JPH07294000A

JPH07294000A - 純水加熱装置

Info

Publication number: JPH07294000A
Application number: JP11051994A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Harada; 宙幸原田; Eisuke Sato; 栄祐佐藤; Yoshinori Kajiyama; 吉則梶山
Original assignee: Mitsubishi Corp; Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Corp; Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体製造において洗浄に使用する純水を加
熱する装置として、破壊されやすい石英ガラスを用いる
ことなく、安全性、信頼性の高い装置を提供する。【構成】加熱用容器の一端側に純水流入口を、他端側
に温純水流出口を形成し、かつ加熱用容器内に、ヒータ
を伝熱体で被覆してなる加熱部材を設け、その加熱部材
における純水と接する部分を、ステンレス鋼を基材とし
かつ表面に安定な不働態皮膜を形成した構成とした。ま
た加熱用容器の純水と接する部分もステンレス鋼表面に
不働態皮膜を形成した構成とする。あるいは、前記加熱
部材における純水と接する部分を、金属材料を基材とし
その表面にＰＥＥＫ樹脂を被覆した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、純水を所定の温度に
加熱するための装置に関し、特に半導体製造工程におい
てシリコンウエハ等の洗浄のために用いる温純水を得る
ための純水加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように半導体製造工程においては
汚染が大敵であり、そのため半導体製造における種々の
段階でシリコンウエハの表面等を洗浄する工程が実施さ
れている。半導体製造における洗浄工程では、洗浄の目
的によっては純水のみを用いて洗浄することもあるが、
通常は有機物汚染やパーティクル汚染、重金属汚染など
の除去あるいは自然酸化膜の除去などを目的として、硫
酸と過酸化水素水との混液、アンモニア水と過酸化水素
水との混液、塩酸と過酸化水素水との混液、あるいは希
フッ酸水溶液などの洗浄薬液を用いて洗浄した後、これ
らの洗浄薬液を洗い流すために純水で洗浄することが多
い。このような洗浄薬液を用いた洗浄工程においては、
純水洗浄が不充分であれば、洗浄薬液に由来する硫酸基
や硝酸基などがシリコンウエハの表面等に残り、半導体
製品における不良発生の原因となってしまうから、純水
洗浄による洗浄薬液の除去は完全になされなければなら
ない。

【０００３】ところで水は全ての物質をたとえわずかと
いえども溶解させる能力を有しており、前述のような純
水洗浄もこのような水の溶解能力を利用している。水の
溶解能力は一般に水の温度が高くなるほど大きくなり、
そこで半導体製造における洗浄工程でも温純水を用いる
のが一般的である。その場合、純水を加熱して温純水を
得るための装置、すなわち純水加熱装置を半導体製造ラ
インに設置しておく必要がある。

【０００４】半導体製造ラインで用いられる純水加熱装
置は、一般に電気ヒータを用いて純水を加熱するのが通
常である。このような純水加熱装置においては、前述の
ように純水、特に高温の純水が全ての物質に対して溶解
能力を有していることから、その溶解能力によって純水
製造装置の構成材料が純水に溶解されてしまい、その純
水加熱装置を経て供給される温純水が逆に汚染源となっ
てしまうおれがある。したがって純水加熱装置の構成材
料としては、温純水に対し難溶性であることが重要であ
り、またこのほか、ヒータによって加熱するところから
耐熱性を有することも必要である。

【０００５】従来の純水加熱装置においては、純水と接
する部分、特にヒータを含む加熱部材の構成材料として
金属材料を用いた場合、その金属材料が重金属汚染源と
なるおそれがあることから、金属材料を使用することは
回避しており、一般には加熱部材における純水と接する
側の部分に石英ガラスを使用するのが通常であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の半
導体製造ラインの純水加熱装置においては、加熱部材に
石英ガラスを用いるのが通常であったが、石英ガラスは
一般の金属材料等と比較して強度、特に靭性が低いた
め、圧力変動や機械的衝撃、熱勾配、熱衝撃、熱歪等に
よって破壊しやすい欠点がある。このように石英ガラス
からなる加熱部材の破壊が生じれば、高温の純水が飛散
して周辺の配管部品や電気部品に多大な被害を与えるだ
けではなく、近辺の作業者にも危険をもたらし、さらに
は製造工程中の製品に対しても悪影響を与えるなど、深
刻な事態を招くおそれがある。そこで従来の純水加熱装
置においては、このような加熱部材の石英ガラスの破壊
に対する充分な対策を講じることが望まれているが、現
在までに充分な破壊防止技術は確立されておらず、また
その対策を講じるために大幅なコスト増大を招くという
新たな問題もあった。

