JPH0424486A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は熱処理装置に関する。

（従来の技術） 熱処理装置に用いられるコイル状抵抗発熱線の給電端子
部分に発熱線の熱膨張による歪を吸収するための緩衝ア
ーム部分を設けたものとして実公昭５３−４０７６１号
公報がある。

細い抵抗発熱線をコイル状に加工し、これを断熱耐火セ
ラミックス中に所定の空隙を設けて埋込んだ発熱体とし
て特開昭６０−２４６５８２号公報がある。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 前記文献の技術からなる熱処理装置は、抵抗発熱線に通
電し１０００℃前後の高温にするため、発熱部を囲繞し
て設けられたカバーと比較し特に発熱線の熱膨張が大き
い。

上記熱処理装置の給電端子部分に加わる歪は、緩衝アー
ムにより吸収することができるが、その他の部分に加わ
る歪は吸収することができず通電非通電をくり返すと上
記発熱線が疲労し、発熱線の変形や断線等の故障が発生
するという改善点を有する。

後者文献の技術からなる発熱体は、発熱線が細くコイル
状であるため、この発熱線の膨張は断熱耐火セラミック
ス中に設けられた空隙部で吸収することができる。

そして上記断熱耐火セラミックスを囲繞して余属性のカ
バーを設けこのカバーに給電端子部分を設けると、断熱
耐火セラミックスの熱膨張率は約０．５　Ｘ　１０−”
／にと小さいためこの断熱耐火セラミックスはほとんど
熱膨張しない。

一方上記金属性カバーをアルミニウムとすると熱膨張率
は約１６Ｘ１０””／にと大きいため、上記金属性カバ
ーが３００℃前後になった場合、　この金属性カバーの
熱膨張が上記断熱耐火セラミックスより大きくなる。

従って、上記給電端子部分と発熱線との接続部に熱膨張
の歪が加わり、上記接続部が離間され熱処理装置が故障
するという改善点を有する。

この発明は上記点に鑑みなされたもので、熱処理装置の
通電非通電のくり返しによる発熱線の変形や断線等の故
障や、給電端子部分と発熱線の接続部が離間する故障等
が起らない熱処理装置を提供するものである。

【発明の構成〕 （課題を解決するための手段） この発明は円弧状の耐熱断熱部材に沿って発熱線が設け
られた発熱部と、この発熱部の外側に設けられた内側カ
バーと、この内側カバーの外側に設けられた冷却手段と
、この冷却手段の外側に設けられた外側カバーとからな
る熱処理装置において、上記外側カバーに絶縁部材を介
して給電端子部を設け、この給電端子部と上記発熱線を
電気的に接続したものである。

（作用） この発明はコイル状の発熱線を用いているため熱処理炉
の温度上昇があっても発熱線の膨張は耐熱断熱部材内で
吸収され、発熱線が変形したり断線することはない。ま
た給電端子部分は熱処理炉の外側カバーに固定されてい
るため、この外側カバーは熱処理炉内が高温であっても
冷却手段によって低い温度に保たれているため、耐熱断
熱部材と外側カバーはどちらも熱膨張が小さく、給電端
子部分と発熱線の接続部に負荷がかかることはなく、従
って上記接続部が離間されることもない。

（実施例） 以下本発明に係る熱処理装置の一実施例について図面に
参照して具体的に説明する。

第２図においてコイル状の抵抗発熱線１は例えばＦｅ−
Ｃｒ−ＡＮの合金からなり、線直径Ａ　＝　２　ａｒｍ
、コイル直径Ｂ＝１２＋ａｍ、コイル間隔ｃ　＝　１０
ｗａｍに構成している。

第１図において上記コイル状の発熱線１を内壁面に設け
られた溝部２に嵌合又は埋込み保持する例えば円筒状で
高さ１０００ｍ＋■の耐熱断熱部材３は例えばセラミッ
クファイバーとアルミナセメントを混合し熱処理を施こ
したものからなり、発熱線１が通電され発熱膨張しても
、上記コイル状発熱線１と上記耐熱断熱部材３の間に所
定の間隔が残されるような第３図に示す如く空隙部４が
全溝部２の上部に設けられており、以上の如く発熱部が
構成されている。

上記耐熱断熱部材３は、断熱材５例えばアルミナブラケ
ットを介して、良熱伝導部材例えばアルミニウムからな
る内側カバー６によって囲繞されるように構成されてい
る。

上記内側カバー６の外周には冷却部７が設けられ、この
冷却部７は第４図に示す如く例えば冷却水の流通する銅
パイプからなる冷却パイプ８が上記内側カバー６の外壁
面上蛇行状に配設されている。

上記冷却部７を囲繞する如く良熱伝導部材例えばアルミ
ニウムからなる円筒状外側カバー９が設けられている。

上記発熱線１は給電端子部１０の端子ネジ１１と溶着さ
れており、この端子ネジ１１は第５図の如く例えばセラ
ミックスからなり耐熱性と絶縁性を有し同軸で互いに嵌
合可能な構造の碍子１２．１３を２つのナツト１４によ
り補助板１５に挟持固定するようにされている。この補
助板１５は４本のネジ１６によって外側カバー９に取り
付けられている。

上記耐熱断熱部材３の下部開口端には、この耐熱断熱部
材３と時間−の穴部が設けられ例えばステンレススチー
ルからなる面板１７が設けられており、この面板１７と
内側カバー６と外側カバー９を上記面板１７の穴部と同
軸に設けられた環状部材１８゜１９に複数ケ所ネジ２０
．２１で取り付けられている。

上記耐熱断熱部材３の上部開口端部には、耐熱断熱性を
有する断熱蓋体２２が設けられ、この断熱蓋体２２を被
って例えばステンレススチールの蓋２３が、例えばステ
ンレススチールの上部リング２４に取り付けられ、この
上部リング２４には上記外側カバー９の上端部が取り付
けられている。

