在线式石英加热器制造技术

本实用新型专利技术涉及加热器技术领域，具体地说是一种在线式石英加热器，包括外壳、加热炉和发热体，所述加热炉安装在外壳内，所述加热炉内设有发热体，所述加热炉为石英加热炉，所述石英加热炉下端设有加热液进口，所述石英加热炉上端设有加热液出口，所述发热体为卤素灯管，所述石英加热炉外部包覆有反射体，所述反射体外部包覆有隔热保护层，所述隔热保护层由隔热陶瓷棉和隔热玻璃纤维布组成；本实用新型专利技术同现有技术相比，结构新颖、简单，由于与加热对象是非接触式的，不仅解决了半导体用高纯度化学品高温加热的问题，而且不会产生污染，使用非常方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

在线式石英加热器本技术涉及半导体制造过程中的化学品加热装置
，具体地说是一种在线式石英加热器。半导体制造过程中，清洗晶圆表面污染和杂质是使用最多的制程步骤之一。经过多年的发展，1965年由美国无线电公司专利技术的RCA清洗法成为了目前被应用最为广泛的清洗技术，其对应的典型清洗设备湿法批量式清洗设备的基本结构一化学槽被认为是清洗设备的核心部件。而由于RCA清洗工序中多道清洗步骤应用到高温化学品，为避免高温化学品在长距离传输过程中温度的损失，目前大多数的清洗用高纯度化学品都在化学槽中进行加热。尽管多年以来化学槽体不断的被改进，以提高其加热性能，但是投入式加热器或者·传导式加热贴片，在加热效率、加热效果以及实际的制作难度上难以达到比较理想的效果。物理上基本的加热方式有3种，分别为对流、传导和辐射，其对应的常见加热设备为换热器、加热贴片和红外加热。其中经济型加热方式是采用电加热管直接浸入化学槽，PFA包覆后电加热管的加温速度会大幅下降，同时由于会形成加热不均匀，加热管表面会出现高温，也有采用石英槽体并在槽体表面贴上加热贴片进行传导式加热，同样会遇到加热不均匀的现象，其原因是虽然石英槽体可以达到最高1000度的耐温效果，并且由于加热贴片本身与化学品不接触，不会受到化学品的腐蚀，但是受加热贴片本身的材料和结构限制，大多无法达到较高的温度的加热要求。所以在高标准的化学品加热要求下，在线式加热器认为是比较可行的技术方案。目前，虽然有较多厂家推出了自己的在线式加热设备，但是由于制程设备空间的限制，为了尽可能达到加热器结构紧凑的效果，其基本加热原理仍然是传导加热贴片配合薄膜热传导涂层，使温度长期保持在一个恒定值以及获得良好的温度响应性和加热效率，其同样无法解决高温加热的问题。本技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种在线式石英加热器，由于与加热对象是非接触式的，不仅解决了半导体用高纯度化学品高温加热的问题，而且不会产生污染，使用非常方便。为实现上述目的本技术设计一种在线式石英加热器，包括外壳、加热炉和发热体，所述加热炉安装在外壳内，所述加热炉内设有发热体，所述加热炉为石英加热炉，所述石英加热炉下端设有加热液进口，所述石英加热炉上端设有加热液出口，所述发热体为卤素灯管，所述石英加热炉外部包覆有反射体，所述反射体外部包覆有隔热保护层。所述隔热保护层由隔热陶瓷棉和隔热玻璃纤维布组成，所述隔热陶瓷棉包覆在反射体外部，所述隔热玻璃纤维布包覆在隔热陶瓷棉外部。所述石英加热炉为中空的圆筒结构。所述卤素灯管采用钨丝作为加热元件。所述卤素灯管设有至少两个以上，所述卤素灯管均匀分布在石英加热炉内。所述反射体为铝箔纸。所述石英加热炉内部设置有循环通路，所述循环通路与加热液进口、加热液出口相通。本技术同现有技术相比，具有如下优点I.由于加热热源是灯管式的放射加热，因此能够放射出不受环境影响的高品质热源，而且由于是电能通过光能转化为热能，其85%以上的电力都被转化为红外线进行放射加热，所以能量利用率极高；2.由于加热元件是采用色温2500k的钨丝，电力的密度很高，可进行1000度以上的急速加温，且钨丝的热容量较小，几乎可以在启动或停止加热动作的同时保证热能的及时出现或消失，并可通过加热程序进行细微的热量控制；3.由于是非接触式加热，即加热与加热对象不直接接触，从而不会产生污染，特别适合于半导体用高纯度化学品的加热；4.卤素的循环作用，可大大加强卤素灯管的使用寿命，同时能够在寿命快到期的同时，仍然保持稳定的能量放射，不会出现明显的电力维持数的下降；5.