(57)【要約】【課題】温度ムラや熱ストレスを生じさせないで、従来よりも高い温度のクリーンな高温雰囲気を作り出すことができるクリーンオーブンを提供する【解決手段】ヒーター７と送風機６とフィルター８を備え、オーブン内槽４から出た空気をヒーター７で加熱して送風機６によりフィルター８を通してオーブン内槽４へ循環させるクリーンオーブンにおいて、フィルター８として耐熱性の金属で製された金属フィルター８を使用する。好ましくは、金属フィルターとして、耐熱性の金属繊維を焼結したフィルターエレメントと、このエレメントを囲む上記金属繊維と同じ金属のフィルター枠とからなるものを用いる。金属フィルター８は耐熱温度が高いので、その耐熱温度に近い高い高温雰囲気を作り出すことができ、フィルターの上流側で空気を冷却し下流側で再加熱する必要がないので、温度ムラや熱ストレスがなくなり、オーブンの耐久性を向上させることができる。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターと送風機とフィルターを備え、オーブン内槽から出た空気をヒーターで加熱して送風機によりフィルターを通してオーブン内槽へ循環させるクリーンオーブンであって、上記フィルターが耐熱性の金属で製された金属フィルターであることを特徴とするクリーンオーブン。
【請求項２】
金属フィルターが、耐熱性の金属繊維を焼結したフィルターエレメントと、このエレメントを囲む上記金属繊維と同じ金属のフィルター枠とからなるものである請求項１に記載のクリーンオーブン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスや液晶ディスプレイデバイスなどの製造プロセス等に使用されるクリーンオーブンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のクリーンオーブンとして、ヒーターと送風機とフィルターを備え、オーブン内槽から出た空気をヒーターで加熱して送風機によりフィルターを通してオーブン内槽へ循環させるように構成したものが知られている。このクリーンオーブンでは、通常、フィルターとして、二酸化ケイ素繊維でフィルターエレメントを形成した高性能のＨＥＰＡフィルターを使用し、オーブン内槽にクリーンな高温雰囲気を作り出している。けれども、このクリーンオーブンでは、ＨＥＰＡフィルターの耐熱温度（通常３５０℃程度）より高い温度の雰囲気を作り出すことはできない。
【０００３】
そこで、本出願人は、ＨＥＰＡフィルターの上流側に冷却器を設け、オーブン内槽から出てくる空気を一旦冷却してＨＥＰＡフィルターに通し、再びヒーターで加熱してオーブン内槽に循環させることにより、ＨＥＰＡフィルターの耐熱温度より高い温度の雰囲気を作り出すようにしたクリーンオーブンを既に提案した（特許文献１）。
【０００４】
また、フィルター枠をフェライト系特殊耐熱鋼で形成したフィルターを使用して耐熱温度を上げるように図ったクリーンオーブンも提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
更に、クリーンルーム等のエアフィルターの分野では、ＨＥＰＡフィルターから出る微量の有機系ガス等の不純物を除去する目的で、金属製のエアフィルターを使用したフィルター装置も提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】
実公平５−４６２６７号公報（第１頁，図面）
【特許文献２】
特開２０００−３２９４７２号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平６−３０２４８７号公報（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、引用文献１のクリーンオーブンは、ＨＥＰＡフィルターの耐熱温度より高い温度の雰囲気を作り出すことができる反面、冷却と加熱を繰り返すため消費エネルギーが大きくなることは避けられず、また、空気に温度ムラが生じやすいという問題がある。また、使用しているＨＥＰＡフィルターは洗浄して再使用できないため、該フィルターが汚れると使い捨てせざるを得ないという問題もある。
【０００８】
一方、引用文献２のクリーンオーブンは、フィルター枠のみをフェライト系特殊耐熱鋼で形成し、フィルターエレメントを金属で形成していないフィルターを使用するため、はたして耐熱温度を満足に高めることができるものかどうか、大いに疑問が残る。
【０００９】
更に、引用文献３のフィルター装置は、有機系ガス等の不純物を除去することを目的として金属製のフィルターを使用したものであり、耐熱温度を高めることは全く意図していない。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、温度ムラや熱ストレスを生じさせないで、従来のＨＥＰＡフィルターよりも高い温度の雰囲気を作り出すことができるクリーンオーブンを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のクリーンオーブンは、ヒーターと送風機とフィルターを備え、オーブン内槽から出た空気をヒーターで加熱して送風機によりフィルターを通してオーブン内槽へ循環させるクリーンオーブンであって、上記フィルターが耐熱性の金属で製された金属フィルターであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のクリーンオーブンのように、耐熱性の金属で製された金属フィルターを使用すると、金属フィルターそれ自体の耐熱温度が従来のＨＥＰＡフィルターに比べて遥かに高いため、この金属フィルターの耐熱温度に近い高温雰囲気を簡単に作り出すことができ、より耐熱温度の高い金属を選択することによって、更に高温の雰囲気を作り出すことができる。そして、循環させる空気の冷却および再加熱が不要となるため消費エネルギーを少なくでき、また、温度ムラや熱ストレスが生じにくくなり、耐久性も向上する。また、金属フィルターは洗浄して再利用できるため、ＨＥＰＡフィルターのように使い捨てにする無駄をなくすことができる。
