JPH0739908B2 - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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- JPH0739908B2 JPH0739908B2 JP3059710A JP5971091A JPH0739908B2 JP H0739908 B2 JPH0739908 B2 JP H0739908B2 JP 3059710 A JP3059710 A JP 3059710A JP 5971091 A JP5971091 A JP 5971091A JP H0739908 B2 JPH0739908 B2 JP H0739908B2
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- Japan
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- layer portion
- fiber
- alumina
- inner layer
- heating device
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
- H10P95/90—Thermal treatments, e.g. annealing or sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/62—Heating elements specially adapted for furnaces
- H05B3/64—Heating elements specially adapted for furnaces using ribbon, rod, or wire heater
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Furnace Details (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱装置に係るもの
で、主として半導体製造工程で使用される加熱装置に関
する。
で、主として半導体製造工程で使用される加熱装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トランジスタやＩＣなどの半導体
製造工程で、シリコン基板上への不純物拡散に使用する
加熱装置として、炉心管を断熱材で形成した筒状体で囲
み、その筒状体の内面に発熱コイルを支持して構成する
拡散炉が多く用いられている。そして、前記発熱コイル
を支持する筒状体には断熱レンガが使用されていたが、
最近では小型軽量化を図ると共に、外部の熱放散を最少
に抑えるため、例えばカサ密度０．５ｇ／cm3からなる
熱伝導率の小さいアルミナ質繊維を主材とした成形体が
多用されている。
製造工程で、シリコン基板上への不純物拡散に使用する
加熱装置として、炉心管を断熱材で形成した筒状体で囲
み、その筒状体の内面に発熱コイルを支持して構成する
拡散炉が多く用いられている。そして、前記発熱コイル
を支持する筒状体には断熱レンガが使用されていたが、
最近では小型軽量化を図ると共に、外部の熱放散を最少
に抑えるため、例えばカサ密度０．５ｇ／cm3からなる
熱伝導率の小さいアルミナ質繊維を主材とした成形体が
多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記アルミナ質繊維
は、拡散炉の断熱材として最適なものであるが、カサ密
度が大きいため熱容量が大きく、炉内温度を昇温降温す
る場合に多くの時間を必要とする。また加熱装置の型状
も半導体ウエハの大口径化（例えば４インチから６イン
チ、８インチへと変わってきている）にともない大型化
しており、上記加熱装置の重量も増大しているため、加
熱装置を軽量化することが望まれている。
は、拡散炉の断熱材として最適なものであるが、カサ密
度が大きいため熱容量が大きく、炉内温度を昇温降温す
る場合に多くの時間を必要とする。また加熱装置の型状
も半導体ウエハの大口径化（例えば４インチから６イン
チ、８インチへと変わってきている）にともない大型化
しており、上記加熱装置の重量も増大しているため、加
熱装置を軽量化することが望まれている。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、熱放散を少なく保持す
るとともに熱容量が少なく、炉内温度の昇温降温時間を
短くすることのできる加熱装置を提供することにある。
るとともに熱容量が少なく、炉内温度の昇温降温時間を
短くすることのできる加熱装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナ質繊
維／無機質充填材／無機質バインダーからなるカサ密度
０．３〜０．８ｇ／cm3の内層部と、アルミナシリカ繊
維／無機質バインダーからなるカサ密度０．２〜０．４
ｇ／cm3の外層部とを一体層に成形し、前記内層部を発
熱体の支持部とする構成に特徴を有する。
維／無機質充填材／無機質バインダーからなるカサ密度