【０００７】さらに、最近のシリコンウエハの大口径化
に伴なって洗浄用の温純水も大量に使用されるようにな
り、そのため純水加熱装置も大型化することが望まれて
いるが、石英ガラスを用いた加熱部材を大型化すれば、
加熱部材の耐圧性能が低下してしまうため、前述のよう
な破壊が一層生じやすくなってしまい、そのため大型化
に対応することができないという問題もある。そしてま
た、石英ガラスを用いた加熱部材を有する純水加熱装置
は、輸送時における石英ガラスの破壊を避けるため、石
英ガラスの部分のみを特別に梱包し、現地で組立てるな
どの輸送上の特別の配慮も必要となるなどの問題もあっ
た。

【０００８】なお温純水配管については従来からＰＦＫ
やＰＥＥＫで代表される樹脂が用いられており、これら
の樹脂は汚染源とならないことが知られている。そこで
これらの樹脂からなるパイプを用いて、その外側から内
部の純水を加熱するようにした純水加熱装置も提案され
ている。しかしながらこれらの樹脂は石英ガラスと比較
して伝熱特性が劣るため、加熱効率が悪く、また耐熱性
も低いため加熱装置としての信頼性に欠け、さらには余
り高い温度で加熱することができないため、広い伝熱面
積が必要となり、そのため加熱部材に用いる樹脂パイプ
の長さを著しく長くせざるを得ないなどの問題があり、
したがって樹脂パイプを用いて実用的でかつ信頼性の高
い純水加熱装置を実現することは困難であった。

【０００９】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たものであり、石英ガスラを全く使用せず、信頼性、安
全性が高く、かつ大型化が容易でしかも輸送、取扱いも
容易な純水加熱装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】半導体製造においては、
重金属汚染はリーク電流増大等の原因となり、そのため
種々の汚染のうちでも特に避けなければならない汚染と
して重視されている。そして従来の半導体製造工程の配
管等としては、重金属汚染の発生を防止するため、金属
性材料を可及的に用いない方向で技術開発がなされてい
る。しかしながら一般に半導体製造における汚染は、そ
の汚染物質の濃度がある程度以下であれば汚染の悪影響
がほとんど生じなくなり、汚染として認める必要がなく
なる。重金属汚染の場合も汚染物質の濃度が単位面積当
り１０¹⁰原子／ｃｍ²以下であれば汚染の悪影響は実質
的に認められない。したがって金属であっても、温純水
に対する金属の溶出量をある程度以下に抑えることが可
能であれば、たとえ純水加熱装置の加熱部材にその金属
を用いても実質的に重金属汚染源とはならない。一方金
属材料は、石英ガラスと比較して格段に高強度、高靭性
を有しており、そのため金属材料を純水加熱装置の加熱
部に使用できれば、石英ガラスを用いた従来の装置と比
較して、格段に信頼性、安全性を高めることができ、か
つ取扱い性、輸送性を改善することができ、また大型化
も容易となる。

【００１１】そこで本発明者等が鋭意実験・検討を重ね
た結果、金属材料のうちでも特にステンレス鋼を基材と
し、その表面に不働態皮膜を形成した場合には、温純水
に対する金属の溶出量を極端に低く抑えることができ、
そのため純水加熱装置の加熱部材に使用できることを見
出した。また同時に、加熱部材としては金属を用いて
も、その表面にＰＥＥＫ樹脂を被覆しておけば汚染を最
少限に抑えることができることを見出した。

【００１２】したがって本願の請求項１の発明の純水加
熱装置は、加熱用容器の一端側に純水流入口が形成され
るとともに他端側に温純水流出口が形成されており、か
つ前記加熱用容器内に、ヒータを伝熱体で被覆してなる
加熱部材が設けられており、前記加熱部材における容器
内の純水に接する部分が、ステンレス鋼を基材としかつ
その表面に不働態皮膜を形成した構成とされていること
を特徴とするものである。

【００１３】また請求項２の発明の純水加熱装置は、請
求項１に記載の純水加熱装置において、さらに前記加熱
用容器が、ステンレス鋼を基材としかつ少なくとも純水
に接する側の表面に不働態皮膜を形成した構成とされて
いるものである。

【００１４】さらに請求項３の発明の純水加熱装置は、
請求項１に記載の純水加熱装置において、前記加熱容器
の上部に、ガス排出管に連通されるガス抜き口が形成さ
れており、このガス抜き口からガス排出管に至る流路に
疎水性フィルタが設けられているものである。

