DE69928359T2

DE69928359T2 - Heizgerät mit einem aus Kohlenstoff versehenen Drahtheizelement, das in einem Quarzglasrohr eingeschlossen ist

Info

Publication number: DE69928359T2
Application number: DE69928359T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Nishiokitama-gun Toya; Tomio Nishiokitama-gun Konn; Tomohiro Nishiokitama-gun Nagata; Norihiko Nishiokitama-gun Saito; Shigeru Nishiokitama-gun Yamamura; Ken Sagamihara-shi Nakao; Takanori Sagamihara-shi Saito; Hisaei Sagamihara-shi Osanai; Toshiyuki Tachikawa Makiya
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: DE69928359D1; KR100334993B1; US6515264B2; KR20000047805A; TW469612B; EP1006754A2; EP1006754A3; US6407371B1; EP1006754B1; US20020162835A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät und insbesondere auf ein stangenförmiges oder ein plattengleiches Heizgerät, welches ein Kohlenstoffdraht-Heizelement mit einem darin abgedichteten Quarzglaselement verwendet.
In unterschiedlichen Hitzebehandlungs-Atmosphären ist bei Oxidationsbehandlungen, Diffusions- oder chemischen Bedampfungs- (CVD) Behandlungen, die während des Halbleiter-Fertigungsverfahren durchgeführt werden, eine strikte Temperatursteuerung erforderlich.
In dem Halbleiter-Fertigungsverfahren ist des Weiteren eine strikte Temperatursteuerung für ein flüssiges Ätzmittel, ein Schleifmittel oder Ähnliches, wie es in anderen Reinigungs- oder Schleifverfahren verwendet wird, erforderlich.
Ein stangenförmiges oder plattengleiches Heizgerät wird für diese Temperatursteuerung in solchen Verfahren häufig verwendet.
Als ein Beispiel für solche Heizgeräte wurde ein Heizgerät vorgeschlagen, das ein aus Wolfram-Material bestehendes Heizelement aufweist, dessen Außenseite von einem Quarzglasrohr bedeckt wird.
Da solch ein stangenförmiges oder ein plattengleiches Heizgerät direkt in einen mit einem flüssigen Ätzmittel, einem Schleifmittel oder Ähnlichem befüllten Vorratstank getaucht wird, bleibt ein technisches Problem ungelöst, dass, sobald das das Heizelement bedeckende Quarzglasrohr brechen sollte, das flüssige Ätz- oder Schleifmittel einer metallischen Kontamination ausgesetzt wird, was zu einer Kontamination der Chips führt, die geschliffen oder gereinigt werden sollen.
Auch wenn das Quarzglasrohr nicht gebrochen ist, findet über das Quarzglas-Heizgerät des Heizelements eine allmähliche Kontaminierung des flüssigen Ätz- oder des Schleifmittels statt.
Die Erfinder haben bereits in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. JP 2000-021890 ein Heizgerät für die Halbleiterfertigung vorgeschlagen, welches ein Kohlenstoffdraht-Heizelement verwendet, dessen Verwendung im Vergleich mit den Metall-Heizelementen vorteilhaft ist.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement wird durch Verbinden sehr feiner Kohlenfäden zu einem Kohlenfaserbündel und das Verweben einer Vielzahl solcher Kohlenfaserbündel gefertigt.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement hat im Vergleich zu dem konventionellen Metall-Heizelement eine geringe Wärmekapazität, um exzellente Temperatur-Anstiegs- und Absenkungs-Eigenschaften sowie einen exzellenten Wärmewiderstand in einer nicht oxidierenden Atmosphäre zu gewährleisten.
Da eine Vielzahl an feinen Kohlenfäden zu einem Kohlenfaserbündel verwoben ist, weist das auf diese Art gefertigte Kohlenstoffdraht-Heizelement Vorteile auf, so wie mehr Flexibilität als ein Heizelement aus einem festen Kohlenmaterial, und es ist leicht das Material in verschiedene Strukturen und Formen zu verarbeiten.
Die internationale Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. WO 94/28693 offenbart eine Infrarot-Strahlungsquelle, umfassend ein aus einer Vielzahl von Kohlefasern ausgeformtes elektrisches Leiterelement und Verbindungsmittel zum Verbinden der elektrischen Leiterelemente mit einem elektrischen Stromversorgungsgerät, wobei die Verbindungsmittel mindestens ein aus Kohlenstoff ausgeformtes Versorgungselement beinhalten und an einem Ende des elektrischen Leiterelements befestigt sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten technischen Probleme zu lösen, mit denen das stangenförmige oder ein plattengleiches Heizgerät durch Verwendung des Kohlenstoffdraht-Heizelements konfrontiert wird, und das Ziel ist es, ein Heizgerät zur Verfügung zu stellen, welches geeignet ist, die Temperatur des nassen Ätzmittels, des Schleifmittels oder Ähnlichen durch ein direktes Eintauchen in den Vorratstank anzuheben.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere das Ziel, ein Heizgerät zur Verfügung zu stellen, welches die metallische Kontaminierung des nassen Ätzmittels, des Schleifmittels oder Ähnlichen verhindern kann und welches eine mechanische Festigkeit gegen jeglichen Bruch im Falle des direkten Eintauchens in den Vorratstank des nassen Ätzmittels oder des Schleifmittels aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Heizgerät zur Verfügung, in dem ein Kohlenstoffdraht-Heizelement in einem Glaselement angeordnet ist und das einen abgedichteten Anschlussabschnitt umfasst, der eine Verbindungslinie zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Kohlenstoffdraht-Heizelement beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der abgedichtete Anschlussabschnitt derart angeordnet ist, dass jedes Ende des Kohlenstoffdraht-Elements durch komprimierte Draht-Kohlenstoffelemente gehalten wird, die in zumindest ein Glasrohr geladen sind, dass die jeweiligen Verbindungslinien zum externen Zuführen von elektrischer Energie an den Draht-Kohlenstoffelementen fixiert sind, und dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement elektrisch durch die Draht-Kohlenstoffelemente mit den Verbindungslinien verbunden ist.
Die sich auf das Heizgerät beziehende vorliegende Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinien in komprimierter Form zwischen den Kohlenstoffdraht-Elementen gehalten werden. Der Kohlenstoffgehalt des Kohlenstoffdrahts führt eine Reduzierungsreaktion aus, um die Oxidierung der Verbindungslinien zu verhindern, mit dem Ergebnis, dass keine Erzeugung von Funken die Oxidation der Verbindungslinien begleitet.
Da des Weiteren das Kohlenstoffdraht-Heizelement und die Verbindungslinien an den Drahtkohlenstoff-Elementen mit den Drahtkohlenstoff-Elementen an ihren komprimierten Abschnitten verbunden sind, wird eine Lösung der Verbindungen infolge der hohen Temperatur des Kohlenstoffdraht-Heizelements verhindert, was eine gute elektrische Verbindung gewährleistet.
Da darüber hinaus das Kohlenstoffdraht-Heizelement verwendet wird, wird die metallische Kontaminierung des nassen Ätzmittels, des Schleifmittels und Ähnlichem mittels des Glasrohrs des Heizelements verhindert.
Es wird bevorzugt, dass das Kohlenstoffdraht-Element und das Kohlenstoffdraht-Heizelement in einem komprimierten Zustand gehalten werden, um sich im Wesentlichen parallel zu einer Achse des Quarzglasrohr-Abschnitts mit dem kleinen Durchmesser zu erstrecken.
Weiterhin wird bevorzugt, dass jedes der Drahtkohlenstoff-Elemente und das Kohlenstoffdraht-Heizelement durch Verbinden einer Vielzahl von Kohlenstofffasern zu einem Kohlenstofffaserbündel und durch Verweben einer Vielzahl solcher Kohlenstofffaserbündeln zu einem geknüpften Seil oder einem Zopf hergestellt werden.
Da die Drahtkohlenstoff-Elemente und das Kohlenstoffdraht-Heizelement parallel zu der Achse des kleinen Durchmessers des Glasrohrs in einem komprimierten Zustand angeordnet sind, wird sich auf diese Art und Weise die Verbindung zwischen den Drahtkohlenstoff-Elementen und dem Kohlenstoffdraht-Heizelement nicht lösen und auf diese Art wird eine gute elektrische Verbindung gewährleistet.
Die Drahtkohlenstoff-Elemente und das Kohlenstoffdraht-Heizelement, die aus einem aus einer Vielzahl von Faserbündeln geknüpften Seil oder einem Zopf bestehen, von denen jedes durch Verbinden von Kohlenstofffasern hergestellt wird, weisen eine besondere Elastizität in Richtung des kleinen Durchmessers des Glasrohrs auf, um eine positive Erhaltung der Verbindungslinien ohne die Wahrscheinlichkeit eines Lösens sicherzustellen, mit dem Ergebnis, dass eine gute elektrische Verbindung aufrechterhalten wird.
Es wird bevorzugt, dass der Abschnitt des Glasrohrs mit dem kleinen Durchmesser darin ein oder mehrere Kohlenstoffdraht-Heizelemente unterbringt und mit einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen beladen ist und es wird auch bevorzugt, dass die Drahtkohlenstoff-Elemente aus einem identischen Material zu einander ausgeformt sind und die Anzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente das Fünf- oder Mehrfache der Kohlenstoffdraht-Heizelemente beträgt.
Auf diese Weise kann für den Fall, dass die Anzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente gleich oder größer als die Anzahl der Kohlenstoffdraht-Elemente ist, die Wärme des Drahtkohlenstoff-Materials abgesenkt werden.
Ebenso wird aufgrund des Anordnens der Drahtkohlenstoff-Elemente zwischen dem Kohlenstoffdraht-Heizelement und der Verbindungslinie die Leitung der Wärme von dem Kohlenstoffdraht-Heizelement auf diese Art die Verschlechterung des Abdichtungsanschluss-Abschnitts infolge der hohen Temperatur verhindern.
Insbesondere in dem Fall, dass die Anzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente das Fünf- oder Mehrfache der Anzahl der Kohlenstoffdraht-Heizelemente beträgt, tritt ein bemerkenswerter Effekt auf.
Es wird bevorzugt, dass der Abdichtungsanschluss-Abschnitt einen Glasabschnitt, einen gestaffelten Abdichtungsabschnitt und einen Wolframglas-Abschnitt beinhaltet, und in der Verbindungslinie mittels Abschnürung an dem Wolframglas-Abschnitt abgedichtet ist, und dass der Glasabschnitt mit einem Ende des anderen Glasrohrs verschmolzen ist.
Da der den Abdichtungsanschluss-Abschnitt bildende Glasabschnitt auf diese Art zusammengesetzt ist, wird die Struktur des Abdichtungsanschluss-Abschnitts vereinfacht und die Anzahl der involvierten Teile und Arbeitsstunden reduziert. Der durch Verschmelzung mit dem anderen Glasrohr zu integrierende Glasabschnitt beinhaltet den Glasabschnitt, den gestaffelten Abdichtungsabschnitt und einen Wolframglas-Abschnitt. Deshalb wird eine Beschädigung bei hoher Temperatur verhindert.
Es wird auch bevorzugt, dass der Abdichtungsanschluss-Abschnitt einen Glasstecker umfasst, dessen äußerer Umfang von einer Vielzahl von Nuten ausgeformt wird, wobei jede eine der inneren und eine der äußeren Verbindungslinien hält, und dass er Leitungsfolien für eine elektrische Verbindung einer der inneren Verbindungslinien mit einer der äußeren Verbindungslinien umfasst und der Glasstecker auf solche Weise angeordnet ist, um darin die inneren und äußeren Verbindungslinien anzuordnen, so dass deren Enden aus dem Glasstecker hervorstehen, und einen Schließabschnitt zum Verschließen eines Endes des Glasabschnitts, worin das andere Ende des Glasabschnitts mit dem Ende des anderen Glasrohrs verschmolzen ist.
Da das Kohlenstoffdraht-Heizelement und die Drahtkohlenstoff-Elemente auf diese Art in einem komprimierten Zustand angeordnet sind, erleichtert nur die Einführung der inneren Verbindungslinien des Abdichtungsanschluss-Abschnitts in den komprimierten Abschnitt die Verbindung des Kohlenstoffdraht-Heizelements und des Abdichtungsanschluss-Abschnitts. Da eine positive Verbindung gesichert ist, werden des Weiteren Unfälle infolge von Funken oder Kurzschlüssen verhindert.
Es wird des Weiteren bevorzugt, dass das ersterwähnte Glasrohr ein haarnadel- oder spiralförmiges Glasrohr mit kleinem Durchmesser hat, welches darin das Kohlenstoffdraht-Heizelement abdichtet.
Da das ersterwähnte Glasrohr ein haarnadel- oder spiralförmiges Glasrohr hat, so dass das Glasrohr, welches das Kohlenstoffdraht-Heizelement abdichtet, in der Form eines einheitlichen Rohrelements vorgesehen ist, wird die thermische Kapazität des Heizelements-Abdichtungsabschnitts gesenkt, was ein Heizgerät mit einer schnellen thermischen Reaktion bewirkt.
Es wird auch bevorzugt, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement und das Glasrohr in einem anderen Glasrohr abgedichtet sind, wobei das andere Glasrohr einen kleineren Durchmesser als das ersterwähnte hat.
Es wird auch bevorzugt, dass das ersterwähnte Glasrohr, das mit dem komprimierten Drahtkohlenstoff-Element beladen ist, integral oder gesondert unter dem Glasstecker, der mit Nuten zur Aufnahme des Kohlenstoffdraht-Heizelements ausgeformt ist, vorgesehen ist, wobei der Glasstecker, der das Kohlenstoffdraht-Heizelement an seiner äußeren Oberfläche aufnimmt und das ersterwähnte Glasrohr durch ein anderes Glasrohr eingeschlossen wird, wobei der Glasstecker eine äußere Oberfläche hat, um mit dem anderen Glasrohr durch Verschmelzung verbunden zu werden. Auf diese Weise wird ein Heizgerät mit einer höheren mechanischen Stärke und Zuverlässigkeit durch die Verschmelzung der äußeren Oberfläche des Glassteckers mit dem anderen Glasrohr erzielt.
In diesem Zusammenhang steht in Bezug auf die vorliegende Erfindung das ersterwähnte Glasrohr in dieser Verbindung für einen inneren Durchmesser von zumindest etwa 5 bis 15mm (vorzugsweise 5 bis 15mm). Es wird nicht bevorzugt, dass der innere Durchmesser des Abschnitts des ersterwähnten Glasrohrs, in dem eine Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen in einem komprimierten Zustand angeordnet ist, kleiner als 5mm ist, weil die resultierenden Wärmewerte zu groß sind, und ein Durchmesser größer als 15mm wird auch nicht bevorzugt, weil das Heizgerät zu groß werden kann.
Die Dicke des ersterwähnten Glasrohrs ist des Weiteren etwa 1 bis 2mm (vorzugsweise 1 bis 2mm) und das andere Glasrohr steht in Bezug auf die vorliegende Erfindung für ein Glasrohr, das einen inneren Durchmesser größer als die Summe der äußeren Durchmesser von zumindest 2 Glasrohren mit kleinen Durchmessern hat; das bedeutet ein Glasrohr, dessen innerer Durchmesser 14mm überschreitet.
Es wird weiter bevorzugt, dass das ersterwähnte oder das andere Glasrohr aus einer länglichen ersten flachen Glasplatte, welche mit Nuten zur Aufnahme des Kohlenstoffdraht-Heizelements ausgeformt ist, und einem zweiten Glasplattenkörper besteht, die mit dem ersten flachen Glaskörper verschmolzen wird, um die Nuten zu verschließen.
Auf diese Weise ist es möglich, ein längliches flaches plattenähnliches Heizelement durch die Verwendung des länglichen flachen plattenähnlichen Glasgehäuses auszuformen, so dass ein Heizgerät mit einer hohen mechanischen Stärke und Zuverlässigkeit erreicht wird.
In dieser Verbindung wird das das Kohlenstoffdraht-Heizelement abdichtende ersterwähnte Glasrohr nicht auf ein gewöhnliches zylindrisches Rohr beschränkt, sondern beinhaltet ein an dem länglichen plattenähnlichen Glaskörper angeschmolzenes längliches plattenähnliches Element.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind zwei separate Abdichtungsanschluss-Abschnitte vorgesehen, wobei jeder einen Glasabschnitt, einen abgestuften Glasabschnitt, und einen Wolframglasabschnitt, in welchem die Verbindungslinien an den Wolframglasabschnitten abgedichtet sind, beinhalten, während der Glasabschnitt mit einem Glasrohr verschmolzen ist, um das Kohlenstoffdraht-Heizelement anzubringen. Auf diese Weise aufgebaut, ist es möglich, eine Glimmentladung zwischen den Verbindungslinien positiv zu verhindern.
Es wird auch bevorzugt, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement zumindest teilweise in einem hohlen Abschnitt eines plattenähnlichen Glasgehäuse angeordnet ist, welches einen Teil des Glasrohrs definiert, und das jedes Ende des Kohlenstoffdraht-Heizelements aus dem plattenähnlichen Glasgehäuse herausgezogen ist und innerhalb der anderen Teile des Glasrohrs angeordnet ist. Auf diese Weise integral verschmolzen, wird eine hohe mechanische Stärke erzielt.
Auf diese Weise ist das Heizgerät der Erfindung zum direkten Eintauchen in den ein flüssige Ätz- oder ein Schleifmittel enthaltenden Vorratstank geeignet.
Die Erfindung trägt besonders zur Verhinderung von metallischer Kontamination des flüssigen Ätz- oder Schleifmittels bei und es gibt keine Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung, selbst wenn es direkt in den das flüssige Ätz- oder Schleifmittel enthaltenden Vorratstank getaucht wird, eine hohe mechanische Stärke gewährleistet wird.
In verschiedenen Wärmebestrahlungen der Halbleiter zusammen mit einer hohen mechanischen Festigkeit und einem langen Serviceleben zeigt das Heizgerät der Erfindung weiter bemerkenswerte Effekte zur Verhinderung von metallischer Kontamination in einer Wärmebehandlungs-Atmosphäre.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ein stangenförmiges Heizgerät;
2a ist ein längs verlaufender Querschnitt der in 1 gezeigten Verbindungslinien und dem damit verbundenen Kohlenstoffdraht-Heizelement;
2b ist ein seitlicher Querschnitt hiervon;
3 ist ein Grundriss des Kohlenstoffdraht-Heizelements und seines Kohlenstoff-Materials, das in dem stangenförmigen Heizgerät in 1 verwendet wird;
4 ist eine perspektivische Darstellung, die einen abgedichteten Anschluss zeigt, der in dem stangenförmigen Heizgerät in 1 verwendet wird;
5a ist ein Grundriss der Verbindungslinien und der damit verbundenen leitfähigen Folien, die in dem stangenförmigen Heizgerät in 4 verwendet werden;
5b ist eine Seitenansicht des Ganzen;
6 ist eine perspektivische Darstellung eines Quarzglaskörpers, der in dem abgedichteten Anschluss in 4 verwendet wird;
7a ist eine generelle perspektivische Darstellung der sich auf das stangenförmige Material beziehenden zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7b ist eine Explosionsdarstellung des Hauptabschnitts der 7;
8 ist eine partielle Seitendarstellung der sich auf das stangenförmige Heizgerät beziehenden dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine perspektivische Darstellung des in dem stangenförmigen Heizgeräts der 8 verwendeten abgedichteten Anschlusses;
