形成してある。
【００１２】
内管１は、外管２の両側壁を貫通する態様で設けてあり、その左右の貫通部を耐圧性、耐熱性および耐薬品性を有したＯリング４もしくはリップシール材によってシールしてある。
【００１３】
内管１の外周面および外管２の内周面は、被加熱流体の流通空間５を画成している。そして、外管２の一端部および他端部には、この流通空間５の入口６および出口７をそれぞれ設けてある。
【００１４】
内管１の外周面は、光透過性、耐熱性および耐薬品性を有した被膜８で覆ってある。この被膜８は、例えば、内管１の外周面に塗布した液状のフッ素樹脂を乾燥固化することによって形成することができる。
【００１５】
この被膜８を、別の手法で形成することも可能である。すなわち、図２に示すように、内管１の外周面に例えばフッ素樹脂からなる熱収縮性チューブ９を被せる。そして、チューブ９を熱風等で加熱すれば、該チューブ９が収縮して内管１の外周面に接着され、その結果、上記光透過性、耐熱性および耐薬品性を有した被膜８が内管１の外周面に形成される。
【００１６】
上記熱収縮性チューブ９を用いる被膜形成方法によれば、ピンホールが無くかつ厚さの均一な被膜８を低コストで容易に形成することができる。
【００１７】
上記ハロゲンランプ３は、図１および同図のＡ−Ａ断面図である図３に示すように、隣接する一対の透明石英ガラス管１０と、これらのガラス管１０内にそれぞれ配したフィラメント１１、各ガラス管１０の一端部相互を連結するセラミックべース１２と、各ガラス管１０の他端部相互を連結するセラミックべース１３とを備えている。
【００１８】
セラミックべース１２においては、上記各フィラメント１１の一端にそれぞれ接続された一対のリード線１４が導出され、また、セラミックべース１３においては、上記各フィラメント１１の他端相互が接続されている。つまり、このハロゲンランプ３は、一端側にリード線１４を設けたいわゆるシングルエンド構造を有する。
【００１９】
ハロゲンランプ３の各石英ガラス管１０内には、窒素、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスと微量のハロゲンガスが封入されている。したがって、上記各リード線１４間に所定の電圧を印加すれば、いわゆるハロゲンサイクル作用によって長期間、安定に各フィラメント１１が発光および発熱する。なお、このハロゲンランプ３には、例えば、３ＫＷのものが使用される。
【００２０】
図１に示すように、前記流通空間５の入口６と出口７間には、ポンプ１５、被加熱流体たる薬液を収容した処理槽１６およびフィルタ１７が介在されており、したがって、上記ポンプ１５の運転に伴って処理槽１６内の薬液が前記入口６を介して前記流通空間５に流入する。
【００２１】
薬液は、その後、流通空間５を流通するが、その際、内管１および被膜８を透過した前記ハロゲンランプ３の輻射熱によって加熱される。そして、加熱処理された薬液は、上記流通空間５の出口７から流出した後、フィルタ１７を通って処理槽１６に戻される。
【００２２】
処理槽１６内の薬液の温度は、温度センサ１８によって検出されてコントローラ１９に加えられる。そこで、コントローラ１９は、上記温度センサ１８の出力に基づき、処理槽１６内の薬液の温度が所定の目標温度に維持されるようにハロゲンランプ３への供給電力を制御する。
【００２３】
なお、上記処理槽１６では、上記温度管理された薬液による所定の処理（例えば、洗浄処理）が実行される。
【００２４】
ところで、上記内管１の外周面に形成した被膜８は、上記薬液がこの内管１に接触するのを防止するので、上記薬液がＫＯＨ溶液，ＮａＯＨ溶液で代表される強アルカリ薬液や、フッ酸、リン酸等の薬液であっても、上記石英ガラスからなる内管１が該薬液によって溶解される虞はない。
【００２５】
したがって、上記実施形態に係る流体加熱装置は、上記強アルカリ薬液や、フッ酸、リン酸等の薬液の加熱にも適用することができる。
【００２６】
なお、半導体製造プロセスで使用される上記薬液としては、前記ＲＣＡ洗浄に用いられるアンモニア過水および塩酸過水、窒化膜除去液であるリン酸、レジスト剥離液である硫酸過水等がある。また、他の分野で使用される薬液としては、メッキ処理液等がある。
【００２７】
図１における内管１の右端部は、外管２の側壁を貫通しているが、図４に示す実施形態においては、外管２の側壁の内面に凹部２ａを形成して、この凹部２ａに内管１の右端部を嵌合させている。
【００２８】
この場合、上記凹部２ａ内に侵入してきた薬液が内管１の右端部端面等に接触する虞れがあるので、該内管１の右端部に該内管１と同材質の蓋体１ａを嵌合溶接して、この蓋体１ａの外面および内管１の右端部端面にも前記被膜８を形成する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明においては、被加熱流体が内管に接触するのを防止するべく、内管の外周面および端部端面と、前記内管の端部に設置した蓋体の外面とを光透過性、耐熱性および耐薬品性を有する皮膜で覆ってあるので、内管が被加熱流体に侵されて溶解するという不都合が発生せず、その結果、例えば内管の材料として石英ガラスが用いられている場合でも、ＫＯＨ溶液、ＮａＯＨ溶液で代表される強アルカリ薬液や、フッ酸、リン酸等の薬液の加熱が可能になる。つまり、加熱可能な被加熱流体の範囲が大幅に拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本的な構成を概念的に示す縦断面図。
【図２】 熱収縮性チューブによる被膜の形成手法を示す概念図。
【図３】 図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】 本発明の具体的な実施形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
１ 内管、
２ 外管、
３ ハロゲンランプ、
４ Ｏリング、
５ 流通空間、
６ 入口、
７ 出口、
８ 被膜、
９ 熱収縮性チューブ、
１５ ポンプ、
１６ 処理槽、
１８ 温度センサ。
Claims (3)
- ランプヒータを収容した光透過性材料からなる内管と、該内管の外周面を包囲する態様で設けた外管とによって被加熱流体の流通空間を画成し、前記流通空間を流通する被加熱流体を前記ランプヒータの輻射熱によって加熱する流体加熱装置において、
前記内管の外周面および端部端面と、前記内管の端部に設置した蓋体の外面とを光透過性、耐熱性および耐薬品性を有する被膜で覆ったことを特徴とする流体加熱装置。 - 前記被膜は、前記内管の外周面に被せた熱収縮性チューブを熱収縮させて形成される請求項１に記載の流体加熱装置。
- 前記熱収縮性チューブは、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項２に記載の流体加熱装置。
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