【００１５】さらに請求項４の発明の純水加熱装置は、
請求項２に記載の純水加熱装置において、前記加熱用容
器の純水流入口および／または温純水流出口に、流路配
管としての樹脂パイプを接続具を用いて接続するための
接続部構造として、前記純水流入口および／または温純
水流出口の部分において加熱用容器から管状部が一体に
突出されて、その管状部の外周面に雄ネジ部が形成され
るとともに、その雄ネジ部よりも先端側の部分は平滑な
外周面を有する被挿入管部とされ、一方前記樹脂パイプ
の先端部分は樹脂パイプ本体部分よりも拡径されて前記
管状部の被挿入管部に外挿されるフレア部とされ、さら
に前記接続具は、全体として中空筒状をなすように作ら
れており、かつその接続具の先端部内周面に前記雄ネジ
部に螺合する雌ネジ部が形成されるとともに、接続具の
基端には内側へ向って突出する内側環状突部が形成され
ており、かつその内側環状突部と雌ネジ部との間は、前
記樹脂パイプのフレア部を取囲む包囲部とされているこ
とを特徴とするものである。

【００１６】そしてまた請求項５の発明の純水加熱装置
は、加熱用容器の一端側に純水流入口が形成されるとと
もに他端側に温純水流出口が形成され、かつ前記加熱用
容器内に、ヒータを伝熱体で被覆してなる加熱部材が設
けられており、前記加熱部材における容器内の純水に接
する部分が、金属材料を基材としかつその表面をポリエ
ーテル・エーテル・ケトン樹脂で被覆した構成とされて
いることを特徴とするものである。

【００１７】さらに請求項６の発明の純水加熱装置は、
請求項５に記載の純水加熱装置において、さらに前記加
熱用容器が樹脂によって形成されているものである。

【００１８】

【作用】この発明の純水加熱装置においては、純水流入
口から加熱用容器内に流入した純水は、加熱部材によっ
て加熱されて所定の温度の温純水となり、温純水流出口
から流出して、半導体製造における洗浄に供される。こ
こで、請求項１の発明の場合、加熱部材における容器内
の純水に接する部分が、ステンレス鋼を基材とし、その
表面に不働態皮膜を形成した構成とされており、このよ
うなステンレス鋼表面の不働態皮膜は化学的に極めて安
定で、温純水に対する金属の溶出量はきわめて少なく、
したがって加熱部材が重金属汚染源となることを確実に
防止できる。

【００１９】また請求項２の発明の場合、加熱用容器が
前記同様にステンレス鋼を基材とし、かつ純水に接する
側の面に不働態皮膜を形成した構成とされており、した
がってこの場合は加熱用容器が重金属汚染源となること
も確実に防止される。

【００２０】なおここで、ステンレス鋼表面に不働態皮
膜を形成するための手段としては種々の方法があるが、
この発明の場合、ステンレス鋼表面に酸化性雰囲気中で
高温酸化処理するか、あるいは同様に酸化性雰囲気中で
高温酸化処理した後さらに酸液によりウエットエッチン
グ処理を施すことが望ましく、これらの手段によれば、
温純水に対する溶出量の極めて少ない安定な不働態皮膜
を形成することができる。

【００２１】一方請求項３の発明の場合、加熱用容器の
上部にガス抜き口を設けかつそのガス抜き口から外部の
ガス排出管に至る流路に疎水性フィルタを設けているた
め、純水の加熱によって発生する気泡（特に窒素ガス気
泡）を効果的に除去することができる。すなわち一般に
純水は空気が混入しないように窒素ガスが封入されてお
り、室温の純水には、室温での飽和量の窒素が溶解して
いる。そのため純水を加熱用容器内で加熱すれば温度上
昇に伴なって窒素ガス気泡が発生し、そのためこのガス
を抜かなければ、加熱用容器内の純水液位が下がって純
水を有効に加熱できなくなったり、温純水流出口から流
出する温純水に気泡が混入したりしてしまう。これを防
止するためには加熱用容器の上部にガス排出管に連通す
るガス抜き口を設けておけば良いが、単にガス抜き口を
設けただけでは、その部分から温純水が流出してしま
う。そこで水を弾く性質、すなわち疎水性フイルタを設
けておくことによって、純水は流出させずに気泡による
ガスのみを流出させることができる。

