(57)【要約】【課題】本発明の目的は、輸送配管内を流通する原料ガスの温度を所望の温度に制御するに際し、輸送用配管の半径方向及び流路方向ともに、温度制御精度の均一性を向上させた原料ガスの輸送用配管及び輸送方法を提供することである。【解決手段】輸送用配管１０１は、内側から順に同心円状に配置した内管１０２，中管１０３，外管１０４より成る３重管構造を有し、内管１０２内の第１空間１０５と、内管１０２と中管１０３との間の第２空間１０６と、中管１０３と外管１０４との間の第３空間１０７とは、互いに隔離されている。そして、第１空間１０５，第３空間１０７及び外部配管１１０，１１３経路内は、原料ガス８の温度を制御する熱媒体として流体である窒素Ｎ２（不活性ガス）が循環している。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側から順に同心円状に配置した内管，中管，外管より成る３重管構造を有し、前記内管内の第１空間と、前記内管と前記中管との間の第２空間と、前記中管と前記外管との間の第３空間とは、互いに隔離され、流体を別々に流通させることが可能であることを特徴とする原料ガスの輸送用配管。
【請求項２】
前記内管に流体を導入する第１開口部と、前記内管から流体を排出する第２開口部とを第１外部配管で接続し、前記外管に流体を導入する第３開口部と、前記外管から流体を排出する第４開口部とを第２外部配管で接続し、それらの外部配管経路内に、流体の温度を調節する温度調節手段と、流体を循環させる循環手段とを配置したことを特徴とする請求項１に記載の原料ガスの輸送用配管。
【請求項３】
前記内管は、らせん状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の原料ガスの輸送用配管。
【請求項４】
内側から順に同心円状に配置した内管，中管，外管より成る３重管構造の配管の、互いに隔離された、前記内管内の第１空間と、前記中管と前記外管との間の第３空間とには、前記原料ガスの温度を所望の温度に制御するための熱媒体としての流体を流し、前記内管と前記中管との間の第２空間には、前記原料ガスを流すことを特徴とする原料ガスの輸送方法。
【請求項５】
前記熱媒体としての流体は、窒素Ｎ２であることを特徴とする請求項４に記載の原料ガスの輸送方法。
【請求項６】
前記内管は、らせん状に形成し表面積を増大させ、前記第１空間を流れる前記熱媒体としての流体の前記第２空間を流れる前記原料ガスに対する伝熱効率を向上させたことを特徴とする請求項４に記載の原料ガスの輸送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程中で、薄膜形成などのために使用する原料ガスの輸送用配管及び輸送方法に関し、特に、輸送中の原料ガスが所望の温度に制御可能な原料ガスの輸送用配管及び輸送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程では、薄膜形成などの処理は、原料ガスを処理チャンバ内に供給して行う。このとき、処理チャンバ内に供給する原料ガスの温度が所望の温度に制御されると、形成される薄膜の厚さや組成のばらつきが少なく、良好な成膜が可能となる。このため、原料ガスを処理チャンバまで輸送する輸送用配管内においても、極力、原料ガスが外部温度の影響を受けないように配慮する必要があった。
【０００３】
原料ガスが外部温度の影響を受けないように配慮した従来の原料ガスの輸送用配管の一例として、特開２０００−２５２２７３公報に記載の輸送用配管の断面図を図２に示す。両端に配置した開閉バルブＶ１，Ｖ２間を接続する輸送用配管１は、内側から順に同心円状に配置した内管２と外管３より成る２重管構造を有し、内管２内の第１空間４と、内管２と外管３との間の第２空間５とは互いに隔離されている。また、外管３に設けられた開口部６は、真空ポンプ７に接続されている。
【０００４】
この輸送用配管１を用いた原料ガスの輸送方法は、輸送用配管１の両端の開閉バルブＶ１，Ｖ２を開状態にして、内管２内の第１空間４に原料ガス８を流す。このとき、第２空間５は、真空ポンプ７を用いて真空状態としておく。こうすることで、第２空間５が断熱層の役目をし、第１空間４を流れる原料ガス８は外部温度の影響を受けにくくなっている。
【０００５】
さらに、原料ガス８の温度が外部温度の影響を受けにくくするだけに留まらず、内管２の外壁近傍（第２空間５）にヒータ（図示せず）などを配設し、原料ガス８に伝熱作用による温度制御を施す構成のものもある。しかしながら、局所的にヒータ（図示せず）を配置した伝熱作用による温度制御では、輸送用配管１内を一定の速さで流れる原料ガス８に対して、温度制御精度の均一性と言う点で充分とは言えなかった。また、最近、要求される薄膜特性は、益々、厳しいものとなっており、原料ガス８の温度制御精度をさらに向上させる工夫が必要となってきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、原料ガスが外部温度の影響を受けないように配慮した従来の輸送用配管は、内管と外管とから成る２重管構造とし、内管と外管との間の空間を断熱層（真空）としたり、さらには、内管の外壁近傍にヒータを配置して、原料ガスに伝熱作用による温度制御を施していた。しかしながら、原料ガスの温度制御精度のさらなる向上のためには、断熱層による外部温度の遮断だけでは不充分であり、また、局所的にヒータなどを配置した伝熱作用による温度制御では、温度制御精度の均一性と言う点で充分とは言えなかった。