上記内側カバー６と上記上部リング２４の間には、熱膨
張により上記内側カバー６が伸張しても、所定の間隔が
残されるような間隙２５が設けられている。

上記発熱線１は少なくとも３つのゾーンで構成されてお
り、第４図に示す端子部１０Ａと１０８間で第１ゾーン
、端子部１０Ｃと１００間で第２ゾーン、端子部１０Ｅ
とＩＯＦ間で第３ゾーンとしてあり、図示しない電力供
給源と制御部により上記各ゾーンに印加する電力を適宜
制御し熱処理装置内の均熱範囲が広く取れるような構成
としている。

そして第６図に示す如く基台３０の上に上記面板１７を
所定の間隔を設は載置して加熱部２６が配置されこの加
熱部２６には耐熱性材料例えば石英からなるプロセスチ
ューブ２７が挿入配置され、このプロセスチューブ２７
に被処理体例えばシリコンウェハ２８が配置され、この
ウェハは昇降機構２９で上記プロセスチューブ２７の所
定の均熱領域に搬入搬出可能の如く構成されている。

次に上記実施例の熱処理装置を冷却パイプ８に２０℃の
冷却水を流しながら９００℃に加熱した場合について説
明する。

上記３ゾーン構成の発熱線１が通電されると、印加され
る電力は図示しない制御装置で適宜制御され、熱処理装
置内の所望均熱範囲が９００℃±１℃とされる。

この時熱処理装置の各部の温度は、耐熱断熱部材３が約
９００℃、内側カバー６が約２２５℃、外側カバー９が
約７５℃、面板１７が約１５０℃であった。

発熱線１の通電による発熱膨張は、この発熱線１と耐熱
断熱部材３の溝部２との間に設けられた空隙部４で吸収
され、上記発熱線１が変形したり断熱したりすることは
ない。

次に耐熱断熱部材３と内側カバー６と外側カバー９の長
さを１０００ｍｍとして熱膨張を計算すると以下の通り
となる。

耐熱断熱部材３の伸び＝９００℃ｘＯ０５ｘｌＯ−’／
’　ＫＸ　１０００ｍｍ　＝　０．４５＋ｓｍ、内側カ
バー６の伸び＝２２５℃ｘ１６ｘｌＯ−’／’　ＫＸ１
０００ｍ＋＋＋＝３．６ｍｍ＋、外側カバー９の伸び＝
７５℃Ｘ　１６　Ｘ　１０”−’／”　Ｋ　Ｘ　１００
０＋＋＋ｍ＝　１．２ｍｍ。

上記内側カバー６の伸びは耐熱断熱部材３や外側カバー
９より著しく大きいが、上記実施例では発熱線１は耐熱
断熱部材３に設けられ、給電端子部１０は外側カバー９
に設けられているため、両者の伸張差は０．７５＋ａ＋
ｍシがなく通電非通電がくり返し行なわれても給電端子
部１０と発熱線１の接続部に大きな負荷がかかることが
なく、上記接続部が離間されることはない。また内側カ
バー６の上部に設けられた間隙２５により、上記内側カ
バー６の伸張は吸収されるので熱処理装置が変形異常を
発生することもない。

また上記耐熱断熱部材３はセラミックファイバーとアル
ミナセメントを混合し熱処理を施して作られているので
、熱処理時の伸縮変形が大きく発生することがある。

従って上記発熱線１と溶着された端子ネジ１１は、上記
耐熱断熱部材３は予め定められた位置とズした位置に設
けられる場合がある。

このような位置ズレ状態であっても、端子ネジ１１を補
助板１５に碍子１２．１３を用いて強固に取り付けた後
、上記補助板１５を外側カバー９に取り付けているので
、容易に給電端子部１０の取り付けを行うことができる
。また上記の如く給電端子部１０は強固に構成されてい
るため、給電端子部１０に給電線が接続され引張られて
も、上記発熱線１の位置ズレや端子ズレ１１との溶着部
が離間される等の故障は発生しない。

また上記実施例に用いた耐熱断熱部材３と発熱線１から
なる発熱部は円筒で一体のものに限らず第７図の如き円
筒状の発熱部を同軸に接続して用いてもよい。

また第８図の如く半円筒状の発熱部を円筒状に接続して
用いてもよい。

また発熱線１は円形のコイル状に限らず楕円形等環状で
あればどの様な形状でもよい。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々変形実施が可能である。

上記実施例では熱処理装置の下端側が開放された縦型熱
処理装置に本発明を利用したが、熱処理装置の両側が開
放された横型熱処理装置に本発明を利用してもよい。

本発明の熱処理装置は半導体製造装置、液晶製造装置等
に用いられる、ＣＶＤ装置や酸化拡酸装置等装置やプラ
ズマ装置に利用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば熱処理装置の昇温
降温をくり返し行っても、発熱線が変形したり断線する
ことや、発熱線と給電端子部の接合部が離間されること
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱処理装置の一実施例説明図、第
２図、第３図は第１図の部分説明図、第４図は第１図の
外観図、第５図は第１図の給電端子部説明図、第６図は
第１図の設置説明図、第７図、第８図は第１図の発熱部
の他の実施例説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状の耐熱断熱部材に沿って発熱線が設けられた発熱
   部と、この発熱部の外側に設けられた内側カバーと、こ
   の内側カバーの外側に設けられた冷却手段と、この冷却
   手段の外側に設けられた外側カバーとからなる熱処理装
   置において、上記外側カバーに絶縁部材を介して給電端
   子部を設け、この給電端子部と上記発熱線を電気的に接
   続したことを特徴とする熱処理装置。