【００２２】さらに請求項４の発明は、請求項２で規定
したように加熱用容器がステンレス鋼で作られている場
合において、純水、温純水の配管としてＰＦＡ等の樹脂
パイプを用いた場合の配管接続部構造について規定した
ものであるが、請求項４の発明の構成によれば、既設の
半導体製造設備における樹脂パイプからなる純水配管に
簡単にこの発明の純水加熱装置を組込むことができる。

【００２３】一方請求項５の発明の場合は、加熱部材に
おける容器内の純水に接する部分が、金属材料を基材と
し、その表面をＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケ
トン）樹脂によって被覆した構成とされており、このＰ
ＥＥＫは温純水に対して安定で溶出量も極めて少なく、
汚染源となるおそれが少なく、しかもそのＰＥＥＫ樹脂
は単に表面を被覆した薄層であるため、発熱体から純水
までの熱伝導性を阻害するおそれも少ない。

【００２４】そしてまた請求項６の発明の場合、加熱用
容器がＰＥＥＫ等の樹脂で形成されており、この場合も
加熱用容器内面が汚染源となるおそれが少ない。

【００２５】

【実施例】図１にこの発明の第１の実施例の純水加熱装
置の要部すなわち加熱部１の構成を示し、図２に第１の
実施例の純水加熱装置の全体構成を示す。

【００２６】図１において、加熱部１は、有底中空円筒
状をなす加熱用容器３と、その加熱用容器３の内側に上
方から挿入された加熱部材５とを有する構成とされてい
る。前記加熱用容器３は、ステンレス鋼からなるもので
あり、その内面３Ａには不働態皮膜が形成されている。
また加熱用容器３の底部には純水流入口７が形成され、
また加熱用容器３の周壁部上端近くには温純水流出口９
が形成されている。そして純水流入口７は後述する純水
流入側の配管流路が配管接続部２３を介して接続され、
また温純水流出口９は後述する温純水流出側の配管流路
に配管接続部２４を介して接続されている。

【００２７】前記加熱部材５は、全体としてＵ字形状を
なす抵抗発熱体等のヒータ１１をアルミニウム鋳物等の
良熱伝導性の金属からなる円柱状の伝熱体１３中に埋込
み、かつその伝熱体１３をステンレス鋼からなる有底の
保護管１５内に嵌め込んだものであり、このステンレス
鋼からなる保護管１５の外表面１５Ａにも不働態皮膜が
形成されている。そして保護管１５の外面と加熱用容器
３の内面との間が加熱対象の純水が流通する加熱室１７
となっている。なおこの加熱室１７の上端は、保護管１
５の上端のフランジ部１５Ｂによって閉じられている。

【００２８】さらに加熱室１７の上部には、加熱用容器
３の外側から熱電対等の温度センサ１９が差し込まれて
おり、また前記伝熱体１３にも、保護管１５に接する側
の位置に温度センサ２０が埋込まれている。前記温度セ
ンサ１９は後述する温度調節器２７に接続され、また温
度センサ２０は過熱警報器２９に接続されている。一方
前述のヒータ１１は、給電ケーブル３１によって電力調
整器３３に接続されている。この電力調整器３３は、温
度調節器２７からの信号に基いてヒータ１１に供給する
電力を調整するように構成されている。またこの電力調
整器３３に給電する給電路３５には遮断スイッチ３７が
設けられており、この遮断スイッチ３７は前述の過熱警
報器２９からの警報信号によって電源入力端３８からの
電流を遮断するように構成されている。

【００２９】以上のような図１に示される加熱部１にお
いて、電力調整器３３からヒータ１１に電流が供給され
れば、ヒータ１１が発熱し、その外側の伝熱体１３を介
して保護管１５も温度上昇する。一方純水は、流入側の
配管から配管接続部２３を経て、純水流入口７から保護
管１５の外面と加熱用容器３の内面との間の加熱室１７
に流入する。そして加熱室１７内を上昇する間に高温の
保護管１５の外面に接することにより加熱されて、所定
の温度の温純水となり、温純水流出口９から配管接続部
２４を介して流出側の配管に導かれる。ここで、加熱さ
れた温純水の温度は、温度センサ１９によって常時検出
され、その温度が予め設定した一定温度となるように温
度調節器２７からの信号によって電力調整器３３からヒ
ータ１１へ与えられる電流が調整される。すなわちフィ
ードバック制御がなされる。また、温度センサ２０はヒ
ータ１１のオーバーヒートを検出するためのものであっ
て、なんらかの異常によって温度センサ２０の検出温度
が限界値を越えた時には、警報器２９が作動するととも
に、その警報器２９からの警報信号に基いて遮断スイッ
チ３７が動作し、給電路３５が遮断されて、ヒータ１１
への供給電流も遮断され、加熱が停止される。

