JP2000234866A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理効率、スループット、品質、熱効率を向上
でき、不良品発生時の被害を小さくし、生産量調整を柔
軟にでき、炉体設置面積を小さくでき、被処理材を直接
に搬送できる熱処理装置を提供する。 【解決手段】プロセスチューブ内の気密空間で被処理材
を直接かつ相対摺動することなく支持し上下に間欠的に
搬送する。その炉体３に被処理材の導入口21と排出口22
が上下間隔をおいて形成される。その導入口21との接続
口と被処理材の取り込み口を有する導入側パージ部と、
その排出口22との接続口と被処理材の送り出し口を有す
る排出側パージ部を備え、その導入口21と接続口と取り
込み口と排出口22と接続口と送り出し口は開閉される。
被処理材は取り込み口を介して導入側パージ部内に取り
込まれ、導入口21を介して前記搬送機構32に供給され、
その搬送機構32から排出口22を介して排出側パージ部内
に取り込まれ、送り出し口を介して排出側パージ部外に
送り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被処理材を、水素等の雰囲気ガス下において熱処理する
のに適した熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体ウェハ上に形成したマス
クをエッチングした後にアルミニウムを蒸着し、しかる
後にポーラス構造を緻密化するため、水素ガス雰囲気中
で加熱還元することで半導体ウェハを熱処理することが
行われている。

【０００３】従来、その半導体ウエハの熱処理において
はバッチ処理が採用されていた。すなわち、複数の半導
体ウエハを、熱処理ボートやサセプタ等に収納して縦型
炉あるいは横型炉により一挙に熱処理を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バッチ処理で
は被処理材の熱処理ボートやサセプタ等の治具からの出
し入れや、その治具の清掃が必要になり、さらに治具の
熱容量分だけ熱効率が低下する。また、熱処理以外の半
導体ウエハの処理は、通常は枚葉式であり、半導体ウエ
ハはインライン化されて搬送される。そのため、熱処理
工程と他の工程とを連続して行うことができず、処理効
率が悪くスループットが低下する。また、バッチ処理の
場合、半導体ウエハが熱処理される前に大気に曝露され
る時間が長くなるので品質に悪影響を及ぼす。さらに、
熱処理不良が発生した場合は１バッチ分の被処理材が全
て不良品になったり、生産量の調整が１バッチ単位でし
か行なえないという問題もある。すなわち、半導体ウエ
ハを水素等の爆発性ガスを含有する雰囲気中で連続的に
搬送しつつ熱処理できる装置は従来なかった。そこで連
続炉を用いることが考えられるが、従来の連続炉は設備
設置面積が大きくなるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題を解決することのでき
る熱処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、炉体を構成す
るプロセスチューブを有し、そのプロセスチューブ内の
気密空間において被処理材を加熱する熱処理装置であっ
て、少なくともそのプロセスチューブ内において被処理
材を直接かつ相対摺動することなく支持すると共に上下
方向に沿って間欠的に搬送する搬送機構と、その炉体に
形成される被処理材の導入口と、その導入口に対して上
下間隔をおいた位置で炉体に形成される被処理材の排出
口と、その導入口との接続口および被処理材の取り込み
口を有する導入側パージ部と、その導入側パージ部内の
パージ手段と、その導入口と導入側パージ部の接続口と
を開閉する第１導入側開閉機構と、その取り込み口を開
閉する第２導入側開閉機構と、被処理材を取り込み口を
介して導入側パージ部内に取り込むと共に導入口を介し
て前記搬送機構に供給可能な被処理材導入機構と、その
排出口との接続口および被処理材の送り出し口を有する
排出側パージ部と、その排出側パージ部内のパージ手段
と、その排出口と排出側パージ部の接続口とを開閉する
第１排出側開閉機構と、その送り出し口を開閉する第２
排出側開閉機構と、被処理材を前記搬送機構から排出口
を介して排出側パージ部内に取り込むと共に送り出し口
を介して排出側パージ部外に送り出し可能な被処理材排
出機構とを備える。