10 ist eine perspektivische Darstellung der sich auf das stangenförmige Heizgerät beziehenden vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11a ist eine perspektivische Darstellung des in 10 gezeigten Quarzglaskörpers;
11b ist ein Querschnitt des Quarzglasrohrs;
12 ist eine erläuternde Darstellung des Quarzglaskörpers und des Quarzglasrohrs, die durch Verschmelzung miteinander verklebt werden;
13a bis 13d sind durchgehend Darstellungen, die den Herstellungsprozess einer Änderung der sich auf das stangenförmige Heizgerät beziehenden zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
14 ist ein Querschnitt eines Teils der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein stangenförmiges Heizgerät zeigt;
15 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein plattenähnliches Heizgerät zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die vorliegende Erfindung erläutert.
In diesem Zusammenhang ist 1 eine perspektivische Darstellung der sich auf das stangenförmige Heizgerät beziehenden ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2a und 2b sind Darstellungen der inneren verbunden Verbindungslinien, welche mit dem in 1 gezeigten Kohlenstoffdraht-Heizelement; 3 ist eine Darstellung des Kohlenstoffdrahts; und 4 ist eine perspektivische Darstellung, die einen darin verwendeten abgedichteten Anschluss zeigt.
5a und 5b sind Darstellungen der inneren und äußeren Verbindungslinien und den damit verbundenen, in 4 verwendeten leitfähigen Folien; 6 ist eine perspektivische Darstellung eines in dem abgedichteten Anschluss in 4 verwendeten Quarzglaskörpers.
Das in 1 gezeigte stangenförmige Heizgerät besteht aus einem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2; einem Quarzglasrohr 3 mit kleinem Durchmesser, das einen haarnadelförmigen Aufbau aufweist und dessen sich gegenüberliegende Enden offen sind; Drahtkohlenstoff-Elemente A, die in das Rohr 3 an den entgegen gesetzten Endabschnitten 3a und 3b beladen sind und sich in einem komprimierten Zustand befinden; ein Quarzglasrohr 4 mit großem Durchmesser, welches an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist, um das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinem Durchmesser darin anzuordnen; und einen an das offene Ende des Quarzglasrohrs 4 mit dem großem Durchmesser angeschlossenen abgedichteten Anschlussabschnitt 10, wo der Anschlussabschnitt mit der inneren Verbindungslinien 11a und 11b ausgestattet ist, um mit dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 und den äußeren Verbindungslinien 12a und 12b verbunden zu werden, um so mit Energie versorgt zu werden.
Das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser ist an der Innenseite des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser an dessen Oberseite mittels eines Fixierteils 5 abgesichert.
Das Fixierteil 5 ist durch Ausformung eines Vorsprungs an der Oberseite des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser vorgesehen, und durch ein Verschmelzen der Vorstehung von außerhalb des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser mit dem Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser darin angeordnet und verklebt diese durch die Verschmelzung.
Wie in 3 gezeigt, ist das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 durch Bindung einer Vielzahl von Kohlenstofffasern in Faserbündel und durch eine Verwebung einer Vielzahl solcher Faserbündel in ein drahtförmiges Kabel hergestellt.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 ist in das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser eingeführt, um sich so weit wie die sich gegenüber liegenden offenen Endabschnitten 3a und 3b oder in die Nähe derselben auszudehnen, wie in 2a gezeigt ist.
Wie in 3 zu sehen, sind darüber hinaus beide sich gegenüberliegenden Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser mit dem komprimierten Drahtkohlenstoff-Element A beladen.
Deshalb ist, wie in den 2a und 2b gezeigt, das Kohlenstoff-Heizelement 2 in den komprimierten Drahtkohlenstoff-Elementen, die sich auch in einem komprimierten Zustand befinden, eingebettet.
Die Kohlenstoffdraht-Elemente A und das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 sind so angeordnet, dass sie sich dort im Wesentlichen parallel zur Achse der offenen Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser in einem komprimierten Zustand erstrecken.
In 1 wird das haarnadelförmig gebogene Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser gezeigt, aber das Rohr 3 darf nicht auf diesen Aufbau beschränkt werden, sondern darf auch wie der Buchstabe W geformt sein oder, falls notwendig, in Spiralform.
1 zeigt im Weiteren das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser mit den sich gegenüber liegenden offenen Endabschnitten 3a und 3b auch schon in integraler Form, wobei die sich gegenüber liegenden offenen Endabschnitte 3a und 3b separiert sein dürfen, um nachher durch Verschmelzung an den Enden des haarnadelförmigen Quarzglasrohrs mit dem kleinen Durchmesser verklebt zu werden.
Als konkretes Beispiel des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 wird zuerst ein Kohlenstoffdraht durch Bindung von 300 bis 350 Kohlenstofffasern hergestellt, die jede einen Durchmesser von 5 bis 15 μm, zum Beispiel 7 μm aufweisen. Dann wird eine Vielzahl von ungefähr 9 solcher Bündel in einen Kohlenstoffdraht in Form eines gestrickten Kabels verwoben, wobei ein Zopf einen Durchmesser von 2 mm aufweist, um als Kohlenstoffdraht verwendet zu werden.
In dem Kohlenstoffdraht ist die Webspanne des Kohlenstoffdrahts 2 bis 5mm oder ähnlich, während die Oberflächen-fluffings des Kohlenstoffdrahts 2 bis 2,5 mm hoch oder ähnlich ist.
In diesem Zusammenhang bezeichnet „fluffing" einen Teil einer gebrochenen, von der äußeren Oberfläche des Kohlenstoffdrahts hervorstehenden Kohlenstofffaser, wie durch die Nummer a in 3 gezeigt.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 ist vorzugsweise so konstruiert, dass das fluffing a alleine in Kontakt mit der inneren Wand des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser steht, während der Körper des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 dies nicht ist.
Auf diese Art wird die Reaktion des Quarzglases (SiO₂) und des Kohlenstoffgehalts (C) des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 bei einer hohen Temperatur minimiert, so dass eine Verschlechterung des Quarzglases und eine Verminderung der Dauerhaftigkeit des Kohlenstoffdrahts vermieden werden.
Um eine solche Konstruktion zu realisieren, muss der innere Durchmesser des Quarzglases mit dem kleinen Durchmesser in Übereinstimmung mit dem Durchmesser und der Anzahl der Kohlenstofffasern in dem Kohlenstoffdraht-Heizelement ausgewählt werden.
Im Hinblick auf die Einheitlichkeit der Erwärmung, der Dauerhaftigkeit, Stabilität und Stauberzeugung sind die Kohlenstofffasern vorzugsweise von hoher Reinheit.
Insbesondere dann, wenn das Heizgerät 1 für die Wärmebehandlung der Chips in dem Herstellungsverfahren der Halbleiter zuständig ist, ist der Aschegehalt in den Kohlenstofffasern vorzugsweise geringer als 10 ppm (Japanischer Industriestandard JIS R 72223-1979). Ein Aschegehalt von weniger als 3 ppm ist des Weiteren noch mehr zu bevorzugen.
Nun wird ein konkretes Beispiel eines Kohlenstoff-Elements A erläutert. Drahtkohlenstoff-Elemente A werden auf die gleiche Art und Weise wie in den Kohlenstoffdrähten durch Bindung von 300 bis 350 Kohlenstofffasern, die jede einen Durchmesser von 5 bis 15 μm aufweisen, zum Beispiel 7 μm, zu einem Bündel hergestellt. Etwa 9 solcher Bündel werden in Form eines gestrickten Kabels oder eines Zopfes in einen Drahtkohlenstoff verwoben.
In dem Drahtkohlenstoff ist die Webespanne 2 bis 5mm, während das Oberflächen-fluffing der Kohlenstofffasern 0.5 bis 2.5 mm oder ähnlich ist.
In diesem Zusammenhang bezeichnet „fluffing" einen Teil eines gebrochenen Kohlenstoffdrahts, der von der äußeren Oberfläche desselben hervorsteht, wie durch die Nummer a in 3 gezeigt.
Unter Berücksichtigung der Form eines gestrickten Kabels oder Zopfes bestehen die Drahtkohlenstoff-Elemente A vorzugsweise aus dem gleichen oder wenigstens aus einem ähnlichen Material wie das des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2. In diesem Zusammenhang meint „das gleiche" vorzugsweise den gleichen Kohlenstofffaser-Durchmesser, die gleiche Anzahl von gebundenen Kohlenstofffasern, die gleiche Anzahl an Faserbündeln, das gleiche Strickverfahren, die gleiche Webespanne, das gleiche fluffing und das gleiche Material.
Und wenn die Kohlenstoffdrähte wie in dem Fall des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 zur Wärmebehandlung der Chips in der Halbleiterherstellung verwendet werden, wird bevorzugt, dass der Aschegehalt in den Kohlenstofffasern der Drahtkohlenstoff-Elemente A kleiner als 10 ppm ist. Der Aschegehalt in den Kohlenstofffasern ist noch bevorzugter kleiner als 3 ppm.
Die Anzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente, die in den sich gegenüber liegenden Endabschnitten 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser angeordnet sind, ist vorzugsweise gleich oder höher als die des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2. Noch bevorzugter ist es, wenn fünf oder mehr Kohlenstoffdraht-Elemente A für das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 zur Verfügung stehen.
Um die Anzahl der Kohlenstoffelemente A um mehr als das Fünffache der Kohlenstoffdraht-Heizelemente zu erhöhen, stehen zum Beispiel ausdrücklich vierzehn Drahtkohlenstoff-Elemente A für ein Kohlenstoffdraht-Heizelement 2, oder zwölf Drahtkohlenstoff-Elemente A für zwei Kohlenstoffdraht-Heizelemente 2 zur Verfügung.
Die Kohlenstoffdraht-Heizelemente 2 und die Drahtkohlenstoff-Elemente A sind aus 300 bis 350 Kohlenstofffasern zusammengesetzt, die jede einen Durchmesser von 7 μm haben und in ein Faserbündel gebunden sind, und neun dieser Faserbündel sind zu einem gestrickten Kabel oder einem Zopf mit 2mm Durchmesser verwebt, welche einen elektrischen Widerstand von 10⫾/1m/Stück bei Raumtemperatur und oder 5⫾/1m/Stück bei einer Temperatur von 1.000°C aufweisen.
Wenn sie gebunden sind, liegt der elektrische Widerstand von fünf solchen Kohlenstoffdrähten liegt bei 2⫾/1m/Stück bei Raumtemperatur und 1⫾/1m/Stück bei einer Temperatur von 1.000°C.
Wenn fünf (5) solcher Kohlenstoffdraht-Elemente A in den kleinen Quarzglasrohren 3a und 3b komprimiert sind, liegt der elektrische Widerstand deshalb um etwa 2⫾/1m/Stück bei Raumtemperatur und 1⫾/1m/Stück bei einer Temperatur von 1,000°C, was bedeutet, dass der elektrische Widerstand auf ein Fünftel (1/5) dessen gesenkt wurde: das bedeutet 1/(die Anzahl der Stücke).
Im Ergebnis hiervon wird die durch die Drahtkohlenstoff-Elemente produzierte Wärme wie im Vergleich mit der von dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 produzierten Wärme drastisch reduziert.
Die zwischen dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 und den inneren Verbindungslinien 11a und 11b eingreifenden Drahtkohlenstoff-Elemente A minimieren die Wärme, welche von dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 auf die inneren Verbindungslinien 11a und 11b übertragen werden kann, so dass eine Verschlechterung des abgedichteten Abschnitts 10 infolge einer hohen Temperatur vermieden wird.
Wie im Fall des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 wird die Reaktion des Quarzglases (SiO₂) mit dem Kohlenstoff (C) der Drahtkohlenstoff-Elemente A bei einer hohen Temperatur minimiert, so dass die Verschlechterung des Quarzglases und die Reduzierung der Dauerhaftigkeit des Kohlenstoffdrahts verhindert wird.
Die Verbindung zwischen dem abgedichteten Abschnitt 10 und der inneren Verbindungslinien des abgedichteten Abschnitts 10 und dem Kohlenstoffdraht-Heizelement wird jetzt in Bezug auf 4 bis 6 erläutert.
Wie im Vorhergehenden erwähnt, sind die Drahtkohlenstoff-Elemente A innerhalb der offenen Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser komprimiert.
Die 1 und 2 zeigen, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 in dem Drahtkohlenstoffelementen A aufgenommen ist, während die inneren Verbindungslinien 11a und 11b in dem abgedichteten Abschnitt 10 aufgenommen sind, was später erläutert wird.
Der Abdichtungsanschluss-Abschnitt 10 besteht aus den inneren Verbindungslinien 11a und 11b, um mit dem komprimierten Abschnitt des Kohlenstoffdrahts, welcher in den offenen Endabschnitten 8a und 8b des Quarzglasrohrs 8 mit dem kleinen Durchmesser aufgenommen ist, verbunden zu werden; die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b werden mit einer nicht gezeigten Energiequelle verbunden; ein Quarzglasabschnitt 13, welcher einen Durchmesser aufweist, um in dem Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser aufgenommen zu werden; ein Quarzglasstecker 14, um eng in die innere Wand des Quarzglasabschnitts 13 zu passen; in der äußeren Oberfläche des Quarzglaskörpers 14 ausgeformte Nuten 14a, um die inneren und äußeren Linien zu sichern; Molybdänfolien (Mo) 15a und 15b, die elektrisch mit den inneren und äußeren Verbindungslinien verbunden werden, um in der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers 14 gesichert zu sein; und einen Schließabschnitt 16 zum Schließen des Endes des Quarzglasabschnitts 13.
Obwohl 1 einen Quarzglasabschnitt 13 zeigt, der einen geeigneten Durchmesser aufweist, um in das Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser eingeführt zu werden, gibt es im Hinblick darauf keine Beschränkung in dieser Hinsicht und der Quarzglasabschnitt 13 kann einen Durchmesser aufweisen, der groß genug ist, um das Quarzglasrohr 4 darin aufzunehmen.
Der Quarzglasabschnitt 13 kann einen gleichen Durchmesser wie das Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser haben, vorausgesetzt dass das Quarzglasabschnitt 13 und das Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser durch Schmelz- oder Schweißmittel integriert werden können.
Die inneren Verbindungslinien 11a und 11b und die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b sind aus Molybdän (Mo) oder Wolframstangen (W) gefertigt, die einen Durchmesser von 1 bis 3 mm aufweisen.
Die Durchmesser der inneren Verbindungslinien 11a und 11b und der äußeren Verbindungslinien 12 und 12b können als notwendig ausgewählt werden, obwohl ein Durchmesser, der zu klein ist, zu einem größeren elektrischen Widerstand führen kann, was nicht wünschenswert ist.
Auf der anderen Seite ist ein zu großer Durchmesser nicht wünschenswert, weil die Größe des Anschlusses zunimmt.
Um die einfache Verbindung der inneren Verbindungslinien 11a und 11b an den Kohlenstoffdrähten zu gewährleisten, werden die in dem Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser komprimierten Kohlenstoffelemente A an den Enden der inneren Verbindungslinien 11a und 11b zugespitzt.
Die Endabschnitte der inneren Verbindungslinien 11a und 11b und die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b sind in den Nuten 14a angeordnet, welche in der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers 14 derart ausgeformt sind, dass die äußeren Oberflächen der angeordneten inneren Verbindungslinien 11a und 11b und der äußeren Verbindungslinien 12a und 12b nicht übertrieben aus der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers 14 herausragen.
Im Weiteren sind die inneren Verbindungslinien 11a und 11b und die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b elektrisch durch den Quarzglasstecker 14 isoliert, wenn er, während er durch die Molybdänfolien 15a und 15b (Mo) elektrisch verbunden wird, in den Nuten 14a angeordnet ist.
Die inneren Verbindungslinien 11a und 11b und die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b sind durch die Molybdänfolien 15a und 15b an einer Oberfläche derselben mit einem vorab bestimmten Abstand, wie in 5 zu sehen, durch Punktverschweißung elektrisch verbunden und an einem oberen und unteren Abschnitt derselben fixiert.
Die Punktverschweißung wird aus der Richtung b in 5 ausgeführt. Die Molybdänfolien 15a und 15b, an welchen die inneren Verbindungslinien 11a und die äußeren Verbindungslinien 12a an der äußeren Oberfläche des Quarzglaskörpers 14 fixiert sind, erstrecken sich entlang deren äußeren Oberfläche:
Um einen Kurzschluss der Molybdänfolien 15a und 15b zu vermeiden, ist des Weiteren zwischen ihnen ein vorab bestimmter Abstand S vorgesehen.
Des Weiteren gibt es einen aus Bindemittel (cement) bestehenden Schließabschnitt 16, der pulverisierte Tonerde (Al₂O₃) als Hauptbestandteil zur Vermeidung einer Oxidation der Molybdänfolien 15a und 15b und der äußeren Verbindungslinien 12a und 12b enthält.
Das Bindemittel wird zum Beispiel durch Hinzufügung von Wasser zu der pulverisierten Tonerde und ein Trocknen der Beimischung bei einer Temperatur von 200°C zum Aushärten hergestellt.
Bei einer Temperatur von 350°C oder mehr reagieren die Molybdänfolien 15a und 15b mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit und expandieren während der Oxidation im Volumen.
Der Schließabschnitt 16 sperrt die Außenatmosphäre derart aus, dass die Ausdehnung der Molybdänfolien 15a und 15b vermieden wird, um ein Brechen des Quarzglasrohrs zu verhindern.
Anstelle des Bindemittel-Elements (Al₂O₃) kann als Steckerelement ein Harz oder Bindemittel verwendet werden, der pulverisiertes SiO₂ verwendet, aber in Hinsicht auf den Wärmewiderstand und ein Verhindern einer Bildung von Trockensäcken wird bevorzugt, ein Bindemittel-Element, welches Tonerde (Al₂O₃) als Hauptbestandteil hat, zu verwenden.
In diesem Zusammenhang ist die Reihenfolge für die Herstellung des stangenförmigen Heizgeräts in der ersten Ausführungsform im Prinzip die folgende.