【００３０】ここで、加熱用容器３の内面および保護管
１５の外面は、前述のようにいずれもステンレス鋼から
なる基材の表面に不働態皮膜を形成した構成とされてい
る。すなわち加熱室１７における純水と接する面がすべ
てステンレス鋼基材の表面を不働態皮膜で被覆した構成
とされている。したがって純水中にステンレス鋼を構成
する金属元素が溶出してしまうおそれが極めて少なく、
そのため加熱室１７の内面が重金属汚染源となることが
防止される。

【００３１】なお加熱用容器３や保護管１５として用い
るステンレス鋼としては、オーステナイト系ステンレス
鋼、例えばＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３１
７，ＳＵＳ３１７Ｌ等が代表的であるが、このほかのも
のを用いることも可能である。そしてまた、不働態皮膜
を形成する手段としては、ステンレス鋼基材表面に化学
研摩等の清浄化処理を施した後、大気中その他の酸化性
雰囲気中において４００〜５００℃程度の高温で酸化さ
せる処理（高温気相酸化処理）を施すか、またはその高
温気相酸化処理の後、さらに例えば希硝酸等の酸液を用
いて鉄酸化物よりなる表面層をエッチング除去する方法
が好適である。前述のような高温気相酸化処理によれ
ば、厚くしかも金属原子の少ない安定な酸化物のみから
なる不働態皮膜を形成することができる。また高温気相
酸化処理後にウエットエッチング処理を行なえば、表面
層がより安定なＣｒ酸化物を主体とする不働態皮膜とな
る。

【００３２】図２には図１に示されるような加熱部１を
２台用い、かつその２台の加熱部１を直列状態で使用す
るように構成した純水加熱装置の全体構成の一例を示
す。なお図２において、２台の加熱部は、第１の加熱部
１Ａ、第２の加熱部１Ｂとして示したが、それぞれの構
成自体は図１の加熱部１と同様であれば良い。

【００３３】図２において、純水入口６１から第１の加
熱部１Ａの流入側配管接続部２３に至るまでの流入側配
管流路６３には、互いに並列接続した開度調節機構付き
空気作動弁６５Ａ，６５Ｂと、警報出力付き流量計６７
と、第１の手動三方弁６９Ａとがその順に介在されてい
る。なお第１の手動三方弁６９Ａの他方の切替出口は排
水側配管流路７１に接続されており、この排水側配管流
路７１は排水口７２に導かれている。また前記第１の加
熱部１Ａの流出側配管接続部２４は、中間配管流路７３
および第２の手動三方弁６９Ｂを介して、第２の加熱部
１Ｂの流入側配管接続部２３に接続されている。そして
第２の手動三方弁６９Ｂの他方の切替出口は前述の排水
側配管流路７１に接続されている。さらに第２の加熱部
１Ｂの流出側配管接続部２４は、空気作動弁７５Ａを介
して温純水流出口７７に導かれている。

【００３４】さらに図２の例においては、第１の加熱部
１Ａ、第２の加熱部１Ｂのうち、第２の加熱部１Ｂのみ
にパージ用窒素ガス流入口７９が設けられている。この
パージ用窒素ガス流入口７９は図１の加熱部１では特に
示していないが、温純水流出口９の近傍に設けておけば
良い。そして図２の純水加熱装置では、上述のパージ用
窒素ガス流入口７９に、窒素ガス供給端８１からのパー
ジ用配管流路８３が接続されており、このパージ用配管
流路８３には、窒素ガス供給端８１の側から順に逆止弁
８４、ガスフィルタ８５、手動弁８７が介在されてい
る。そしてまたパージ用配管流路８３は、バイパス配管
流路８９、空気作動弁７５Ｂを介して前述の排水側配管
流路７１に接続されている。

【００３５】なお図２において、加熱部１Ａ，１Ｂにそ
れぞれ付属する温度調節器２７Ａ，２７Ｂ、過熱警報器
２９Ａ，２９Ｂ、電力調整器３３Ａ，３３Ｂ、遮断スイ
ッチ３７Ａ，３７Ｂの部分の構成は、図１における温度
調節器２７、過熱警報器２９、電力調整器３３、遮断ス
イッチ３７の部分の構成と同じであり、その説明は省略
する。そして電力調整器３３Ａ，３３Ｂに対する給電路
３５Ａ，３５Ｂは、共通の電源入力端３８に接続されて
いる。

