JPH08501020A - プロセスガス用ガスヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体処理設備に使用されるプロセスガスを加熱するためのヒーター（11）。ヒーター（11）はチャンバ（14）を有しており、チャンバの壁（17、18）はストリップヒ一ター（29）によって加熱され、これにより、チャンバ（14）内を流れるガスは、加熱された壁によって加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】 プロセスガス用ガスヒーター発明の簡単な説明 本発明は一般にプロセスガス用ガスヒーターに関し、より詳細には、プロセス 蒸気およびガスを半導体処理設備の反応チャンバに排出する排出ラインにおいて プロセスガスを加熱するためのヒーターに関する。発明の背景 半導体装置および集積回路の製造プロセスにおいては、温度が正確に制御され たガス形態の化学物質を使用する必要がある。一般にガスは、バブラーのような 源で発生されるが、バブラーでは、液体化学物質にキャリヤーガスが通されキャ リヤーガスと混合した蒸気が形成される。混合物の温度は、反応チャンバに到達 する前に蒸気が凝縮しないように、制御しなければならない。或る従来技術の設 備では、排出ラインを分配加熱要素として使用することによって（すなわち、排 出ラインに電流を通してラインの抵抗加熱を形成することによって）、加熱が達 成される。このような加熱システムには、幾つかの問題点がある。このような加 熱システムは、所要の加熱電流を供給するため、大きな変圧器を必要としている 。加熱された排出ラインは、設備の他の部分と電気絶縁しなければらない。この ようなカップリングは、汚染物の浸入を含む種々の問題を伴う。ラインの熱貯蔵 容量のため、ガスの温度を直接測定しないため、そして、ラインとガスの熱伝達 が小さいため、温度を動的に制御するのは困難である。発明の目的および概要 本発明の一般的な目的は、半導体回路処理設備に使用されるプロセスガスを加 熱するためのヒーターを提供することである。 本発明の別の目的は、半導体回路処理設備で安全に且つ汚染物を浸入させるこ となしにプロセスガスを加熱するためのヒーターを提供することである。 本発明のさらに別の目的は、プロセスガスを制御可能に加熱するためのヒータ ーを提供することである。 本発明のさらに別の目的は、広範囲のガス流にわたってプロセスガスを効果的 に加熱するヒーターを提供することである。 本発明のさらに別の目的は、ガスの温度がガスの流量と無関係に制御されるガ スヒーターを提供することである。 本発明のさらに別の目的は、プロセスガスの温度がより良好な制御で且つ正確 に直接測定されるガスヒーターを提供することである。 本発明の上述の、及びその他の目的は、ガス入口およびガス出口を有するチャ ンバ壁によって構成されるチャンバと、該チャンバ内に設けられ、チャンバ壁と 前記ガス入口から前記ガス出口に流れるガスとの熱交換を増大させるための、そ られ板と、前記チャンバ壁に隣接して設けられ、前記ガス入口と前記ガス出口と の間を流れるガスを加熱するために、前記チャンバ壁を加熱するためのヒーター とを含むことを特徴とするガスヒーターによって達成される。図面の簡単な説明 明細書に組み込まれ明細書の一部を形成する添付図面は本発明の実施例を示し ており、以下の記載とともに、本発明を説明するのに役立つ。 第１図は、第２図の線１−１におけるガスヒーターの断面図である。第２図は 、第１図の線２−２におけるガスヒーターの断面図である。好適な実施例の説明 次に、添付図面に示した本発明の好適な実施例について詳細に説明する。本発 明は好適な実施例に関連して説明されるが、本発明はこの実施例に限定すること を意図したものでないことが理解されよう。一方、本発明は、添付した請求の範 囲に規定した発明の精神および範囲の範囲内に含まれる変形、修正およびこれら の均等物を包含することを意図している。 ヒーターは、第１図および第２図に図示されている。ヒーターは、半導体処理 装置のプロセス供給ラインとの連結用のガス管継手を有する。図示されているよ うに、ヒーター１１は、入口カップリング１２と、出口カップリング１３とを有 する。化学プロセス用ガスがヒーター内を流れ、このガスの温度はヒーター１１ によって維持される。ヒーターは、流線１６で示されるようにガスが流入するチ ャンバ１４を備えている。