(1) Die Herstellung des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 und die Anordnung desselben in dem Quartzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser (die Verbindung einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A und des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 an den sich gegenüber liegenden Endabschnitten des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser beinhaltend)
(2) Die Herstellung des abgedichteten Anschlussabschnitts 10, der die inneren Verbindungslinien 11a und 11b und die äußeren Verbindungslinien 12a und 12b verbindet;
(3) Die Einsatzverbindung der inneren Verbindungslinien 11a und 11b des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 in eine Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A, die an den sich gegenüber liegenden Endabschnitten des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser angeordnet sind.
(4) Die Verschmelzverbindung der Außenseite des Biegeabschnitts des haarnadelförmigen Glasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser an das geschlossene Ende des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser.
(5) Die Verschmelzverbindung des inneren Verbindungslinienseitenende-Abschnitts des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 an das offene Ende des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser, dessen eines Ende geschlossen ist, um das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser im Allgemeinen zu bedecken (in diesem Fall kann ein nicht gezeigtes Abzweigrohr durch Vorab-Verschmelzung zur Weiterentwicklung mit der Wand des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser verbunden werden, um ihm Stickstoff zuzuführen, während die Verschmelzungsverbindung mit einem Wasserstoffsäure-Brenner betrieben wird.
(6) Und schließlich wird der innere Druck des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser und des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 auf weniger als 2 Torr und vorzugsweise auf weniger als 1 Torr abgesenkt, bevor die Verbindungsseitenenden des Abzweigrohrs durch den Wasserstoffsäure-Brenner erhitzt werden, bis sie geschlossen sind, und dann werden die Abzweigrohre entfernt.