由于加热是在化学槽外部完成，所以对于化学槽来说，进入其内部的化学品温度相对是均匀的。图I是本技术的结构示意图；图2是图I的右视图；图3是图I中A-A剖面图；图4是图3中I的局部放大示意图；图5是本技术中卤素灯管照射示意图；图6是图5中II的局部放大示意图；图7是本技术的立体示意图；图8是本技术的加热液体流向示意图；图中1、外壳2、石英加热炉3、卤素灯管4、隔热陶瓷棉5、隔热玻璃纤维布6、铝箔纸7、加热液进口 8、加热液出口 9、循环通路。以下结合附图对本技术作以下进一步说明如附图I至附图7所示，本技术所述的在线式石英加热器包括外壳、加热炉和发热体，所述加热炉安装在外壳内，所述加热炉内设有发热体，所述加热炉为石英加热炉，所述石英加热炉下端设有加热液进口，所述石英加热炉上端设有加热液出口，所述发热体为卤素灯管，所述石英加热炉外部包覆有反射体，所述反射体外部包覆有隔热保护层，所述隔热保护层由隔热陶瓷棉和隔热玻璃纤维布组成，所述隔热陶瓷棉包覆在反射体外部，所述隔热玻璃纤维布包覆在隔热陶瓷棉外部。本技术的基本原理为，使用色温是2500k的钨丝作为卤素灯管的加热元件，其发射出来的波峰约为I. 2 y m的近红外线对化学品照射达到一种间接的热辐射式的加热效果。本技术中，使用GE214HV级别的石英材料制作中空的管式石英加热炉，该石英材料对波长在I 250nm的红外线大约有85 95%的穿透率，为了使其达到均匀加热的效果，石英加热炉可制作成圆筒结构。石英加热炉内部均勻分布3到6支卤素灯管,该卤素灯管的数量可根据加热流体的流量作相应的增减，该卤素灯管采用钨丝作为加热元件；同时在石英加热炉外侧，使用6. 5pm的铝箔纸作为反射材料来达到红外射线的内向反射，其在反射近红外线增加辐射加热效果的同时，还利用其热传导性避免石英被过度加热。另外，在不增加本技术所述的在线式石英加热器长度和大小的情况下，石英 加热炉内部设置有循环通路9，所述循环通路与加热液进口、加热液出口相通，所述循环通路用以增加加热流体的流动行程，进而增加加热时间，强化加热效果。为达到加热器隔热保温的效果以及防止外部冲击对石英加热炉的伤害，在铝箔纸外部将使用至少8_厚度的隔热陶瓷棉进行包覆，并在隔热陶瓷棉外部再使用隔热玻璃纤维布对陶瓷棉进行物理上的保护。最后，由于石英加热炉比较容易碎裂，且外形不规则难以安装固定，将制作PFTE或PFA涂层的不锈钢外壳和对应的安装固定配件，已方便地将其设置在化学清洗槽相邻的位置处。本技术并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种在线式石英加热器，包括外壳、加热炉和发热体，所述加热炉安装在外壳内，所述加热炉内设有发热体，其特征在干所述加热炉为石英加热炉，所述石英加热炉下端设有加热液进ロ，所述石英加热炉上端设有加热液出ロ，所述发热体为卤素灯管，所述石英加热炉外部包覆有反射体，所述反射体外部包覆有隔热保护层。2.如权利要求I所述的在线式石英加热器，其特征在于所述隔热保护层由隔热陶瓷棉和隔热玻璃纤维布组成，所述隔热陶瓷棉包覆在反射体外部，所述隔热玻璃纤维布包覆在隔热陶瓷棉外部。3.如权利要求I或2所述的在线式石英加热器，其特征在于所述石英加热炉为中空的圆筒结构。4.如权利要求3所述的在线式石英加热器，其特征在于所述卤素灯管采用钨丝作为加热元件。5.如权利要求4所述的在线式石英加热器，其特征在于所述卤素灯管设有至少两个以上，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线式石英加热器，包括外壳、加热炉和发热体，所述加热炉安装在外壳内，所述加热炉内设有发热体，其特征在于：所述加热炉为石英加热炉，所述石英加热炉下端设有加热液进口，所述石英加热炉上端设有加热液出口，所述发热体为卤素灯管，所述石英加热炉外部包覆有反射体，所述反射体外部包覆有隔热保护层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：简建至，江献茂，黄自柯，
申请(专利权)人：冠礼控制科技上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：