０．３〜０．８ｇ／cm3の内層部と、アルミナシリカ繊
維／無機質バインダーからなるカサ密度０．２〜０．４
ｇ／cm3の外層部とを一体層に成形し、前記内層部を発
熱体の支持部とする構成に特徴を有する。
【０００６】
【作用】上記構成の断熱装置にあっては、発熱体を支持
する内層部がアルミナ質繊維を使用した比較的高密度の
断熱層に形成されているから、外層部とともに高温域に
おける優れた耐熱性、断熱性が発揮される。また外層部
は低密度の断熱層で形成されているが、内層部と比較し
て低温領域においては十分な断熱性が発揮される。しか
も内層部と外層部は別材料で形成されていても、継目の
ない一体層となっているから、分離するおそれはない。
する内層部がアルミナ質繊維を使用した比較的高密度の
断熱層に形成されているから、外層部とともに高温域に
おける優れた耐熱性、断熱性が発揮される。また外層部
は低密度の断熱層で形成されているが、内層部と比較し
て低温領域においては十分な断熱性が発揮される。しか
も内層部と外層部は別材料で形成されていても、継目の
ない一体層となっているから、分離するおそれはない。
【０００７】
【実施例】図１および図２は、本発明を拡散炉の加熱装
置に実施した例を示す。同図において、Ａは発熱体を担
持している断熱筒体であって、アルミナ質繊維を主材と
し、これに無機質充填材と無機質バインダーを加えて成
形した内層部ａ1と、アルミナシリカ繊維を主材とし、
これに無機質バインダーを加えて成形した外層部ａ2と
が、継目のない一体層に成形されている。内層部ａ1の
内周面には、成形時に予め設けられた螺旋溝に発熱コイ
ル１が装着される。前記無機質充填材にはアルミナ粉末
が使用され、無機質バインダーにはコロイダルシリカ、
またはコロイダルアルミナが使用される。
置に実施した例を示す。同図において、Ａは発熱体を担
持している断熱筒体であって、アルミナ質繊維を主材と
し、これに無機質充填材と無機質バインダーを加えて成
形した内層部ａ1と、アルミナシリカ繊維を主材とし、
これに無機質バインダーを加えて成形した外層部ａ2と
が、継目のない一体層に成形されている。内層部ａ1の
内周面には、成形時に予め設けられた螺旋溝に発熱コイ
ル１が装着される。前記無機質充填材にはアルミナ粉末
が使用され、無機質バインダーにはコロイダルシリカ、
またはコロイダルアルミナが使用される。
【０００８】前記構成の断熱筒体は、次の方法により得
られる。まず、アルミナ質繊維に無機質充填材、無機質
バインダー、水を加えて調製した繊維分散液中に吸引濾
過用筒体を没入し、筒体を真空発生機に連結して前記真
空発生機を所定時間作動させ、筒体の外側に所要厚みの
繊維層を真空成形する。その際前記濾過筒体の外側に所
定の型材を設けておき、前記繊維層内面に発熱コイルを
入れるための螺旋溝を作る。この螺旋溝付き繊維層が内
層部ａ1となる。次に、アルミナシリカ繊維に無機質バ
インダー、水を加えて調製した繊維分散液中に、前記繊
維層付き筒体を没入し、前と同様に筒体を真空発生機に
連結して前記真空発生機を作動させ、前記繊維層の外側
にさらに繊維層を真空成形する。この繊維層が外層部ａ
2となる。上記真空成形により、内層部ａ1とその外側を
囲む外層部ａ2とは継目ない一体層に成形されるから、
濾過筒体から抜き取ったあと、例えば１０５℃で１６時
間加熱乾燥処理することにより、所望の断熱筒体が得ら
れる。
られる。まず、アルミナ質繊維に無機質充填材、無機質
バインダー、水を加えて調製した繊維分散液中に吸引濾
過用筒体を没入し、筒体を真空発生機に連結して前記真
空発生機を所定時間作動させ、筒体の外側に所要厚みの
繊維層を真空成形する。その際前記濾過筒体の外側に所
定の型材を設けておき、前記繊維層内面に発熱コイルを
入れるための螺旋溝を作る。この螺旋溝付き繊維層が内
層部ａ1となる。次に、アルミナシリカ繊維に無機質バ
インダー、水を加えて調製した繊維分散液中に、前記繊
維層付き筒体を没入し、前と同様に筒体を真空発生機に
連結して前記真空発生機を作動させ、前記繊維層の外側
にさらに繊維層を真空成形する。この繊維層が外層部ａ
2となる。上記真空成形により、内層部ａ1とその外側を
囲む外層部ａ2とは継目ない一体層に成形されるから、
濾過筒体から抜き取ったあと、例えば１０５℃で１６時
間加熱乾燥処理することにより、所望の断熱筒体が得ら
れる。
【０００９】前記内層部ａ1を形成するアルミナ質繊維
／無機質充填材／無機質バインダーの配合比率は、２０
〜６５／３５〜７０／３〜１０、成形後の繊維層のカサ
密度は例えば０．６ｇ／cm3とする。この場合、カサ密
度が例えば０．２５ｇ／cm3では、例えば１０００℃で
の熱伝導率が大きく、断熱特性が劣化、カサ密度が０．
９ｇ／cm3では成形後クラックが発生しやすく、また熱
容量が大きく、重量も大きくなるので、カサ密度は０．
３〜０．８ｇ／cm3の範囲が好ましい。また、外層部ａ2
を形成するアルミナシリカ繊維／無機質バインダーの配
合比率は８５〜９５／５〜１５、成形後のカサ密度は
０．３ｇ／cm3とする。この場合、カサ密度が例えば
０．１５ｇ／cm3では、重量の大きな内層部ａ1と発熱コ