In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die offenen Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser mit komprimierten Drahtkohlenstoff-Elementen A und wiederum in die Drahtkohlenstoff-Elemente A zusammen mit den inneren Durchmesserlinien 11a und 11b geladenen Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 beladen.
In diesem Zusammenhang können die offenen Enden des Quarzglasrohrs mit dem kleinen Durchmesser eine beträchtlich größere Größe aufweisen, als das Quarzglas mit dem kleinen Durchmesser in dem Fall, dass beabsichtigt ist, die Anzahl der angeordneten Drahtkohlenstoff-Elemente A zu erhöhen.
Da der Kohlenstoffdraht, aus dem das Kohlenstoff-Element A besteht, durch Bindung feiner Kohlenstofffasern zu Kohlenstoffbündeln hergestellt wird, und eine Vielzahl solcher Kohlenstoffbündel in ein gestricktes Kabel oder einen Zopf verwoben wird, beinhaltet das gestrickte Kabel oder der Zopf eine sehr geringe Menge an Feuchtigkeit.
Die aus Molybdän (Mo) oder Wolframstangen ausgeformten inneren Verbindungslinien 11a und 11b sind an ihrer Oberfläche leicht oxidiert.
Im Weiteren wird zum Zeitpunkt der Verschmelzung des in 1 gezeigten Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser und dem Quarzglasabschnitt 13 zu einem integralen Körper Stickstoff aus dem Wasserstoffsäure-Brenner in das Quarzglasrohr 4 und den Quarzglasabschnitt 13 eingeführt, obwohl es sich nur um geringe Mengen handelt.
Der Kohlenstoffgehalt der Kohlenstoffdrähte in dem speziellen oben erwähnten Aufbau sieht jedoch eine reduzierte Reaktion vor, die dazu dient, die Oxidation der inneren Verbindungslinien 11a und 11b, durch eine Beschleunigung derart zurückzuhalten, dass das Entstehen von Funken vermieden wird.
Wenn ein Versuch gemacht wird, das Heizgerät und die inneren Verbindungslinien durch ein aus Kohlenstoffelementen bestehendem Material zu verbinden, kann bei gewöhnlicher Verwendung bei einer hohen Temperatur infolge der Differenz der thermischen Expansionskoeffizienten keine gute Verbindung gewährleistet werden.
Die erste Ausführungsform gewährleistet jedoch eine gute elektrische Verbindung, weil das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 und die inneren Verbindungslinien 11a und 11b an dem Abschnitt befestigt sind, wo eine Vielzahl von Kohlenstoffdrähten in einem komprimierten Zustand parallel zu der Achse der Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs derart eingerichtet sind, dass Wärme von dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 die Verbindung nicht lösen kann.
Die Verwendung des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 macht es im Weiteren möglich, eine metallische Kontamination des flüssigen Ätz- oder Schleifmittels oder Ähnlichem durch die Beschaffenheit des Heizelements 2 und das Quarzglasrohr zu verhindern.
Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7 erläutert.
7 ist eine perspektivische Darstellung eines stangenförmigen Heizgeräts mit der gleichen Nummerierung, die in der ersten Ausführungsform die gleichen Teile bezeichnen, wie diese in den 1 bis 6 gezeigt sind, und die Erläuterungen für gleiche Teile, die bereits in der ersten Ausführungsform erläutert wurden, werden weggelassen.
Das Merkmal dieser Ausführungsform ist, dass das Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser, welches in der ersten Ausführungsform wie in 1 gezeigt, verwendet wird, weggelassen wird.
Der Quarzglasabschnitt 13 des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 ist mit anderen Worten an den gegabelten Verschluss des Quarzglases angebracht, während die angebrachten Abschnitte 17a und 17b des gegabelten Verschlusses 17 in Drehung an den Enden 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser angebracht sind.
Das in der zweiten Ausführungsform offenbarte stangenförmige Heizgerät 1 ist durch Verschmelzungs-Verbindung in den Quarzglasabschnitt 13, den gegabelten Verschluss 17, den angebrachten Abschnitten 17a und 17b und den Enden 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser integriert.
Da der Quarzglaskörper 4 mit dem großen Durchmesser weggelassen wird, wird ein Heizgerät mit hoher thermischer Reaktion durch eine Absenkung der Wärmekapazität des abgedichteten Abschnitts des Heizelements im Vergleich mit der in 1 gezeigten Ausführungsform realisiert.
In diesem Zusammenhang ist das Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser nicht auf eine haarnadelförmige Konfiguration beschränkt, wie in 7a gezeigt, sondern es kann auch nur der obere Abschnitt des Endes 3a des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser in Spiralform oder einer anderen speziellen Form ausgeformt sein.
In der zweiten Ausführungsform ist die Reihenfolge der Herstellung des stangenförmigen Heizgeräts im Prinzip die Folgende.

(1) Die Herstellung des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 und die Anordnung desselben in dem Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser (die Verbindung einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A und des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 an den sich gegenüber liegenden Endabschnitten des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser beinhaltend)
(2) Die angebrachten Abschnitte 17a und 17b des gegabelten Verschlusses 17 werden an den Enden 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser durch Verschmelzung verklebt (in diesem Fall sind die sich gegenüber liegenden Seiten der angebrachten Abschnitte 17a und 17b des gegabelten Verschlusses 17 in einer längeren Form als in der Figur mit den sich gegenüber liegenden geschlossenen Seiten gezeigt, und ein nicht gezeigtes Abzweigrohr kann nahe der Flanke der angebrachten Abschnitte 17a und 17b des gegabelten Abschnitts 17 verbunden/angebracht werden, um dadurch Stickstoff zu injizieren, während die Verschmelzungsverbindung durch einen Wasserstoffsäure-Brenner ausgeführt wird. Danach werden die sich gegenüber liegenden Seiten der angebrachten Abschnitte 17a und 17b derart abgeschnitten, dass die endgültige Form des gegabelten Verschlusses 17 erreicht wird.
(3) Die Herstellung des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 mit den inneren Verbindungslinien 11a und 11b und den äußeren Verbindungslinien 12a und 12b.
(4) Die Einsetzverbindung der inneren Verbindungslinien 11a und 11b des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 in eine Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A, die in die sich gegenüber liegenden Endabschnitte des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser geladen sind.
(5) Die Verschmelz-Verbindung des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 an eine innere Linienseite, die angebrachten Abschnitte 17a und 17b des gegabelten Verschlusses und deren sich gegenüber liegende Enden (in dem Fall, dass die Verschmelzungs-Verbindung ausgeführt wurde, während Wasserstoffgas injiziert wurde, wie im Fall (2))
(6) Und schließlich wird der innere Druck des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser und des abgedichteten Anschlusses 10 auf weniger als 2 Torr und vorzugsweise weniger als 1 Torr abgesenkt, bevor die Verbindungsseitenenden des Abzweigrohrs durch den Wasserstoffsäure-Brenner erhitzt werden, bis sie geschlossen sind, und dann werden die Abzweigrohre entfernt.

Im Folgenden wird die dritte Ausführungsform unter Bezugnahme die 8 und 9 erläutert.
In dieser Verbindung ist 8 eine Seitendarstellung des stangenförmigen Heizgeräts und 9 ist eine perspektivische Darstellung des in 8 verwendeten abgedichteten Anschlusses.
Die Teile, die denen aus den 1 bis 7 gleichen, werden mit den entsprechend gleichen Nummern versehen und eine Erklärung derselben wird weggelassen.
Diese Ausführungsform ist eine vereinfachte Form des abgedichteten Anschlusses.
Ein Glaskörper ist ausdrücklich durch Verschmelzung von einem Quarzglasrohr 4 mit großem Durchmesser und einem Glasabschnitt 21, welcher aus einem Quarzglasabschnitt 21a, einem abgestuften Abdichtungsabschnitt 21b und einem Wolframglasabschnitt (W) besteht, integriert.
Die Wolfram (W)-Verbindungslinien 22a und 22b werden, um mit dem in dem Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser komprimierten Kohlenstoff verbunden zu werden, mittels Abschnürung an dem Wolfram (W)-Glasabschnitt 21c abgedichtet.
Die Struktur weist das Merkmal auf, dass der mittels Abschnürung abgedichtete Abschnitt 21d aus Wolframglas (W) ausgeformt ist, welches einen thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten sehr ähnlich dem des Wolframs (W) hat, aus dem die Verbindungslinien bestehen, während die Verschmelzungsseite des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser aus Quarzglas ausgeformt ist.
Da der mittels Abschnürung abgedichtete Abschnitt 21d aus Wolframglas (W) ausgeformt ist, welches einen thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten hat, der dem des die Verbindungslinien bildenden Wolframs (W) sehr nahe kommt, wird auf diese Weise der Bruch des Glasabschnitts (des mittels Abschnürung abgedichteten Abschnitts 21d) infolge der thermischen Ausdehnung der Verbindungslinien 22a und 22b bei einer hohen Temperatur verhindert.
Wenn das stangenförmige Heizgerät bei der Herstellung der Halbleiter verwendet wird, dann wird das aus hochreinem Quarzglas bestehende Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser verwendet.
Wenn der Quarzglasabschnitt 21 (der Quarzglasabschnitt 21a), welcher mit dem Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser verschmolzen ist, aus einem ähnlichen oder identischen Material wie das Quarzglasrohr 4 mit dem großen Durchmesser ausgeformt ist, kann deshalb sein Bruch als ein Ergebnis der thermischen Ausdehnung vermieden werden.
Die Verwendung von hochreinem Quarzglas macht es auch möglich, eine metallische Kontamination zu vermeiden.
Es gibt im Weiteren ein Merkmal, dass der mittels Abschnürung abgedichtete Abschnitt 21b zwischen dem Quarzglasabschnitt 21a und dem Wolframglasabschnitt (W) ausgeformt ist.
Die Bestandteile des mittels Abschnürung abgedichteten Abschnitts 21b variieren allmählich in längs verlaufender Richtung, beginnend vom Wolframglasabschnitt 21 bis zum Quarzglasabschnitt 21a. In der Nähe des Quarzglasabschnitts 21a entspricht der Koeffizient der thermischen Ausdehnung des Bestandteils der Bestandteile ungefähr dem des Quarzglases, während in der Nähe des Wolframglasabschnitts 21c der Koeffizient der thermischen Ausdehnung ungefähr der des Wolframglases entspricht.
Auf diese Weise kann ein Bruch des Glasabschnitts 21 infolge einer thermischen Ausdehnung bei einer hohen Temperatur vermieden werden.
Auf diese Weise kann im Vergleich zur ersten Ausführungsform die Struktur des abgedichteten Anschlusses derart vereinfacht werden, dass die Anzahl von involvierten Teilen zusammen mit den Arbeitsstunden reduziert werden kann.
Da die integrierte Struktur des Glasabschnitts 21 und des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser durch Verschmelz- oder Verschweizungsverbindung aus dem Quarzglasabschnitt 21a, dem mittels Abschnürung abgedichteten Abschnitt 21b und dem Wolframglas (W) 21c besteht, wird ein Bruch bei einer hohen Temperatur minimiert.
Die Reihenfolge des Herstellungsverfahrens des stangenförmigen Heizgeräts ist in der dritten Ausführungsform im Prinzip folgende.