【００１３】
本発明のクリーンオーブンでは、金属フィルターとして、耐熱性の金属繊維を焼結したフィルターエレメントと、このエレメントを囲む上記金属繊維と同じ金属のフィルター枠からなるものを使用することが好ましい。
【００１４】
このような金属フィルターを用いると、フィルターエレメントとフィルター枠の金属が同じもので熱膨脹率差がないため、クリーンオーブンの昇温時や降温時に、フィルターエレメントとフィルター枠との間に熱膨脹率差による摩擦が生じて金属微粒子等の塵埃が発生するのを防止することができる。また、フィルターエレメントの金属繊維は焼結されているので、金属繊維同士が接点で摩擦して金属微粒子等の塵埃を発生することもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１６】
図１は本発明に係るクリーンオーブンの一実施形態を示す概略断面図である。
【００１７】
このクリーンオーブンは、図１に示すように、オーブン外壁１を二重壁構造とし、その間に断熱材２を充填して良好な断熱性を付与している。このオーブン外壁１の内部には、仕切壁３によってオーブン内槽４が設けられており、このオーブン内槽４の左右両側の空間部と上側の空間部は空気の循環路５になっている。そして、この循環路５の上側空間部には、送風機６のファンと、抵抗発熱体よりなるヒーター７が取付けられている。
【００１８】
オーブン内槽４の左側の開口部には、耐熱性の金属で製された金属フィルター８が取付けられており、また、オーブン内槽４の右側の仕切壁には多数の通気孔９が形成されている。
【００１９】
この金属フィルター９は、耐熱性の金属繊維を焼結したフィルターエレメントと、このエレメントを囲む上記金属繊維と同じ金属のフィルター枠とからなるもので、フィルターエレメントは、その両側を同じ耐熱性金属の網体で挟んで一体に焼結されており、フィルター枠に溶接してシールされている。なお、溶接に代えて、長繊維耐熱クロス等を用いてフィルターエレメントとフィルター枠をシールしたフィルター９でもよい。
【００２０】
耐熱性の金属としては、ステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）、ハステロイ、インコネル、その他の種々の耐熱金属を使用することができ、例えばＳＵＳ３１６Ｌの金属繊維を焼結したフィルターエレメントと、ＳＵＳ３１６Ｌのフィルター枠からなるフィルターは、それ自体の耐熱温度がおよそ４８０℃程度であり、従来のＨＥＰＡフィルターの耐熱温度（およそ３５０℃）に比べると、遥かに高い耐熱温度を有している。そして、より耐熱性に優れた金属を選択すれば、更に耐熱温度の高いフィルターを製作できることは言うまでもない。
【００２１】
金属フィルター９のエレメントは、波形に褶曲させてフィルター枠に溶接されるが、その場合、金属繊維を焼結したエレメントは濾過性が良く、褶曲させるエレメントの波高（厚み）をＨＥＰＡフィルターの１／５程度まで小さくしても、ほぼ同等の透過風量を確保できるので、フィルターの小型化を図ることも可能である。
【００２２】
金属フィルター９をオーブン内槽４の開口部に取付ける際には、長繊維耐熱クロスを用いることが好ましく、このようにすると、熱膨脹差による金属微粒子等の塵埃の発生や、塵埃の通過を防止できる利点がある。
【００２３】
上記のような構成のクリーンオーブンでは、送風機６のファンを回すと、空気がフィルター８を通ってオーブン内槽４に入り、通気孔９から循環路５に出てヒーター７で加熱され、送風機６によって再び金属フィルター８を通ってオーブン内槽４に循環される。その場合、ヒーター７によって空気は金属フィルター８の耐熱温度近くの高温にまで加熱され、金属フィルター８を通過するときに、空気に含まれる微粒子等の塵埃が効率良く除去されるので、オーブン内槽４の内部はクリーンで従来より遥かに高温の雰囲気となり、従来よりも高温が要求されるワークの熱処理を満足に行うことができる。そして、既述したように、熱膨脹率差に伴う摩擦による金属微粒子などの塵埃の発生を防止することもできる。また、金属フィルター９が汚れると、洗浄して再利用できるため無駄がなく、最終的に廃棄する場合でも、フィルターエレメントとフィルター枠が同じ耐熱金属で形成されているため、廃棄時の分別作業が不要となる。
【００２４】
以上、一実施形態を挙げて本発明のクリーンオーブンを説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば、送風機６とヒーター７の取付位置を逆転させてヒーター７を送風機６の下流側に取付けるなど、種々の設計的変更を許容し得るものである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のクリーンオーブンは、従来のＨＥＰＡフィルターを使用したクリーンオーブンよりも遥かに温度が高いクリーンな高温雰囲気を高いエネルギー効率で作り出すことができ、温度ムラや熱ストレスが生じないので耐久性が向上し、金属フィルターを再利用できるため無駄がなく、最終的に廃棄する場合でも分別作業が不要であり、熱膨脹率差に伴う摩擦によって金属フィルターや取付部分から金属微粒子等の塵埃が発生することもない等、多くの顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーンオーブンの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  オーブン外壁
４  オーブン内槽
５  空気の循環路
６  送風機
７  ヒーター
８  金属フィルター
９  通気孔
【図１】
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