イル１を保持することが困難となり、カサ密度が例えば
０．５ｇ／cm3では熱容量が大きく、重量も大きくなる
ので、カサ密度は０．２〜０．４ｇ／cm3の範囲が好ま
しい。熱容量は断熱材の重量と比熱により決まるため、
カサ比の小さい断熱材を使用することにより、熱容量を
小さくすることができる。
／無機質充填材／無機質バインダーの配合比率は、２０
〜６５／３５〜７０／３〜１０、成形後の繊維層のカサ
密度は例えば０．６ｇ／cm3とする。この場合、カサ密
度が例えば０．２５ｇ／cm3では、例えば１０００℃で
の熱伝導率が大きく、断熱特性が劣化、カサ密度が０．
９ｇ／cm3では成形後クラックが発生しやすく、また熱
容量が大きく、重量も大きくなるので、カサ密度は０．
３〜０．８ｇ／cm3の範囲が好ましい。また、外層部ａ2
を形成するアルミナシリカ繊維／無機質バインダーの配
合比率は８５〜９５／５〜１５、成形後のカサ密度は
０．３ｇ／cm3とする。この場合、カサ密度が例えば
０．１５ｇ／cm3では、重量の大きな内層部ａ1と発熱コ
イル１を保持することが困難となり、カサ密度が例えば
０．５ｇ／cm3では熱容量が大きく、重量も大きくなる
ので、カサ密度は０．２〜０．４ｇ／cm3の範囲が好ま
しい。熱容量は断熱材の重量と比熱により決まるため、
カサ比の小さい断熱材を使用することにより、熱容量を
小さくすることができる。
【００１０】なお、内層部ａ1は、アルミナ質繊維の一
部をアルミナシリカ繊維に代替可能である。その場合、
アルミナ質繊維／アルミナシリカ繊維／無機質充填材／
無機質バインダーの配合率は５〜２０／１５〜４５／３
５〜７０／３〜１０の範囲が好ましい。図３のグラフ
は、前記内層部ａ1および外層部ａ2からなる２層断熱成
形体の熱伝導率の測定結果を示したものである。このグ
ラフからわかるように、断熱成形体の密度が０．３〜
０．８ｇ／cm3間で熱伝導率を低く保持できることが確
認されている。
部をアルミナシリカ繊維に代替可能である。その場合、
アルミナ質繊維／アルミナシリカ繊維／無機質充填材／
無機質バインダーの配合率は５〜２０／１５〜４５／３
５〜７０／３〜１０の範囲が好ましい。図３のグラフ
は、前記内層部ａ1および外層部ａ2からなる２層断熱成
形体の熱伝導率の測定結果を示したものである。このグ
ラフからわかるように、断熱成形体の密度が０．３〜
０．８ｇ／cm3間で熱伝導率を低く保持できることが確
認されている。
【００１１】
【発明の効果】本発明による加熱装置は、上記の如く構
成するので、下記の効果が得られる。 （１）発熱体を支持する内層部は、アルミナ質繊維を使
用しているから、耐熱材として十分な耐熱性を有する。
また内層部は高密度に成形されているので、強度に優れ
た性能が発揮される。また、加熱装置内に強制的に冷却
気体を送る場合においては、耐風速性に優れ、強風を送
っても断熱材からの発塵等は十分低く保つことができ
る。 （２）前記内層部とその外側を囲む低密度の外層部とに
より、優れた断熱性能が発揮される。 （３）高密度の内層部の外側に低密度の外層部を形成し
たものは、高温安定性に優れている。即ち、収縮による
クラックの発生に対し抑止作用があり、炉内温度の安定
化に効果がある。 （４）また前記内層部と外層部とによる断熱層は、全体
として熱容量が小さく、熱応答性が良く、急熱急冷が可
能である。 （５）前記内層部と外層部は別部材で成形されていて
も、継目のない一体層に形成されているから、表面から
の熱放散にバラツキは出にくく、炉内温度が安定、かつ
均一に保持しやすい。 （６）アルミナ質繊維は内層部だけに使用しているか
ら、断熱構造の製作コストを大幅に低減できる。
成するので、下記の効果が得られる。 （１）発熱体を支持する内層部は、アルミナ質繊維を使
用しているから、耐熱材として十分な耐熱性を有する。
また内層部は高密度に成形されているので、強度に優れ
た性能が発揮される。また、加熱装置内に強制的に冷却
気体を送る場合においては、耐風速性に優れ、強風を送
っても断熱材からの発塵等は十分低く保つことができ
る。 （２）前記内層部とその外側を囲む低密度の外層部とに
より、優れた断熱性能が発揮される。 （３）高密度の内層部の外側に低密度の外層部を形成し
たものは、高温安定性に優れている。即ち、収縮による
クラックの発生に対し抑止作用があり、炉内温度の安定
化に効果がある。 （４）また前記内層部と外層部とによる断熱層は、全体
として熱容量が小さく、熱応答性が良く、急熱急冷が可
能である。 （５）前記内層部と外層部は別部材で成形されていて
も、継目のない一体層に形成されているから、表面から
の熱放散にバラツキは出にくく、炉内温度が安定、かつ
均一に保持しやすい。 （６）アルミナ質繊維は内層部だけに使用しているか
ら、断熱構造の製作コストを大幅に低減できる。
【図１】本発明の一実施例を示す加熱装置の斜視図であ
る。
る。
【図２】断熱筒体の拡大断面図である。
【図３】断熱筒体の熱伝導率を示すグラフである。
ａ1 内層部 ａ2 外層部 １ 発熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本吉 芳之 神奈川県横浜市緑区青葉台１−６−９ (56)参考文献 特開 平１−60987（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミナ質繊維／無機質充填材／無機質