(1) Die Herstellung des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 und die Anordnung desselben in dem Quarzglasrohr 3 mit dem kleinen Durchmesser (die Verbindung einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A und des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 an den sich gegenüber liegenden Abschnitten des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser beinhaltend).
(2) Die Herstellung des abgedichteten Abschnitts durch eine Sicherung der Wolfram (W)Verbindungslinien 22a und 22b an dem mittels Abschnürung abgedichteten Abschnitt.
(3) Die Einsetzverbindung der Wolfram (W) Verbindungslinien 22a und 22b des abgedichteten Anschlussabschnitts 10 in eine Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A, die in die sich gegenüber liegenden Endabschnitte 3a und 3b des Quarzglasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser geladen sind.
(4) Die Verschmelzungsverbindung der Außenseite des Biegeabschnitts des haarnadelförmigen Glasrohrs 3 mit dem kleinen Durchmesser an die Innenseite des geschlossenen Endes des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser.
(5) Die Verschmelzungsverbindung des offenen Endes des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser und des offenen Endes des abgedichteten Anschlussabschnitts 20 (in diesem Fall kann ein nicht gezeigtes Abzweigrohr durch Verschmelzung zur Vorab-Weiterentwicklung mit der Wand des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser verbunden werden, um ihm Stickstoff zuzuführen, während die Verschmelzungsverbindung mit einem Wasserstoffsäure-Brenner durchgeführt wird.
(6) Und schließlich wird der innere Druck des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser und des abgedichteten Anschlusses 20 auf unter 2 Torr und vorzugsweise auf unter 1 Torr abgesenkt, bevor die Verbindungsseitenenden des Abzweigrohrs durch den Wasserstoffsäure-Brenner erhitzt werden, bis sie geschlossen sind, und dann werden die Abzweigrohre entfernt.

Im Folgenden wird die vierte Ausführungsform mit Bezug auf die 10 bis 12 erläutert.
In dieser Verbindung ist die 10 eine Seitenansicht eines Teils des stangenförmigen Heizgeräts und 11 ist eine Übersichtsdarstellung, die einen Quarzglaskörper und ein in 10 verwendetes Quarzglasrohr zeigt.
12 ist eine Übersicht über das Herstellungsverfahren.
In den Figuren werden den identischen oder den in den 1 bis 9 gezeigten entsprechenden Teilen die gleichen Nummern zugeordnet, deren Erklärung weggelassen wird.
Das besondere Merkmal dieser Ausführungsform ist, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 in den Nuten, welche in der äußeren Oberfläche des festen Quarzglaskörpers 6 ausgeformt sind, angeordnet ist.
Noch genauer: insbesondere ist in dem stangenförmigen Heizgerät 1 in dieser Ausführungsform ein Quarzglaskörper 6 integriert oder separiert über dem Quarzglasrohr 3a und 3b mit dem kleinen Durchmesser, welches mit dem komprimierten Kohlenstoffelement A geladen ist, vorgesehen, und in dessen äußerer Oberfläche die Nut 6a zum Anordnen des Kohlenstoffdraht-Heizelements ausgeformt ist.
Der an der äußeren Oberfläche des Kohlenstoffdraht-Heizelements angebrachte Quarzglaskörper 6 ist in dem Quarzglasrohr 4, dessen eines Ende offen und das andere geschlossen ist, derart angebracht, dass der Quarzglaskörper 6 durch das Quarzglasrohr 4 eingeschlossen ist.
In dieser Verbindung kann, da der Abdichtungsanschluss-Abschnitt 20 der dritten Ausführungsform in der Figur gezeigt wird, auch ein Abdichtungselement-Abschnitt 10 wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, verwendet werden.
Der Quarzkörper 6 ist ein fester Zylinder; rund um die äußere Oberfläche sind zwei gerade Nuten 6a in einem winkelförmigen Raum von 180° in axialer Richtung ausgeformt.
Die Nuten 6a erstrecken sich zu der Spitze des Quarzglaskörpers 6 hervor, wobei das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 so angeordnet ist, dass es sich in einer Nut 6a zur anderen durch die Nut 6a and der Spitze derselben erstreckt.
Obwohl gerade Nuten offenbart sind, ist die Form nicht hierauf beschränkt, sondern kann in der Oberfläche rund um den Quarzglaskörper 6 in Spiralform ausgebildet sein.
In einem solchen Fall ist es möglich, mehr Wärme als im Fall der geraden Nuten zu produzieren.
Obwohl das in der ersten und dritten Ausführungsform verwendete Quarzglasrohr 4 verwendbar ist, wird ein Rohrtyp ohne Hohlraum in radialer Richtung nach der Einführung des Quarzglaskörpers 6 in dasselbe bevorzugt.
Wenn ein Hohlraum zwischen dem Quarzglasrohr 4 und dem Quarzglaskörper 6 kaum ausgebildet ist, wird auf diese Art die mechanische Festigkeit des stangenförmigen Heizgeräts zunehmen.
Eine noch höhere mechanische Stärke kann besonders durch Verschmelzung der äußeren Oberfläche des Quarzglaskörpers 6 und des Quarzglasrohrs 4 erreicht werden.
Das Verschmelzverfahren wird in Bezug auf die 12 erläutert.
Zuerst wird das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 in den Nuten 6 in der äußeren Oberfläche des Quarzglaskörpers 6 angeordnet und die Glasrohre 3a und 3b sind an den sich gegenüber liegenden Enden des Kohlenstoffdraht-Heizelements mittels einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A abgesichert, bevor der Quarzglaskörper 6 vom offenen Ende des Quarzglasrohrs 4 eingeführt wird. Nach der Einführung wird das Quarzglasrohr 4 an seiner Außenseite von seinem vorderen bis zu seinem hinteren Ende (seiner abgedichteten Anschlussseite) durch ein Erhitzen auf über 1.300°C erwärmt, wobei der Wasserstoffsäure-Brenner 30 derart verwendet wird, das eine allmähliche Verschmelzungs-Erweichung eintritt.
Zu diesem Zeitpunkt sind das Quarzglasrohr 4 und der Quarzglaskörper 6 im Verhältnis zum Wasserstoffsäure-Brenner 30 mit dem auf unter 100 Torr derart reduzierten Innendruck des Quarzglasrohrs 4 gedreht, dass sich das Quarzglasrohr 4 in einer radialen Richtung kontrahiert, bis das Quarzglasrohr 4 mit dem Quarzglaskörper 6 verschmolzen und verklebt ist.
Da der Quarzglaskörper 6 und das Quarzglasrohr 4 zu einem integralen Teil verschmolzen sind, steigt auf diese Art die mechanische Kraft und vermeidet jegliche Beschädigung desselben.
Die Reihenfolge der Herstellung des stangenförmigen Heizgeräts gemäß der vierten Ausführungsform ist die Folgende.

(1) Das in den Nuten 6a in der äußeren Oberfläche des Quarzglaskörpers 6 und dem Quarzglasrohr 3a und 3b mit dem kleinen Durchmesser angeordnete Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 ist an den sich gegenüber liegenden offenen Enden des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 mittels einer Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A abgesichert, bevor der Quarzglaskörper 6 in das Quarzglasrohr 4 an dessen offenen Enden eingeführt wird.
(2) An dem offenen Ende des Quarzglasrohrs 4 wird ein (nicht gezeigtes) Quarzglasrohr, von dem ein Ende geschlossen ist und das eine ähnliche Form wie das Quarzglasrohr 4 hat, provisorisch verschmolzen (in diesem Fall kann ein Abzweigrohr, das nicht gezeigt wird, auch durch Verschmelzung im Voraus an der Wand des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser verbunden werden, um darin Stickstoffgas einzuführen, während die Verschmelzungs-Verbindung durch den Wasserstoffsäure-Brenner ausgeführt wird.
(3) Der innere Druck des Quarzglasrohrs 4 wird durch das Abzweigrohr auf weniger als 100 Torr reduziert, während die Verschmelzungs-Erweichung durch ein Erwärmen auf über 1300°C von dem vorderen Ende der äußeren Oberfläche des Quarzglasrohrs 4 zum hinteren Ende (der abgedichteten Anschlussseite) mit dem Brenner 30 ausgeführt wird.
(4) Die provisorische Verschmelzung des an einem Ende geschlossenen Quarzglasrohrs wird abgeschnitten und entfernt.
(5) Das offene Ende des stanzabgedichteten Anschlusses 20, der mittels Abschnürung mit den Wolfram-Verbindungslinien 22a und 22b abgedichtet ist, wird im Voraus hergestellt, wie vorhin in der dritten Ausführungsform beschrieben, und ist mit dem offenen Ende des Quarzglasrohrs durch Verschmelzung verbunden. (In diesem Fall wird die Verschmelzungs-Verbindung mittels des Wasserstoffsäure-Brenners durch die Einführung des Stickstoffgases (N₂) durch die Abzweigrohre ausgeführt).
(6) Nachdem der innere Druck des Quarzglasrohrs 4 mit dem großen Durchmesser und des Abgedichteten Anschlusses 20 auf unter 2 Torr reduziert ist, vorzugsweise auf unter 1 Torr, werden schließlich die Verbindungslinien-Seitenenden der Abzweigrohre mittels des Wasserstoffsäure-Brenners erwärmt, bis sie bis zur Schließung verschmolzen sind und die Abzweigrohre entfernt werden.

