(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス輸送管路に対してインライン形態で結合できかつ小型化が可能なガス加熱装置を提供する。【解決手段】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ガス輸送管本体が嵌合装着されることで、伝熱ブロックを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とすることで効率よくガスを外側から加熱することができる。さらにガス導入管とガス輸送管本体との結合を外周で行うことで、ガス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ガス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。【選択図】図１
2009149948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開２００７−１９０８９号公報
【特許文献２】特開平６−２２１６７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】図２は、ガス加熱装置の縦断面図である。
【図３】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。
【図４】図４は、伝熱ブロックの構造についての説明図である。
【図５】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。
【符号の説明】
【００２４】
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。
【図１】
2009149948.tif 000003
【図２】
2009149948.tif 000004
【図３】
2009149948.tif 000005
【図４】
2009149948.tif 000006
【図５】
2009149948.tif 000007