バインダーからなるカサ密度０．３〜０．８ｇ／cm3の
内層部と、アルミナシリカ繊維／無機質バインダーから
なるカサ密度０．２〜０．４ｇ／cm3の外層部とが一体
層に成形され、前記内層部が発熱体の支持部とされてい
ることを特徴とする加熱装置。 - 【請求項２】 前記アルミナ質繊維の一部をアルミナシ
リカ繊維に代替したことを特徴とする請求項１に記載の
加熱装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059710A JPH0739908B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 加熱装置 |
| KR1019920003171A KR0159539B1 (ko) | 1991-02-28 | 1992-02-28 | 가열장치 |
| US07/842,984 US5229576A (en) | 1991-02-28 | 1992-02-28 | Heating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059710A JPH0739908B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04273990A JPH04273990A (ja) | 1992-09-30 |
| JPH0739908B2 true JPH0739908B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=13121040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3059710A Expired - Lifetime JPH0739908B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 加熱装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229576A (ja) |
| JP (1) | JPH0739908B2 (ja) |
| KR (1) | KR0159539B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014157369A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | ニチアス株式会社 | 金属発熱体および発熱構造体 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3174379B2 (ja) * | 1992-02-03 | 2001-06-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 加熱装置 |
| US5622639A (en) * | 1993-07-29 | 1997-04-22 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Heat treating apparatus |
| US5506389A (en) * | 1993-11-10 | 1996-04-09 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Thermal processing furnace and fabrication method thereof |
| JP2939791B2 (ja) * | 1995-05-09 | 1999-08-25 | 株式会社ニチビ | 拡散炉断熱リング |
| US6005225A (en) * | 1997-03-28 | 1999-12-21 | Silicon Valley Group, Inc. | Thermal processing apparatus |
| US6059567A (en) * | 1998-02-10 | 2000-05-09 | Silicon Valley Group, Inc. | Semiconductor thermal processor with recirculating heater exhaust cooling system |
| WO2003078910A1 (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Electric heater for thermal treatment furnace |
| US6807220B1 (en) * | 2003-05-23 | 2004-10-19 | Mrl Industries | Retention mechanism for heating coil of high temperature diffusion furnace |
