[发明专利]水分发生用反应炉无效

专利信息
申请号: 201080018059.3 申请日: 2010-04-22
公开(公告)号: CN102421698A 公开(公告)日: 2012-04-18
发明(设计)人: 大见忠弘;川田幸司;池田信一;森本明弘;皆见幸男;平尾圭志;坂本信治;北野真史 申请(专利权)人: 国立大学法人东北大学;株式会社富士金
主分类号: C01B5/00 分类号: C01B5/00;B01J23/42;B01J33/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 庞立志;高旭轶
地址: 日本宫城*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 水分 发生 反应炉
【说明书】:

技术领域

本发明涉及水分发生用反应炉,该反应炉是将氢气和氧气供给至具有铂催化剂层的反应炉内并进行催化反应,由此在不发生燃烧(约2000℃)的情况下,在比氢气与氧气的燃点(500~580℃)低的催化剂反应温度(400℃以下)下产生高纯度的水分。

背景技术

以往,在半导体制造中采用水分氧化法来附加硅氧化膜时,已知有用于连续供给超高纯度水分的水分发生用反应炉(例如,专利文献1~5)。

这种水分发生用反应炉通过如下方式形成:例如,如图4所示,将炉主体构件22、23以相对状组合并焊接,由此形成具有反应用内部空间P的反应炉主体,在该反应炉主体中分别设置原料气体入口24、水分气体出口25、入口侧反射体26、出口侧反射体27等,同时在与原料气体入口24相对的一侧的炉主体构件23的内壁面上设置铂催化剂层28b。

在反应炉的不锈钢制母材与铂催化剂层28b之间形成有阻挡层28a,利用该阻挡层可阻止母材中的杂质扩散至铂催化剂层28b内并防止铂催化剂层的劣化。

将阻挡层28a的厚度设定为0.1μm~5μm左右,例如,由TiN构成的阻挡层28a是利用离子镀法而形成的。进而,将铂催化剂层28b的厚度设定为1nm~0.5mm,例如,利用真空蒸镀法而形成。此外,作为阻挡层28a的形成方法,除了前述离子镀法以外,还可采用离子溅射法、真空蒸镀法等PVD法或化学蒸镀法(CVD法)、热压法、喷镀法等。另外,铂催化剂层28b的形成方法除了前述真空蒸镀法以外,还可采用离子镀法或离子溅射法、化学蒸镀法、热压法等,进而,在阻挡层28a为TiN等具有导电性的物质时,也可采用电镀法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第97/28085号小册子

专利文献2:日本特开2000-169108号公报

专利文献3:日本特开2000-169109号公报

专利文献4:日本特开2000-169110号公报

专利文献5:日本特开2002-274812号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而,以往的由TiN等构成的阻挡层,具有长期使用时铂催化剂层对阻挡层的附着力(剥离强度)降低的问题。

认为这种附着力的经时降低的原因是:由于催化反应而被活化的氧(O2自由基)通过铂催化剂层,将阻挡层与铂催化剂层的界面附近缓慢氧化,由此使阻挡层与铂催化剂层的附着力降低。

在通常的使用状态下,这种附着力的降低并不是使铂催化剂剥离的程度,但由于例如维修时不经意的落下等所造成的对水分发生用反应炉的未预料的冲击等原因,则有可能使铂催化剂层发生部分剥离。

如果铂催化剂层发生剥离,则剥离的铂成为污染物,对所制造半导体的品质带来重大不利影响。

另外,如果铂催化剂层发生剥离,则因所剥离的铂的热容量较小,故由氢气与氧气的催化反应产生的反应热使温度升高而成为着火源,因此也产生因爆炸、燃烧所造成的制造装置损伤或安全性的问题。

因此,本发明的主要目的是提供可以长期维持铂催化剂层对阻挡层的高附着力的水分发生用反应炉。

用于解决问题的手段

本发明人等经过努力研究,结果发现通过用Y2O3来形成阻挡层,可以长期维持铂催化剂层与阻挡层之间的高附着力。

因此,为达成上述目的,本发明提供水分发生用反应炉,其具有:设有气体入口和水分出口的反应炉主体、形成于前述反应炉主体内壁面的至少一部分上的Y2O3阻挡层、形成于该Y2O3阻挡层上的至少一部上的铂催化剂层。

前述Y2O3层的膜厚优选为50nm~5μm、更优选为100~300nm。

另外,优选前述反应炉主体是由对氢和氧无催化活性的材料所形成的。

另外,还优选水分发生用反应炉在前述反应炉主体内进一步具有至少一片反射体,该反射体是由对氢和氧无催化活性的材料所形成的。

另外,前述反射体以隔着规定间隔遮挡前述气体入口和前述水分出口中的至少一者的方式,隔着间隔件(スペーサー)被固定螺钉固定在前述反应炉主体上;优选前述间隔件和前述固定螺钉是由对氢和氧无催化活性的材质所形成的。

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