【００３６】さらに前述の開度調節機構付き空気作動弁
６５Ａ，６５Ｂおよび空気作動弁７５Ａ，７５Ｂは、図
２の左上に示されるように、圧縮空気入口９１からの圧
縮空気により駆動されるようになっている。すなわち圧
縮空気入口９１からの空気配管９３が、手動弁９５、ガ
スフィルタ９７、電磁弁９８Ａ〜９８Ｄを介して前述の
各空気作動弁６５Ａ，６５Ｂ，７５Ａ，７５Ｂの作動用
空気流入口（図示せず）に接続されている。そして上述
の電磁弁９８Ａ〜９８Ｄや温度調節器２７Ａ，２７Ｂ、
過熱警報器２９Ａ，２９Ｂ、電力調整器３３Ａ，３３Ｂ
等は、図２の右下に示した制御部９９の制御信号出力線
１００から加えられる制御信号によって制御されるよう
になっている。この制御部９９には、図示しない操作部
等からの信号が信号入力線１０１を経て入力される。ま
たその制御部９９には、表示・警報部１０２が接続され
ている。

【００３７】以上のような図２に示される実施例の純水
加熱装置では、通常の動作時においては第１の手動三方
弁６９Ａはその切替出口が第１の加熱部１Ａの側となる
ように、また第２の手動三方弁６９Ｂはその切替出口が
第２の加熱部１Ｂの側となるように設定しておく。また
空気作動弁６５Ａ，６５Ｂ，７５Ａはいずれも開状態と
し、空気作動弁７５Ｂは閉状態としておく。この状態で
は、第１の加熱部１Ａ、第２の加熱部１Ｂは直列接続さ
れた状態となっているから、純水入口６１から導入され
た常温の純水は、流入側配管流路６３の空気作動弁６５
Ａ，６５Ｂ、流量計６７、第１の手動三方弁６９Ａを経
て第１の加熱部１Ａに流入し、既に図１に関して説明し
たようにその加熱部１Ａ内で加熱されてある温度まで温
度上昇し、続いてその第１の加熱部１Ａから中間配管流
路７３、第２の手動三方弁６９Ｂを介して第２の加熱部
１Ｂに流入し、さらに温度上昇して所定の高温となった
ところで第２の加熱部２Ａから、温純水流出配管流路７
６、空気作動弁７５Ａを経て純水出口７７に導かれる。
この間、図１に関して既に述べた如く、純水温度は所定
の一定温度となるように制御され、またヒータが過熱し
た場合にはヒータへの供給電流が遮断され、また警報が
発せられる。

【００３８】一方、ヒータの動作を停止させて、空気作
動弁６５Ａ，６５Ｂを閉じ、手動三方弁６９Ａ，６９Ｂ
の切替出口を排水側配管流路７１の側に切替えれば、加
熱部１Ａ，１Ｂ内の純水を排水出口７２へ導いて排水す
ることができる。

【００３９】さらに、図２の装置において、パージ用配
管流路８３の手動弁８７を開けば、窒素ガスを各加熱部
１Ａ，１Ｂ内や各配管内に導入して、窒素ガスによるパ
ージを行なうことができる。

【００４０】以上のところにおいて、図１に示される加
熱部１の例では、加熱用容器３および保護管１５は、い
ずれも基材としてステンレス鋼を用い、表面に不働態皮
膜を形成した構成としたが、加熱用容器３はＰＶＤＦ，
ＰＥＥＫ等の温純水に対して溶出量の少ない樹脂を用
い、一方保護管１５はステンレス鋼あるいはアルミニウ
ム合金等の金属材料を基材とし、その表面にＰＥＥＫを
コーティングした構成とすることもできる。この場合、
保護管１５は、ヒータに近接する加熱側であるため、良
好な耐熱性、高強度、高靭性が求められるが、基材を金
属材料で構成しているため、耐熱性、強度、靭性では既
に述べた実施例と同様な効果が得られ、一方表面は温純
水に対する溶出量が少なく安定でかつ耐熱性の高いＰＥ
ＥＫで被覆されているため、保護管１５が汚染源となっ
てしまうことも防止される。一方加熱用容器３はヒータ
に接する部分ではないため、保護管１５と比較すれば耐
熱性が低くても足り、また低強度、低靭性でも足りる。
そこでこの例では加熱用容器３は全体をＰＥＥＫもしく
はＰＶＤＦ等の樹脂で構成している。