| SE528334C2 (sv) * | 2004-09-16 | 2006-10-24 | Sandvik Intellectual Property | Ugnsisolering samt ugn försedd med nämnda islering |
| CN101297171B (zh) * | 2005-11-01 | 2010-12-15 | 光洋热系统株式会社 | 炉壁构成组件 |
| JP5133159B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2013-01-30 | 日本パイオニクス株式会社 | 面状ヒータ |
| US8785825B2 (en) | 2010-06-25 | 2014-07-22 | Sandvik Thermal Process, Inc. | Support structure for heating element coil |
| US20120168143A1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Poole Ventura, Inc. | Thermal Diffusion Chamber With Heat Exchanger |
| US8950470B2 (en) * | 2010-12-30 | 2015-02-10 | Poole Ventura, Inc. | Thermal diffusion chamber control device and method |
| JP5868619B2 (ja) * | 2011-06-21 | 2016-02-24 | ニチアス株式会社 | 熱処理炉及び熱処理装置 |
| JP6987017B2 (ja) * | 2018-05-14 | 2021-12-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 反応管ユニットの搬送方法 |
| CN111002344B (zh) * | 2018-10-08 | 2021-03-26 | 台达电子工业股份有限公司 | 可动机器人的散热系统 |
| DE102020202793A1 (de) * | 2020-03-04 | 2021-09-09 | Sgl Carbon Se | Elektrisch entkoppelte Hochtemperaturthermoisolation |
| SE546054C2 (en) * | 2020-06-11 | 2024-04-30 | Kanthal Ab | Electric Gas Heater and a Method for Heating a gas |
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| US4699084A (en) * | 1982-12-23 | 1987-10-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Apparatus for producing high quality epitaxially grown semiconductors |
| US4857489A (en) * | 1985-11-22 | 1989-08-15 | A. P. Green Industries, Inc. | Molten aluminum resistant ceramic fiber composition |
| US5038019A (en) * | 1990-02-06 | 1991-08-06 | Thermtec, Inc. | High temperature diffusion furnace |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP3059710A patent/JPH0739908B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-28 KR KR1019920003171A patent/KR0159539B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-28 US US07/842,984 patent/US5229576A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2014157369A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | ニチアス株式会社 | 金属発熱体および発熱構造体 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0159539B1 (ko) | 1999-02-01 |
| JPH04273990A (ja) | 1992-09-30 |
| US5229576A (en) | 1993-07-20 |
| KR920017202A (ko) | 1992-09-26 |
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