【０００７】
本発明の目的は、輸送配管内を流れる原料ガスの温度を所望の温度に制御するに際し、輸送用配管の半径方向及び原料ガスの流路方向ともに、温度制御精度の均一性を向上させた原料ガスの輸送用配管及び輸送方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の原料ガスの輸送用配管は、内側から順に同心円状に配置した内管，中管，外管より成る３重管構造を有し、内管内の第１空間と、内管と中管との間の第２空間と、中管と外管との間の第３空間とは、互いに隔離され、流体を別々に流通させることが可能であることを特徴とする原料ガスの輸送用配管である。
【０００９】
本発明の原料ガスの輸送方法は、内側から順に同心円状に配置した内管，中管，外管より成る３重管構造の配管の、互いに隔離された、内管内の第１空間と、中管と外管との間の第３空間とには、原料ガスの温度を所望の温度に制御するための熱媒体としての流体を流し、内管と中管との間の第２空間には、原料ガスを流すことを特徴とする原料ガスの輸送方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の原料ガスの輸送用配管の一例の断面図を図１に示す。尚、図２と同一部分には同一符号を付す。両端に配置した開閉バルブＶ１，Ｖ２間を接続する輸送用配管１０１は、内側から順に同心円状に配置した内管１０２，中管１０３，外管１０４より成る３重管構造を有し、内管１０２内の第１空間１０５と、内管１０２と中管１０３との間の第２空間１０６と、中管１０３と外管１０４との間の第３空間１０７とは、互いに隔離されている。そして、内管１０２の一端に設けた第１開口部１０８と、その他端に設けた第２開口部１０９とは、第１外部配管１１０で接続してあり、外管１０４の一端に設けた第３開口部１１１と、その他端に設けた第４開口部１１２とは、第２外部配管１１３で接続してあり、第１空間１０５，第３空間１０７，外部配管１１０，１１３経路内には、原料ガス８の温度を制御する熱媒体としての流体である窒素Ｎ２（不活性ガス）が充填してある。また、その外部配管１１０，１１３経路の途中には、窒素Ｎ２の温度を所望の温度に調節可能な温度調節器１１４と、窒素Ｎ２を循環させる循環ポンプ１１５が配置してある。
【００１１】
この原料ガスの輸送用配管１０１を用いた原料ガス８の輸送方法は、輸送用配管１０１の両端の開閉バルブＶ１，Ｖ２を開状態にして、第２空間１０６に原料ガス８を流す。このとき、第１空間１０５と第３空間１０７には、伝熱作用により原料ガス８の温度を所望の温度に制御する温度に調節した熱媒体としての窒素Ｎ２を循環させる。このようにすると、第２空間１０６を流れる原料ガス８は、内側の第１空間１０５を流れる窒素Ｎ２と、外側の第３空間１０７を流れる窒素Ｎ２とにより、両管面全体からの均一な熱伝導作用により流路全体に亘って温度制御されるため、輸送用配管１０１の半径方向及び原料ガス８の流路方向ともに、温度制御精度の均一性を向上させることができる。
【００１２】
尚、上記では内管１０２の形状をストレート形状としたが、その表面積をさらに大きくして、原料ガス８との伝熱効率を向上させるため、例えば、らせん形に形成したり、管径が緩やかに太ったり細ったりする凹凸形状としてもよい。また、ここでは、熱媒体としての流体を不活性ガスである窒素Ｎ２を用いて説明したが、特に、これに限るものではなく、熱媒体として利用できる気体または液体であれば何でもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の原料ガスの輸送用配管及び輸送方法によれば、内管，中管，外管から成る３重管構造の配管を用いて、内管と中管の間の空間を流れる原料ガスを、内管内と、中管と外管との間の空間を流れる熱媒体としての流体により、両管面全体から均一に熱伝導作用により流路全体に亘って温度制御するため、輸送用配管の半径方向及び原料ガスの流路方向ともに、温度制御精度の均一性を向上させることができる。また、熱媒体としての流体の温度を調節する温度調節手段と、循環手段とを備えると温度制御精度の維持に好適である。また、内管の形状をらせん形に形成すると熱伝導のための面積が増大して伝熱効率がよい。また、熱媒体として窒素Ｎ２などの不活性ガスを用いると無害でよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原料ガスの輸送用配管の一例の断面図
【図２】従来の原料ガスの輸送用配管の断面図
【符号の説明】
１　従来の輸送用配管
２　内管
３　外管
４　第１空間
５　第２空間
６　開口部
７　真空ポンプ
８　原料ガス
１０１　本発明の輸送用配管
１０２　内管
１０３　中管
１０４　外管
１０５　第１空間
１０６　第２空間
１０７　第３空間
１０８　第１開口部
１０９　第２開口部
１１０　第１外部配管
１１１　第３開口部
１１２　第４開口部
１１３　第２外部配管
１１４　温度調節器
１１５　循環ポンプ
Ｖ１，Ｖ２　開閉バルブ
【図１】
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【図２】
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