【００４１】さらにこの発明の純水加熱装置では、純水
が流通する配管は全てＰＦＡ等の純水に対する溶出量の
少ない樹脂からなるパイプで構成することが望ましい。
このように純水配管にＰＦＡ等の樹脂を用いかつ加熱用
容器３としてステンレス鋼を用いた場合の加熱部１（１
Ａ，１Ｂ）における配管接続部２３，２４の具体例を図
３に示す。

【００４２】図３において、加熱部１（１Ａ，１Ｂ）の
加熱用容器３の純水流入口７もしくは温純水流出口９か
らは、管状部１１０が一体に突出しており、その管状部
１１０の外周上には、大径の固定用掴み部１１２が形成
されており、またその固定用掴み部１１２よりも先端側
の管状部外周面には雄ネジ部１１４が形成され、かつそ
の雄ネジ部１１４よりも先端側の部分は被挿入管部１１
６とされている。そしてＰＦＡ等からなる樹脂パイプ１
１８の先端部分は樹脂パイプ本体部分よりも拡径されて
フレア部１２０とされ、そのフレア部１２０が、前記被
挿入管部１１６に外挿されるようになっている。一方樹
脂パイプ１１８を管状部１１０に接続固定するための接
続具１２２は、全体として中空筒状に作られており、か
つその接続具１２２の先端部内周面には前記管状部１１
０の雄ネジ部１１４に螺合する雌ネジ部１２４が形成さ
れており、また管状部１１０の基端には、内側へ向って
突出する内側環状突部１２６が形成され、さらにその内
側環状突部１２６と雌ネジ部１２４との間は、前記樹脂
パイプ１１８のフレア部１２０を取囲む包囲部１２８と
されている。

【００４３】このような図３に示される接続部２３，２
４では、樹脂パイプ１１８のフレア部１２０を管状部１
１０の被挿入外管１１６の外周上に挿し込み、その状態
で接続具１２２の雌ネジ部１２４を管状部１１０の雄ネ
ジ部１１４に螺合させる。これによって接続具１２２の
内側環状突部１２６が樹脂パイプ１１８のフレア部１２
０の基端部分を押圧するから、樹脂パイプ１１８を管状
部１１０に強固に固定することができる。

【００４４】さらに図４には、この発明の純水加熱装置
における加熱部１の近辺の別の例を示す。

【００４５】図４において、加熱部１の上面、具体的に
は保護管１５のフランジ部１５Ｂに相当する部分に、ガ
ス抜き口１３０が設けられている。このガス抜き口１３
０には、疎水性フィルタ１３２を介してガス排出配管１
３４が接続されている。

【００４６】ここで疎水性フィルタ１３２は、例えばフ
ッ素樹脂製フィルタ膜などからなる、水を弾く性質を有
するものであり、気体に対しては透過抵抗が低いが、水
に対しては透過抵抗が高い。そのため、既に述べたよう
に、ガス排出配管１３４への純水の流出を伴なうことな
く、純水加熱に伴なって発生する気泡のみをガス排出配
管へ導いてこれを効果的に除去することができる。

【００４７】なお図１、図４に示される加熱部１におい
ては、加熱部材５のヒータ１１として、１本のヒータを
伝熱体１３中に埋込んだ構成としているが、ヒータ１１
の構成は１本に限られず、２本以上としても良いことは
もちろんである。例えば３相交流を電源とする場合は、
３本のヒータを伝熱体中に埋込むのが通常である。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明の温水加熱装置によれ
ば、純水を加熱するために加熱部材における容器内の純
水に接する部分が、ステンレス鋼を基材とし、その表面
に純水に対する溶出量の少ない安定な不働態皮膜を形成
した構成とされており、したがってその部分が純水に対
する汚染源となるおそれがないばかりでなく、その部分
の強度、靭性が従来の純水加熱装置に用いられていた石
英ガラスによるものと比較して格段に高く、そのため圧
力変動や機械的衝撃、熱勾配、熱衝撃、熱歪等によって
破壊されにくく、安全性、信頼性が高いとともに、大型
化も容易に可能となり、さらには輸送や取扱いも容易と
なる。

【００４９】また請求項２の純水加熱装置によれば、加
熱部材の側のみならず、加熱用容器の純水に接する部分
もステンレス鋼表面に不働態皮膜を形成した構成とされ
ており、したがって安全性、信頼性を一層向上させるこ
とができる。

【００５０】さらに請求項３の発明の純水加熱装置によ
れば、加熱用容器内において純水加熱時に発生する窒素
ガス気泡を効果的に除去することができ、そのためガス
気泡発生により温純水流出口から流出する温純水に気泡
が混入したり、あるいは加熱効率が低下したりする問題
が発生することを有効に防止できる。