Das Quarzglasmaterial, aus welchem das Quarzglaskörper 6 besteht, wird aus Quarzglas mit einer hohen Viskosität ausgewählt, das eine Viskosität von 3.0 × 10¹⁰ Poise oder mehr aufweist, oder noch bevorzugter 3.1 × 10¹⁰ bis 4 × 10¹⁰ Poise aufweist. Das Quarzglasmaterial, aus dem der Quarzglaskörper 6 besteht, muss eine Eignung aufweisen, eine stabile Form bei einer hohen Temperatur beizubehalten sowie einen wärmebeständige Verformungswiderstand bei einer vorab bestimmten Temperatur, was eine Voraussetzung für ein Abstützelement des stangenförmigen Heizgeräts 1.
Des Weiteren kann das Quarzglasmaterial, aus dem das Quarzglasrohr 4 besteht, aus einem ähnlichen Material wie das, aus dem der Quarzglaskörper 6 besteht, bestehen, es ist aber ein Quarzglas mit niedriger Viskosität im Bereich von 0.05 bis 0.85 Mal die Viskosität des Quarzglaskörpers 6 vorzuziehen und es ist noch mehr vorzuziehen, dass der Quarzglaskörper 6 eine Viskosität in einem Bereich von 0.35 bis 0.55 Mal aufweist.
Auf diesem Wege eliminiert die Kombination aus einem Quarzglaskörper 6 mit einer hohen Viskosität und einem Quarzglasrohr 4 mit einer spezifisch niedrigen Viskosität die Wahrscheinlichkeit einer übermäßigen Verschlechterung während der Verschmelzung der beiden Teile, und die Verbindungsabschnitte bleiben derart unverschmolzen, dass es möglich ist, ein vorab bestimmtes integrales Teil auszuformen.
Wenn die Viskosität des für das Quarzglasrohr 4 verwendeten Quarzglases um 0,05 Mal kleiner als die des Quarzglases des Quarzglaskörpers 6 ist, verursacht hier eine solche niedrige Viskosität während des Verschmelzungsvorgangs ein Herunterhängen des Quarzglasrohrs 4 in den Nuten 6a des Quarzglases 6, um in Kontakt mit dem Kohlenstoffdraht-Heizelement 2, welches in den Nuten 6a angeordnet ist, zu kommen.
Als Ergebnis reagiert der Kohlenstoff (C) des Quarzglases (SiO₂) und der des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 an den Verbindungen unter Hochtemperatur-Bedingungen, und verursacht eine Verschlechterung des Heizelements selbst und das Quarzglas in den Nuten 6a verursacht Wärmeunregelmäßigkeiten in längs verlaufender Richtung entlang des Heizelements 2, wodurch die Dauerhaftigkeit kann verringert werden kann.
Deshalb wird bevorzugt, dass die Viskosität des für das Quarzglas 4 verwendeten Quarzglases um 0.05 Mal oder mehr höher als für das Quarzglas, welches für den Quarzglaskörper 6 verwendet wird, ist und es ist besonders vorzuziehen, dass sie um 0.35 Mal oder mehr höher als das Quarzglas des Quarzes ist.
Wenn die Viskosität des für das Quarzglas 4 verwendeten Quarzglases um 0,85 Mal oder mehr höher als die Viskosität für das Quarzglas, welches für den Quarzglaskörper 6 verwendet wird, ist, werden eine hohe Temperatur und eine lange Stunde für eine perfekte Verschmelzung benötigt und andernfalls ist die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Kohlenstoffdrahts hoch.
Deshalb liegt die Viskosität des Quarzglases des Quarzglasrohrs 4 vorzugsweise bei 0,85 Mal oder niedriger der des Quarzglases, welches für das Quarzglas 6 verwendet wird, und es ist im Besonderen noch mehr vorzuziehen, wenn sie 0,5 Mal oder geringer der für den Quarzglaskörper 6 verwendeten Quarzglas beträgt.
In dieser Verbindung kann der in der vierten Ausführungsform erläuterte Verschmelzungsvorgang auf die erste und dritte Ausführungsform angewendet werden.
Noch deutlicher kann die mechanische Stärke durch die Verschmelzung des Quarzglasrohrs 4 mit dem Quarzglasrohr 3 erhöht werden.
Des Weiteren sind die erste, in 13a gezeigte flache Glasplatte 31 und die zweite flache Glasplatte 32, die haarnadelförmige Nuten 32a aufweisen, in denen das Kohlenstoffdraht-Heizelement angeordnet ist, aufeinander gelegt, wie dies in 13b gezeigt ist, und danach werden die Teile mit einander derart verschmolzen, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 zu einem integralen Teil mit dem Quarzglasrohr 3a und 3b mit dem kleinen Durchmesser abgedichtet wird, welche an den sich gegenüber liegenden Enden des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 mittels der Drahtkohlenstoff-Elemente A gesichert sind, bevor der abgedichtete Anschlussabschnitt 10 (20), der die mittels Abschnürung abgedichteten Wolfram-Verbindungslinien 22a und 22b, ähnlich der ersten und dritten Ausführungsform, aufweist, auch durch Verschmelzung verbunden ist, um ein verlängertes plattenähnliches stangenförmiges Heizgerät auszubilden, welches, wie in 13d gezeigt, planar ist.
Das auf diese Weise integrierte, verlängerte plattenähnliche stangenförmige Heizgerät verstärkt den Wärmeabschnittsbereich noch mehr.
Im Folgenden wird die fünfte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 14 erläutert.
In dieser Verbindung ist die 14 ein Querschnitt eines Teils des stangenförmigen Heizgeräts der fünften Ausführung.
Das Merkmal dieser Ausführungsform sind die an verschiedenen Plätzen angebrachten Verbindungslinien 41a und 41b.
Noch deutlicher: Es ist ein Paar an Quarzglasrohren 43 vorgesehen, die den Abdichtungsanschluss-Abschnitt bilden. Jedes Quarzglasrohr 43 besteht aus einem Quarzglasabschnitt, einem abgestuften Abdichtungsabschnitt, und einem Wolframglas-Abschnitt 43a, sodass die Verbindungslinien 41a und 41b an dem Wolframglas-Abschnitt abgedichtet sind, während der Quarzglasabschnitt 43 mit dem Glasrohr 44 mit dem kleinen Durchmesser verschmolzen wird, und das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 abdichtet.
Da die zwei den Abdichtungsanschluss-Abschnitt 42 bildenden Quarzglasrohre 43 auf diese Weise separat vorgesehen sind, um die Verbindungslinien 41a und 41b an separaten Stellen anzuordnen, kann einer Glimmentladung an den Verbindungslinien 41a und 41b effektiv zuvorgekommen werden. Da im Weiteren die Quarzglasrohre 43 aus dem Quarzglasabschnitt, dem abgestuften Abdichtungsabschnitt und dem Wolframglas-Abschnitt 43a bestehen, wird ein möglicher Schaden infolge einer thermischen Ausdehnung minimiert. Es ist also des Weiteren akzeptabel, ein Glasrohr mit großem Durchmesser zum Umschließen des Glasrohrs 44 mit dem kleinen Durchmesser vorzusehen, welches das Kohlenstoffdraht-Heizelement abdichtet. Die Durchmesser der Endabschnitte des Glasrohrs 44 mit dem kleinen Durchmesser, welche die Drahtkohlenstoff-Elemente A wie in 14 gezeigt anordnen, können in Übereinstimmung mit der zunehmenden Anzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente größer dimensioniert werden. Die den Abdichtungsanschluss-Abschnitt 42 bildenden Quarzglasrohre 43 können beide an einem fixierten Teil abgesichert werden, um die gesamte Struktur zu stärken.
Die Reihenfolge der Herstellung des stangenförmigen Heizgeräts gemäß der fünften Ausführungsform ist im Prinzip die Folgende.

(1) Die Endabschnitte der Wolfram-Verbindungslinien 41a und 41b sind Gegenstand eines Auftragens mittels einer geschmolzenen Wolframstange.
(2) Die auf diese Art mit Wolfram bedampften Verbindungslinien 41a und 41b werden in das den Abdichtungsanschluss-Abschnitt 42 bildende Quarzglasrohr 43 eingeführt, wo die mit Wolfram bedampften Abschnitte nach der Positionierung mit den Wolframglas-Abschnitten 43a des Quarzglasrohrs 43 verschmolzen werden.
(3) Die Enden der Verbindungslinien 41a und 41b sind silberbeschichtet oder mit Bleidraht funkengeschweißt. Danach werden thermische Kontraktionsrohre 46 von den unteren Enden der Bleidrähte 45 an die Enden der Verbindungslinien 41a und 41b angehoben. Die Enden der Verbindungslinien 41a und 41b und die verbundenen Abschnitte zwischen den Verbindungslinien 41 und 41b und dem Bleidraht 45 sind von den thermischen Kontraktionsrohren 46 während der Erwärmung eingeschlossen. Auf diese Weise wird der Abdichtungsanschluss-Abschnitt 42 komplettiert.
(4) Das Kohlenstoffdraht-Heizelement 2 ist jetzt in dem Glasrohr 44 mit dem kleinen Durchmesser angebracht. Die Endabschnitte des Glasrohrs 44 mit dem kleinen Durchmesser sind im Weiteren mit dem komprimierten Kohlenstoff-Elementen A derart geladen, dass die Endabschnitte des Kohlenstoffdraht-Heizelements 2 zwischen den auf diese Art geladenen Drahtkohlenstoff-Elementen A gehalten werden.
(5) Das offene Ende eines der den Abdichtungsanschluss-Abschnitt bildenden Quarzglasrohre 43 wird mit dem offenen Ende des Quarzglasrohrs 43 verschmolzen. (In diesem Fall wird Stickstoffgas von einem nicht gezeigten Seitenrohr zugeführt, während die Verschmelzung von dem Wasserstoffsäure-Brenner ausgeführt wird). Das offene Ende des den Abdichtungsanschluss-Abschnitt bildenden anderen Quarzglasrohrs 43 wird durch Verschmelzung ebenso mit dem offenen Ende des Quarzglasrohrs 44 verbunden.
(6) Der innere Druck des Quarzglasrohrs 44 und des Abdichtungsanschluss-Abschnitts wird schließlich durch die Verwendung des nicht gezeigten Seitenrohrs auf weniger als 2 Torr und vorzugsweise auf weniger als 1 Torr reduziert, und dann wird das Verbindungs-Seitenende des Seitenrohrs zum Abdichten durch den Wasserstoffsäure-Brenner erwärmt, bevor das Seitenrohr entfernt wird.