チャンバ１４は、２つの端キャップ１７Ａ、１８Ａを 有しており、これらの端キャップは、そらせ板１９に溶接されている。そらせ板 １９は、隣接するチャンバ壁１７，１８からの熱伝導を増大させるようにガス流 をそらせ、これにより、ガスと隣接するチャンバ壁１７、１８との間での熱交換 を増大させる。端キャップ１７Ａは、入口カップリング１２に取付けられた管２ １に溶接されている。端キャップｌ８Ａは、出口カップリング１３に取付けられ た管２２に溶接されている。管部分２４と端シール部分２６を備えた継手２３が 管２２に溶接され、設定ねじ２８によって適所に固定することができる熱電対２ ７を受け入れるようになっている。汚染物が溜まるデッドスペースがないように 、溶接は完全溶け込み溶接である。好適には、チャンバの内面は電解研磨されて いる。チャンバ壁１７、１８は、ストリップヒーター２９によって加熱されてい る。 ヒーター組立体は、セラミック等の断熱材料で形成された２個構成型の断熱ハ ウジング３１内に収容されている。ハウジング３１は、孔３２に通された締付け ねじによって保持されている。加熱要素、温度センサ、ヒーターおよびハウジン グは、プロセス配管を乱すことなしに、ねじを緩め断熱ハウジングを取外してヒ ーターと熱電対に接近することによって、交換することができる。 作動の際、プロセスガスは加熱チャンバに入り、そこで容積が増大するため速 度が減少する。そらせ板は乱流を作り出し、加熱表面との熱交換を増大させる。 かくして、ガスは効果的に加熱される。熱電対は、ヒーターの加熱状態を維持す るため、ガスの温度を直接測定する。これにより、ヒーターは、ストリップヒー ターに加えられる電力を制御してプロセスガスの温度を制御するための制御シス テムの一部を形成する。ヒーターおよびセンサの熱量が最小であるという事実を 考えると、温度を迅速かつ正確に制御することができる。 かくして、半導体処理設備の供給ラインに簡単に据え付けることができ且つ不 純物を浸入させないガスヒーターが提供される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年５月２０日 【補正内容】 請求の範囲 １．ガス入口およびガス出口を有するチャンバ壁によって構成されるチャンバと 、 該チャンバ内に設けられ、チャンバ壁と前記ガス入口から前記ガス出口に流れ るガスとの熱交換を増大させるための、そられ板とを含み、該そらせ板が、前記 ガス入口と前記ガス出口とを分離し、かつ、前記チャンバに入るガス流を前記ガ ス入口と前記そらせ板との間のチャンバ壁の方へそらせるための、前記ガス入口 と正反対に設けられた中実部分と、前記ガス入口から前記ガス出口に前記そらせ 板を通してガスを流すための、前記ガス入口から離れて配置された孔開き部分と を有しており、 前記チャンバ壁に隣接して設けられ、前記ガス入口と前記ガス出口との間を流 れるガスを加熱するために、前記チャンバ壁を加熱するためのヒーターと、を含 むことを特徴とするガスヒーター。 ２．前記チャンバが、前記そらせ板に接合された二個構成型の金属部分からなる ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスヒーター。 ３．ヒーターをプロセスガスラインに据え付けることができるように、前記ガス 入口と前記ガス出口は、継手に連結されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載のガスヒーター。 ４．前記ガス出口内に延びた熱電対を受け入れるように形作られたウェルを有す ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスヒーター。 ５．前記ヒーターを包囲する断熱材料で形成されたハウジングを有することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載のガスヒーター。 ６．前記ハウジングが、ヒーターから取外し可能な２つの部分を有することを特 徴とする請求の範囲第５項に記載のガスヒーター。 ７．二個構成型の金属壁とそらせ板とを有するチャンバを含み、前記金属壁の縁 が前記そらせ板に溶接されており、前記そらせ板が、中実部分および孔開き部分 を有しており、 前記金属壁を加熱するために、前記チャンバを取り囲むストリップヒーターと 、 ガスを通し金属壁によって加熱するために、チャンバをプロセスガスラインと 直列に連結するための、前記金属壁の各々に溶接された継手とを含み、 前記そらせ板が前記継手を分離し、前記そらせ板の前記中実部分が、前記継手 の一方を通して前記チャンバに入るガス流をそらせるため、前記継手の前記一方 の正反対に配置されており、前記孔開き部分が、前記そらせ板を通して前記継手 の他方の方へガス流をそらせるため、前記継手から離れて配置されていることを 特徴とするガスヒーター。 ８．前記チャンバとヒーターを包囲する断熱材料で形成されたハウジングを有す ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載のガスヒーター。 【手続補正書】 【提出日】１９９５年４月２７日 【補正内容】 請求の範囲 １．ガス入口およびガス出口を有するチャンバ壁によって構成されるチャンバと 、 該チャンバ内に設けられ、チャンバ壁と前記ガス入口から前記ガス出口に流れ るガスとの熱交換を増大させるための、そられ板とを含み、該そらせ板が、前記 ガス入口と前記ガス出口とを分離し、かつ、前記チャンバに入るガス流を前記ガ ス入口と前記そらせ板との間のチャンバ壁の方へそらせるための、前記ガス入口 と正反対に設けられた中実部分と、前記ガス入口から前記ガス出口に前記そらせ 板を通してガスを流すための、前記ガス入口から離れて配置された孔開き部分と を有しており、 前記チャンバ壁に隣接して設けられ、前記ガス入口と前記ガス出口との間を流 れるガスを加熱するために、前記チャンバ壁を加熱するためのヒーターと、を含 むことを特徴とするガスヒーター。 ２．二個構成型の金属壁とそらせ板とを有するチャンバを含み、前記金属壁の縁 が前記そらせ板に溶接されており、前記そらせ板が、中実部分および孔開き部分 を有しており、 前記金属壁を加熱するために、前記チャンバを取り囲むストリップヒーターと 、 ガスを通し金属壁によって加熱するために、チャンバをプロセスガスラインと 直列に連結するための、前記金属壁の各々に溶接された継手とを含み、 前記そらせ板が前記継手を分離し、前記そらせ板の前記中実部分が、前記継手 の一方を通して前記チャンバに入るガス流をそらせるため、前記継手の前記一方 の正反対に配置されており、前記孔開き部分が、前記そらせ板を通して前記継手 の他方の方へガス流をそらせるため、前記継手から離れて配置されていることを 特徴とするガスヒーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガス入口およびガス出口を有するチャンバ壁によって構成されるチャンバと 、 該チャンバ内に設けられ、チャンバ壁と前記ガス入口から前記ガス出口に流れ るガスとの熱交換を増大させるための、そられ板と、 前記チャンバ壁に隣接して設けられ、前記ガス入口と前記ガス出口との間を流 れるガスを加熱するために、前記チャンバ壁を加熱するためのヒーターと、を含 むことを特徴とするガスヒーター。 ２．前記チャンバが、前記そらせ板に接合された二個構成型の金属部分からなる ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスヒーター。 ３．ヒーターをプロセスガスラインに据え付けることができるように、前記ガス 入口と前記ガス出口は、継手に連結されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載のガスヒーター。 ４．前記ガス出口内に延びた熱電対ウェルを有することを特徴とする請求の範囲 第１項に記載のガスヒーター。 ５．前記ヒーターを包囲する断熱材料で形成されたハウジングを有することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載のガスヒーター。 ６．前記ハウジングが、ヒーターから取外し可能な２つの部分を有することを特 徴とする請求の範囲第５項に記載のガスヒーター。 ７．二個構成型の金属壁とそらせ板とを有するチャンバを含み、前記金属壁の縁 が前記そらせ板に溶接されており、 前記金属壁を加熱するために、前記チャンバを取り囲むストリップヒーターと 、 ガスを通し金属壁によって加熱するために、チャンバをプロセスガスラインと 直列に連結するための、前記金属壁の各々に溶接された継手と、 を含むことを特徴とするガスヒーター。 ８．前記チャンバとヒーターを包囲する断熱材料で形成されたハウジングを有す ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載のガスヒーター。