【００５１】そしてまた請求項４の発明の純水加熱装置
の接続構造によれば、請求項２に規定したようなステン
レス鋼を加熱用容器の基材として用いた純水加熱装置
を、既設の半導体製造設備における純水配管の樹脂パイ
プに簡単かつ容易に接続することができ、したがって既
設の設備の配管に手を加えることなく、請求項２に規定
した純水加熱装置を適用することができる。

【００５２】一方請求項５の発明の温水加熱装置によれ
ば、純水を加熱するために加熱部材における容器内の純
水に接する部分が、金属材料を基材とし、その表面を純
水に対する溶出量の少ない安定なＰＥＥＫ樹脂によって
被覆した構成とされており、したがってその部分が純水
に対する汚染源となるおそれがないばかりでなく、その
部分の強度、靭性が従来の純水加熱装置に用いられてい
た石英ガラスによるものと比較して格段に高く、そのた
め請求項１の発明の装置と同様に、安全性、信頼性が高
いとともに、大型化も容易に可能となり、さらには輸送
や取扱いも容易となる。

【００５３】また請求項６の純水加熱装置によれば、請
求項５の発明と同様に加熱部材の側を構成するととも
に、加熱用容器を樹脂で構成しており、したがって安全
性、信頼性を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の純水加熱装置の要部、す
なわち加熱部付近の状況を示す縦断面図である。

【図２】図１に示される加熱部を２基用いたこの発明の
一実施例の純水加熱装置の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図３】この発明の純水加熱装置に使用される配管接続
部の一例を示す縦断面図である。

【図４】この発明の純水加熱装置における要部の他の例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１加熱部１Ａ加熱部１Ｂ加熱部３加熱用容器３Ａ不働態皮膜５加熱部材７純水流入口９温純水流出口１１ヒータ１３伝熱体１５保護管１５Ａ不働態皮膜１７加熱室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱用容器の一端側に純水流入口が形成
されるとともに他端側に温純水流出口が形成されてお
り、かつ前記加熱用容器内に、ヒータを伝熱体で被覆し
てなる加熱部材が設けられており、前記加熱部材におけ
る容器内の純水に接する部分が、ステンレス鋼を基材と
しかつその表面に不働態皮膜を形成した構成とされてい
ることを特徴とする、純水加熱装置。
【請求項２】請求項１に記載の純水加熱装置におい
て、さらに前記加熱用容器が、ステンレス鋼を基材とし
かつ少なくとも純水に接する側の表面に不働態皮膜を形
成した構成とされている、純水加熱装置。
【請求項３】請求項１に記載の純水加熱装置におい
て、前記加熱容器の上部に、ガス排出管に連通されるガ
ス抜き口が形成されており、このガス抜き口からガス排
出管に至る流路に疎水性フィルタが設けられている、純
水加熱装置。
【請求項４】請求項２に記載の純水加熱装置におい
て、前記加熱用容器の純水流入口および／または温純水
流出口に、流路配管としての樹脂パイプを接続具を用い
て接続するための接続部構造として；前記純水流入口お
よび／または温純水流出口の部分において加熱用容器か
ら管状部が一体に突出されて、その管状部の外周面に雄
ネジ部が形成されるとともに、その雄ネジ部よりも先端
側の部分は平滑な外周面を有する被挿入管部とされ、一
方前記樹脂パイプの先端部分は樹脂パイプ本体部分より
も拡径されて前記管状部の被挿入管部に外挿されるフレ
ア部とされ、さらに前記接続具は、全体として中空筒状
をなすように作られており、かつその接続具の先端部内
周面に前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されると
ともに、接続具の基端には内側へ向って突出する内側環
状突部が形成されており、かつその内側環状突部と雌ネ
ジ部との間は、前記樹脂パイプのフレア部を取囲む包囲
部とされていることを特徴とする、純水加熱装置の接続
部構造。
【請求項５】加熱用容器の一端側に純水流入口が形成
されるとともに他端側に温純水流出口が形成され、かつ
前記加熱用容器内に、ヒータを伝熱体で被覆してなる加
熱部材が設けられており、前記加熱部材における容器内
の純水に接する部分が、金属材料を基材としかつその表
面をポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂で被覆した構
成とされていることを特徴とする、純水加熱装置。
【請求項６】請求項５に記載の純水加熱装置におい
て、さらに前記加熱用容器が樹脂によって形成されてい
る、純水加熱装置。