Die Ausführungsform der Erfindung, in der das plattengleiche Heizgerät in Bezug auf 15 vorliegt, wird als nächstes erläutert.
Ein Heizgerät 51 hat in 16 eine Heizfläche in Scheibenform, in welcher ein Kohlenstoffdraht-Heizelement 58 in einem Quarzglas-Stützelement abgedichtet ist.
Weil das eine durch das Verweben von einer Vielzahl von Faserbündeln in eine Drahtkonfiguration hergestellte Kohlenstoffdraht-Heizelement 58 angepasst ist, wird jedes Faserbündel aus einer Vielzahl von Kohlenstofffasern hergestellt. Die Kohlenstoffdraht-Heizelemente 58 sind in einer so genannten Zick-Zack-Konfiguration auf einer Fläche des Quarzglas-Stützelements 52 angebracht. Das Verdrahtungsarrangement kann jedoch frei verändert werden und ist nicht hierauf beschränkt.
Das Quarzglas-Stützelement 52 ist mit beträchtlichen Hohlräumen 54 an seinen peripheren Abschnitten ausgeformt. Das Quarzglas-Element 2 ist außer in existenten Hohlräumen 54 im Wesentlichen zu einem soliden Element verschmolzen.
Das Quarzglas-Stützelement 52 besteht aus einem plattengleichen Quarzglas-Element (dem Hauptelement) 52b und hat eine obere Fläche, auf der Nuten ausgeformt sind, in welchen die Kohlenstoffdraht-Heizelemente 58 angeordnet sind, und einem plattengleiches Quarzglas-Element (eine abdichtende Deckplatte) 52a, welches die Rolle eines Deckels spielt, der die Nuten von oben abdichtet.
Das Quarzglas-Stützelement 52 wird in anderen Worten durch ein Zusammenschmelzen an den Verbindungen des plattengleichen Quarzglas-Elements (dem Hauptelement) 52b und einem Quarzglas-Element (einer abdichtenden Deckplatte) 52a hergestellt, nachdem die Kohlenstoffdraht-Heizelemente in den Nuten angebracht sind und die Innenseiten der Nuten in einen Zustand nicht oxidierender Atmosphäre gebracht wurden.
Durch Bindung von ungefähr 350 Stück Fasern, die jede einen Durchmesser von 5 bis 15 μm, vorzugsweise 7 μm aufweisen, in ein Faserbündel und durch ein Verweben von neun (9) solcher Faserbündel in ein gestricktes Kabel oder einen Zopf, der einen Durchmesser von 2mm hat, entsteht ein konkretes Beispiel für ein solches Kohlenstoffdraht-Heizelement 53.
Auf diese Weise ist gesichert, dass eine für das Heizelement bei einer hohen Temperatur erforderliche Spannkraft mit den Adhäsionseigenschaften der Fasern, die gleichförmig in deren längs verlaufender Richtung gehalten werden, gewährleistet ist, und auf diese Weise wird die Unregelmäßigkeit der Wärme in längs verlaufender Richtung reduziert.
Der Grund für die Verwendung einer Vielzahl von gebündelten Kohlenstofffasern, die jede einen Durchmesser von 5 bis 15 μm haben, ist der, das einer Faser mit einem Durchmesser von weniger als 5 μm die ausreichende Kraft fehlt, das Verwebungsverfahren in ein Heizelement mit der gewünschten verlängerten Form auszuhalten. Solche Fasern sind zu fein, um den gewünschten Widerstand zu erreichen, es sei denn, es werden genug Faserstränge verwendet, was die Verwendung von solchen Fasern unpraktisch macht.
Auf der anderen Seite ist das Problem der Kohlenstofffasern, die einen Durchmesser von mehr als 15 μm haben, dass ihnen die Elastizität fehlt, und es ist nicht nur schwierig, (sie) zu verweben, wenn sie in eine Mehrzahl an Bündeln aus Kohlenstofffasern gebunden sind, sondern es können auch einige der gebündelten Fasern reißen, was deren Stärke bemerkenswert verringert.
In solch einem Fall ist die Webspanne des Kohlenstoffdrahts ungefähr 2mm bis 5mm, während das Oberflächen-fluffing der Kohlenstofffasern ungefähr 0,5 bis 2,5 hoch ist.
In dieser Verbindung ist „fluffing" ein Teil eines gebrochenen Kohlenstoffdrahts, der von der äußeren Oberfläche desselben hervorsteht, wie anhand der Nummer 3c in 9 zu sehen ist.
Die Kombination aus den Kohlenstoffdraht-Heizelementen und den Abdichtungsanschluss, die später erläutert wird, sieht einen Aufbau vor, in dem das Kohlenstoffdraht-Heizelement mit dem Quarzglas-Stützelement durch das „fluffing" derart in Kontakt steht, dass die partielle Verschlechterung bei einer hohen Temperatur vermieden wird, um die Unregelmäßigkeit der Wärme in längs verlaufender Richtung zu minimieren. Es ist im Ergebnis möglich, ein kompaktes Heizgerät vorzusehen, welcher in der Einheitlichkeit des unterirdischen Heizens exzellent und für die Halbleiterherstellung geeignet ist.
In dem Heizgerät 51, welches mit dem Heizelement der vorliegenden Erfindung abgedichtet ist, kann eine Vielzahl von Kohlenstoffdraht-Heizelementen 53 verwendet werden und wenn die Vielzahl dieser Kohlenstoffdraht-Heizelemente verwendet wird, wird deren Qualität in Bezug auf die Heizeigenschaften noch stabiler.
Unter dem Gesichtspunkt der Einheitlichkeit des Heizens, der Haltbarkeit und der Vermeidung von Stauberzeugung werden hochreine Kohlenstofffasern bevorzugt. Besonders in dem Fall, dass das Heizgerät 1 für die Wärmebestrahlung der Chips in dem Halbleiter-Herstellungsverfahren verwendet wird, ist das Maß an Verunreinigung in den Kohlenstofffasern vorzugsweise geringer als 10 ppm in Bezug auf den Aschegehalt (japanischer Industriestandard JIS R 7223-1979). Des Weiteren ist ein Gehalt an Verunreinigung unter 3 ppm noch mehr zu bevorzugen.
Die Kombination eines solchen Kohlenstoffdraht-Heizelements und der Abdichtungsanschlüsse, die später erläutert werden, wird die thermische Diffusion der Unreinheiten in jedem Quarzglas-Element, welche das Kohlenstoffdraht-Heizelement und den abgedichteten Anschluss bilden, vermeiden. Eine Entsinterung und die Verschlechterung des Quarzglaselements wird derart verhindert, dass die Lebensdauer des Abdichtungsanschlusses verlängert wird.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement wird vorzugsweise durch Bindung von 100 bis 800 Kohlenstofffasern, die jede einen Durchmesser von 5 bis 15 μm aufweisen, in einem Bündel hergestellt. Drei oder mehr Bündel, vorzugsweise 6 bis 13, werden in eine vorzugsweise längs verlaufende Konfiguration wie einen Draht oder ein Band verwoben.
Wenn weniger als 100 Kohlenstofffasern gebunden sind, reichen 6 bis 12 solcher Bündel nicht aus, um eine vorab bestimmte Festigkeit und einen Widerstand zu gewährleisten. Deshalb ist das Verwebungsverfahren schwierig, in dem eine genügende Anzahl an Bündeln verwoben wird.
Es ist hinzuzufügen, dass sich bei einer kleinen Anzahl von Bündeln verwobene Bündel als Ergebnis eines partiellen Bruchs derselben bis zu einer Ausdehnung lösen können, so dass es schwierig ist, die Konfiguration zu gewährleisten.
Bei mehr als 800 Fasern sind auf der anderen Seite weniger Bündel zum Erhalten eines vorab bestimmten Widerstands erforderlich und es ist schwierig, die verwobene Drahtkonfiguration zu sichern.
Das Kohlenstoffdraht-Heizelement ist vorzugsweise so gestaltet, dass es einen elektrischen Widerstand von 1 bis 20⫾/m/Stück bei einer Temperatur von 1.000°C aufweist.
Der Grund hierfür ist der, dass es notwendig ist, das Heizelement mit der Kapazität des Transformators in einer Heizvorrichtung für eine allgemeine Halbleiterherstellung abzugleichen.
Mit einem Widerstand, der mehr als 20⫾/m/Stück beträgt, ist es in anderen Worten unmöglich, ein langes Heizgerät infolge des großen Widerstands zu haben, in dem die Wärme zwischen den Anschlüssen verloren geht, und eine Ungleichmäßigkeit der Temperatur verursacht.
Auf der anderen Seite ist mit einem Widerstand, der kleiner als 1⫾/m/Stück ist, ein längeres Heizgerät infolge des kleinen Widerstandes mehr als erforderlich. Das macht es wahrscheinlich, dass die Ungleichmäßigkeit der Temperatur aus der Unregelmäßigkeit des Aufbaus resultiert und dass in der umgebenden Atmosphäre oft ein langes Heizelement aus Kohlenstoffdraht, Kohlenstoffband oder Ähnlichem zu sehen ist.
Der elektrische Widerstand des Kohlenstoffdraht-Heizelements wird bei einer Temperatur von 1.000°C vorzugsweise auf 2 bis 10⫾/m/Stück gesetzt, um einen höheren Grad an Zuverlässigkeit in Bezug auf die Eigenschaften zu sichern.
Die Anschlusslinien 53a und 53b des Kohlenstoffdraht-Heizelements 3 sind beispielsweise senkrecht aus der Oberfläche 1a des Heizgeräts von der in dem Hauptelement 52b ausgeformten Öffnung 52c herausgezogen und haben einen Durchmesser von 10mm.
Die Anschlusslinien 53a und 53b sind in den Quarzglasrohren 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser angeordnet, an deren Endabschnitten 55c die Anschlusslinien 53a und 53b, welche durch die Kohlstoffelemente A komprimiert sind, angeordnet werden.
Die Anschlusslinien 53a und 53b des Kohlenstoffdraht-Heizelements sind noch ausdrücklicher durch eine Vielzahl von Drahtkohlenstoff-Elementen A komprimiert und parallel zur axialen Richtung der jeweiligen Quarzglasrohre 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser an den Endabschnitten 55c angebracht.
In diesem Zusammenhang ist die komprimierte Anordnung nicht auf die Endabschnitte der Quarzglasrohre 5a und 5b beschränkt, sondern lange Drahtkohlenstoff-Elemente A können entlang der ganzen Länge der Rohre angebracht werden. Die Kohlenstoffdraht-Elemente A können aus dem gleichen Material wie in der ersten Ausführungsform gefertigt sein.
In diesem Zusammenhang ist die Flanke des Quarzglasrohrs 56 mit einem Seitenrohr 56a vorgesehen, um Stickstoffgas zur Vermeidung einer Oxidierung des Kohlenstoffdraht-Heizelements 53 einzuführen. Das Seitenrohr 56a kann auch zur Reduzierung des inneren Drucks des Heizgeräts und des Anschlusses verwendet werden.
Nun erfolgt eine Erläuterung des abgedichteten Anschlusses 20.
Der abgedichtete Anschluss 60, umfasst: innere Verbindungslinien 61a und 61b, um mit den Anschlusslinien 53a und 53b, die in den Quarzglasrohren 55a und 55b angeordnet sind, verbunden zu werden; äußere Verbindungslinien 62a und 62b, um mit einer nicht gezeigten Energiequelle verbunden zu werden; ein Quarzglasrohr 63, das einen Durchmesser hat, um auch eingeführt zu werden, oder das Quarzglasrohr 56 mit dem großen Durchmesser aufzunehmen; einen Quarzglasstecker 64, angeordnet, um an die Innenwand des Quarzglasabschnitts 63 zu passen; Molybdänfolien 65a und 65b, die leitfähige Folien zur elektrischen Verbindung der inneren und äußeren Verbindungslinien sind, die rund um die äußere Oberfläche des Quarzglaskörpers 24 gesichert sind; einen Schließabschnitt 66 zum Schließen des Endes des Quarzglasrohrs 63.
In diesem Zusammenhang können das Quarzglasrohr 56 mit dem großen Durchmesser und der Quarzglasabschnitt 63 einen gleich großen Durchmesser aufweisen und an deren Hinterenden miteinander verschmolzen werden.
Der Quarzglasstecker 64 kann des Weiteren ein Vollkörper oder hohl sein.
Die inneren Verbindungslinien 61a und 61b und die äußeren Verbindungslinien 62a und 62b mit einem Durchmesser von 1 bis 3mm können aus Molybdän (Mo) oder Wolframstangen (W) bestehen.
Der Durchmesser der inneren Verbindungslinien 61a und 61b und der äußeren Verbindungslinien 62a und 62b kann wie es nötig ist gewählt werden, es ist aber vorgesehen, dass ein Durchmesser, der kleiner als 1mm ist, mit Blick auf einen hohen elektrischen Widerstand nicht vorzuziehen ist.
Ein zu großer Durchmesser ist auf der anderen Seite nicht vorzuziehen, weil auch die Größe des Anschlusses selbst zu groß wird.
Die inneren Verbindungslinien 61a und 61b haben derart spitze Spitzen, das die inneren Verbindungslinien einfach mit den Anschlusslinien 63a und 63b, die komprimiert in den Quarzglasrohren 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser angeordnet sind, lediglich durch eine Einführung dahinein zu verbinden sind.
In diesem Fall ist die Einführungstiefe vorzugsweise bei 10mm oder mehr, um die physikalische und elektrische Kopplung an den Anschlüssen 3a und 3b zu gewährleisten.
Die Enden der Spitzen der inneren Verbindungslinien 61a und 61b und die der äußeren Verbindungslinien 62a und 62b sind in den Nuten 24a, die an der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers 64 ausgeformt sind, angeordnet, um die inneren und äußeren Verbindungslinien darin derart abzusichern, dass die äußere Oberfläche der angeordneten inneren und äußeren Verbindungslinien nicht von der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers 64 hervorstehen.
Die inneren Verbindungslinien 61a und 61b und die der äußeren Verbindungslinien 62a und 62b sind elektrisch von einander durch den Quarzglaskörper isoliert, wenn sie in den Nuten 24a angeordnet sind, und durch die Molybdänfolien (Mo) 64a und 65b elektrisch verbunden, was später erläutert wird.
Die Molybdänfolien (Mo) 64a und 65b sind an der äußeren Oberfläche des Quarzglassteckers angebracht, um sich daran entlang derart zu erstrecken, dass die innere Verbindungslinie 61a und die äußere Verbindungslinie 62a so wie die innere Verbindungslinie 61b und die äußere Verbindungslinie 62b elektrisch verbunden sind.
Die Molybdänfolien (Mo) 64a und 65b sind durch eine Distanz S von einander räumlich getrennt, um elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden.
Obwohl die Molybdänfolien (Mo) als Leitungsmittel verwendet werden, können anstelle dessen andere Materialien wie Wolframfolien (W) verwendet werden, wobei Molybdänfolien in Bezug auf die Elastizität vorzuziehen ist.
Für einen Schließabschnitt 66 zum Stecken an das Ende des Quarzglasrohrs 63 wird ein Bindemittelelement bestehend aus pulverisierter Tonerde (Al₂O₃) geladen.
Das Bindemittelelement wird durch Hinzufügen von Wasser zu der pulverisierten Tonerde (Al₂O₃) und Trocknen bei einer Temperatur von 200°C hergestellt.
Die Molybdänfolien 25a und 25b reagieren mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit bei einer Temperatur von über 350°C und oxidieren, und bei der Oxidation dehnt sich deren Volumen aus.
Der Schließabschnitt 66 verhindert eine Expansion der Molybdänfolien (Mo) 65a und 65b durch eine Ausschließung der äußeren Atmosphäre derart, dass ein Brechen des Quarzglassteckers 63 vermieden wird.
Als ein Steckerelement kann anstelle des Bindemittelelements (Al₂O₃) ein Harz oder ein Bindemittel, bestehend aus pulverisiertem SiO₂ verwendet werden, aber ein Bindemittelelement mit Tonerde (Al₂O₃) als Hauptbestandteil wird mit Blick auf den Wärmewiderstand und die Absicht, Risse, die entstehen, wenn sie getrocknet werden, zu vermeiden, vorzuziehen.
Das Herstellungsverfahren für den abgedichteten Anschluss 60 wird als nächstes erläutert.
Zuerst wird eine Gaserzeugung durch eine vorab bestimmte Wärmebestrahlung eliminiert, bevor die Molybdänfolien 65a, die inneren Verbindungslinien 61a und die äußeren Verbindungslinien 62a punktverschweißt werden.
Anders ausdrückt, werden die äußeren Verbindungslinien 62a, die inneren Verbindungslinien 61a und die Molybdänfolie 65a, die eine Breite von 8mm und ein Dicke von 35μm haben, verbunden und gesichert.
In einer ähnlichen Art werden die Molybdänfolie (Mo) 65a, die innere Verbindungslinie 61a und die äußere Verbindungslinie 62b punktverschweißt.
Die auf diese Weise verbundenen äußere Verbindungslinie 62a und die innere Verbindungslinie 61a sind durch die Anordnung in den Nuten 64a, die in der äußeren Peripherie des Quarzglassteckers ausgeformt sind, zusammengesetzt.
Der auf diese Weise zusammengesetzte Quarzglasstecker 64 wird tief in den Quarzglasabschnitt 63 eingeführt, der länger als der finale Abdichtungsanschluss zur einfachen Entgasung ausgeformt ist.
Der Quarzglasabschnitt 63 wird nach der Einführung durch Erwärmung durch einen Wasserstoffsäure-Gasbrenner von außerhalb desselben an einem Abschnitt, an dem sich der Quarzglasstecker befindet, erweicht.
Da der innere Druck des Quarzglasrohrs 63 zu dieser Zeit reduziert ist, wird der Quarzglasabschnitt 63 mittels eines atmosphärischen Drucks an den Quarzglasstecker 64 angebracht, bis sie verschmolzen sind.
Dann wird der Schließabschnitt 66 an das Ende der äußeren Verbindungslinie 62a des Quarzglasrohrs 63 geladen, um es zu verschließen. Nachdem der Schließabschnitt 66 getrocknet und gehärtet ist, wird die Entgasung mittels einer Vakuumpumpe von oben derart ausgeführt, dass die Innenseite des Quarzglasabschnitts 63, die leicht länger geformt ist, unter Vakuum gesetzt wird und ein Vakuum entsteht.
Der mit dem obigen Verfahren hergestellte abgedichtete Anschluss hat keinen Gasverlust zwischen den inneren Verbindungslinien 21a und 21b und den äußeren Verbindungslinien 62a und 62b, die auf diese Weise separiert sind.
Als nächstes wird die Art erläutert, mit welcher der mit dem Verfahren hergestellte abgedichtete Anschluss an das Heizgerät 51, in dem das Heizelement abgedichtet ist, angebracht wird.

(1) Während das Wasserstoffgas injiziert wird, um in das Seitenrohr 56a zu fließen, wird das Quarzglasrohr 56 durch Verschweißen an das Hauptelement 52b, welches das Quarzglas-Stützelement bildet, angebracht. Zu dieser Zeit wird eine entsprechende Kühlbehandlung zur Vermeidung von Rissen ausgeführt.
(2) Die Anschlusslinien 53a und 53b, die aus einer Vielzahl von Kohlenstoffdrähten bestehen, werden mit Hilfe einer Schnur/Kette in das Quarzglasrohr 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser gezogen. Das Quarzglasrohr 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser wird dann in die Anbringungslöcher 52c in dem Hauptelement 52 eingeführt. In dieser Verbindung werden die Kohlenstoff-Anschlusslinien 53a und 53b in die Quarzglasrohre 55a und 55b mit dem kleinen Durchmesser geführt und durch die Vielzahl der Drahtkohlenstoff-Elemente A darin an der gesamten Innenseite des Quarzglasrohre 55a und 55b komprimiert. Dadurch wird die Entstehung von Funken effektiv vermieden.
(3) Jedes Element ist, wie in 1 zu sehen, derart angebracht, dass das Quarzglasrohr 56 an den unteren Teil des Hauptelements 52b angeschweißt ist, während durch ein Injizieren des aus dem Seitenrohr 56a kommenden Stickstoffgases in das Kohlenstoffdraht-Heizelement 53 und die Anschlusslinien 53a und 53b die Oxidation derselben vermieden wird.
(4) Der abgedichtete Anschluss 60, der auf die zuvor beschriebene Art hergestellt wird, wird von oben in das Quarzglasrohr 56 mit dem großen Durchmesser derart eingeführt, dass die inneren Verbindungslinien 61a und 61b in die Anschlusslinien 53a und 53b zur elektrischen Verbindung eingeführt werden.
(5) Dann wird Stickstoffgas von dem Seitenrohr 56a dorthinein injiziert, während das Quarzglasrohr 56 mit dem großen Durchmesser mit dem abgedichteten Anschluss 60 an deren Verbindungen zum Anbringen des Abdichtungsanschlusses verschmolzen wird.
(6) Danach wird das Vakuumpumpen durch das Seitenrohr 56a ausgeführt, um den Druck in dem Heizgerät zu reduzieren. Danach wird das Seitenrohr 56a für einen Flammverschmelzungs-Vorgang verwendet, um das Heizgerät abzudichten und dann wird das Seitenrohr entfernt, wodurch das Anbringen des abgedichteten Anschlusses 60 beendet ist.

In den vorhergehenden Ausführungsformen wurde Glas als Quarzglas erläutert, aber andere Glasarten einschließlich hoch siliziumhalktiges Glas Kieselglas, Borsilikatglas, Alominosilikatglas, Natronkalkglas, Bleiglas oder Ähnliches kann in Übereinstimmung mit dem Objekt verwendet werden.
Diese Gläser können zum Beispiel als Material für ein Heizgerät, das die verschiedenen Lösungen, die zum Nassätz- oder Schleifverfahren verwendet werden, erhitzt und sie bei einer niedrigen Temperatur, beispielsweise 100°C kontrolliert.
Da das Kohlenstoffdraht-Heizelement, wie im Vorangegangenen erläutert, verwendet wird, ist es möglich, eine metallische Verschmutzung des Reinigungs- oder Schleifmittels zu vermeiden, auch wenn es zur Halbleiterherstellung verwendet wird, so wie auch die mechanischen Stärke gewährleistet ist, die einer Beschädigung selbst durch ein direktes Eintauchen in einen Reinigungs- oder Schleifmittel enthaltenden Vorratstank standhält.
In der Struktur, in welcher das Kohlenstoffdraht-Heizelement eingeschlossen ist, macht ein durch den vorab bestimmten Quarzglaskörper evakuierter Raum eine schnellere Temperatursteuerung während der einheitlichen Erwärmung in längs verlaufender Richtung des stangenförmigen Heizgeräts möglich, und auf diese Weise ist ein stangenförmiges Heizgerät mit einer längeren Lebensdauer vorgesehen.

Claims

Heizgerät (1), in dem ein Kohlenstoffdraht-Heizelement (2) in einem Glaselement angeordnet ist und das einen abgedichteten Anschlussabschnitt (10, 20) umfasst, der eine Verbindungslinie zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Kohlenstoffdraht-Heizelement beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der abgedichtete Anschlussabschnitt derart angeordnet ist, dass jedes Ende des Kohlenstoffdraht-Elements durch komprimierte Draht-Kohlenstoffelemente (A) gehalten wird, die in zumindest ein Glasrohr (3) geladen sind, dass die jeweiligen Verbindungslinien (12a, 12b) zum externen Zuführen von elektrischer Energie an den Draht-Kohlenstoffelementen fixiert sind, und dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement elektrisch durch die Draht-Kohlenstoffelemente mit den Verbindungslinien verbunden ist.
Heizgerät wie in Anspruch 1 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaselement ein Glaskörper (4, 13, 21) ist, innerhalb dessen das Kohlenstoffdraht-Heizelement abgedichtet ist, und integral mit einem Glasabschnitt (13, 21) des abgedichteten Anschlussabschnitts ausgebildet ist.
Heizgerät wie in Anspruch 1 oder 2 dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr (3) haarnadelförmig oder spiralförmig ist.
Heizgerät wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement und das Glasrohr in einem anderen Glasrohr abgedichtet ist, welches einen Durchmesser größer als der des ersterwähnten Glasrohrs aufweist.
Heizgerät wie in Anspruch 1 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffdraht-Heizelement zumindest teilweise in einem hohlen Abschnitt (32a) eines plattengleichen Glasgehäuses (31, 32) angeordnet ist, welches einen Teil des Glasrohrs definiert, und dass jedes Ende des Kohlenstoffdraht-Heizelements aus dem plattengleichen Glasgehäuse herausgezogen ist und innerhalb der anderen Teile des Glasrohrs angeordnet ist.
Heizgerät wie in Anspruch 5 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr (3) innerhalb eines anderen Glasrohrs (4) abgedichtet ist, wobei das andere Glasrohr einen Durchmesser aufweist, der größer als der des ersterwähnten Glasrohrs ist.
Heizgerät wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das ersterwähnte Glasrohr aus Quarzglas gefertigt ist.
Heizgerät wie in Anspruch 4 oder Anspruch 6 dargestellt, bei dem das andere Glasrohr aus Quarzglas gefertigt ist.
Heizgerät wie in Anspruch 6 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das plattengleiche Glasgehäuse aus Quarzglas gefertigt ist.
Heizgerät wie in einem der Ansprüche 1, 2 oder 5 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Draht-Kohlenstoffelement und das Kohlenstoffdraht-Heizelement in einem komprimierten Zustand gehalten werden und sich im Wesentlichen parallel zu einer Achse des Glasrohrs erstrecken.
Heizgerät wie in Anspruch 10 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Draht-Kohlenstoffelement und das Kohlenstoffdraht-Heizelement aus einer Vielzahl von Kohlenstofffasern gebildet sind, die in ein Kohlenstoff- Faserbündel gebunden sind, und wobei eine Vielzahl solcher Kohlenstoff-Faserbündel in eine gewirkte Kordel oder Schnurr gewebt sind.
Heizgerät wie in Anspruch 10 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Glasrohr-Abschnitt ein oder mehrere Kohlenstoffdraht-Heizelemente aufnimmt und mit einer Vielzahl von Draht-Kohlenstoffelementen befüllt ist.
Heizgerät wie Anspruch 12 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Draht-Kohlenstoffelement und das Kohlenstoffdraht-Heizelement jeweils aus dem gleichen Basismaterial ausgebildet sind und dass die Anzahl der Draht-Kohlenstoffelemente das fünf- oder mehrfache der Kohlenstoffdraht-Heizelemente ist.
Heizgerät wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der abgedichtete Anschlussabschnitt einen Glasabschnitt (21a) einen abgestuften Abdichtungsabschnitt (21b) sowie einen Wolframglas-Abschnitt (21c) beinhaltet, und dass die Verbindungslinie an dem Wolframglas-Abschnitt mittels Abschnürung abgedichtet (pinch sealed) ist und dass der Glasabschnitt an einem Ende des mit den Draht-Kohlenstoffelementen befüllten Glasrohrs (3) angeschmolzen ist.
Heizgerät wie in Anspruch 4 oder Anspruch 6 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der abgedichtete Anschlussabschnitt einen Glasabschnitt (21a), einen abgestuften Abdichtungsabschnitt (21b) und einen Wolframglas-Abschnitt (21c) beinhaltet, und dass die Verbindungslinie am Wolframglas-Abschnitt mittels Abschnürung abgedichtet (pinch sealed) ist, und dass der Glasabschnitt an einem Ende des anderen Glasrohrs angeschmolzen ist.
Heizgerät wie in Anspruch 2 oder Anspruch 5 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdichtungs-Anschlussabschnitt einen Glasstecker (14) umfasst, dessen äußerer Umfang mit einer Vielzahl von Nuten (14a, 14b) ausgebildet ist, die jeweils eine der internen Verbindungslinien und eine der externen Verbindungslinien, jeweilige Verbindungsfolien (15a, 15b) zur elektrischen Verbindung einer der internen Verbindungslinien mit einer externen Verbindungslinien halten, wobei der Glasstecker so angeordnet ist, dass er darin die internen Verbindungslinien und die externen Verbindungslinien derart aufnimmt, dass die Enden der Linien von dem Glasstecker aus hervorstehen, sowie einen Verschlussabschnitt (16) zum Verschließen eines Endes des Glasabschnitts (13), wobei das andere Ende des Glasabschnitts an einem Ende des ersterwähnten Glasrohrs angeschmolzen ist.
Heizgerät wie in Anspruch 4 oder Anspruch 6 dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdichtungs-Anschlussabschnitt einen Glasstecker (14) umfasst, dessen äußerer Umfang mit einer Vielzahl von Nuten (14a, 14b) ausgebildet ist, von denen jede die internen Verbindungslinien und die externen Verbindungslinien sowie leitfähige Folien (15a, 15b) zur elektrischen Verbindung einer der internen Verbindungslinien mit einer der externen Verbindungslinien hält, wobei der Glasstecker so angeordnet ist, dass er darin die internen Verbindungslinien sowie die externen Verbindungslinien derart aufnimmt, dass deren Enden von dem Glasstecker aus hervorstehen, sowie einen Verschlussabschnitt (16) zum Verschließen eines Endes des Glasabschnitts (13), wobei das andere Ende des Glasabschnitts an einem Ende des anderen Glasrohrs (4) angeschmolzen ist.