【０００７】本発明の熱処理装置によれば、複数の被処
理材を炉体内に順次導入し、プロセスチューブ内に導入
された被処理材を上下方向に沿って間欠的に搬送しつつ
加熱し、その加熱された被処理材を炉体内から導入順に
順次排出できる。これにより、複数の被処理材を一つず
つ順次熱処理でき、熱処理以外の処理工程と連続して被
処理材をインライン化して搬送でき、また、被処理材が
熱処理される前に大気に曝露される時間を可及的に短く
できる。また、被処理材を上下方向に沿って搬送するこ
とで、炉体の設置面積を可及的に小さくできる。また、
被処理材は搬送機構により直接に支持されて搬送される
ので、熱処理用ボートやサセプタ等の治具が不要にな
る。さらに本発明の熱処理装置によれば、被処理材を取
り込み口を介して導入側パージ部内に取り込み、その取
り込み口と導入口と接続口とを閉鎖した状態で導入側パ
ージ部内をパージすることで、その導入側パージ部から
大気を除去し、しかる後に導入口と接続口を開いて被処
理材を搬送機構に供給することができる。よって、炉体
内に被処理材を導入する際に大気が侵入するのを防止で
き、炉体内の水素等の雰囲気ガスと酸素との反応による
爆発や被処理材の酸化を防止できる。また、排出側パー
ジ部内の気体は、排出口と接続口を開くと炉体内からの
輻射熱により膨張するため、排出側パージ部外に吹き出
し、その後に排出口と接続口が閉鎖されると温度下降に
より収縮するため、排出側パージ部は負圧になる。この
負圧状態を放置すると排出側パージ部内に大気に吸引さ
れるため、炉体内から入り込んだ水素等の雰囲気ガスと
酸素との反応により爆発が生じるおそれがある。上記構
成によれば、被処理材を排出口と接続口を介して搬送機
構から排出側パージ部内に取り込み、その排出口と接続
口と送り出し口とを閉鎖した状態で排出側パージ部内を
パージすることで、排出側パージ部内の雰囲気ガスを除
去すると共に室内を正圧にして爆発を防止できる。ま
た、搬送機構は被処理材を相対摺動することなく支持し
て搬送するので、発塵を防止できる。

【０００８】本発明においては、その被処理材を炉体内
において上から下に向かい搬送するのが好ましい。これ
により、炉体内は上方の方が下方よりも温度が高いた
め、被処理材を迅速に加熱して効率を向上できる。

【０００９】その搬送機構は、複数の被処理材を上下間
隔をおいた複数位置で支持可能な第１支持機構と、複数
の被処理材を上下間隔をおいた複数位置で支持可能な第
２支持機構とを有し、その第１支持機構は、上下方向軸
中心に回転駆動される複数の第１支柱と、各被処理材の
支持位置において各第１支柱から横方向に突出する複数
の第１支持片とを有し、各第１支持片は、第１支柱の回
転により、被処理材を直接に載置可能な支持位置と被処
理材の上下方向移動を許容する支持解除位置との間で変
位可能とされ、その第２支持機構は、上下方向軸中心に
回転駆動される複数の第２支柱と、各被処理材の支持位
置において各第２支柱から横方向に突出する複数の第２
支持片とを有し、各第２支持片は、第２支柱の回転によ
り、被処理材を直接に載置可能な支持位置と被処理材の
上下方向移動を許容する支持解除位置との間で変位可能
とされ、第１支柱と第２支柱が互いに対して相対的に上
下方向に沿って直線移動するように、両支柱の中の少な
くとも一方は上下に駆動され、その第２支柱の第１支柱
に対する相対的な下方移動により、第２支持片に載置さ
れた被処理材は支持位置の第１支持片に載せ替え可能と
され、第２支柱の第１支柱に対する相対的な上方移動に
より、第１支持片に載置された被処理材は支持位置の第
２支持片に載せ替え可能とされているのが好ましい。こ
の構成によれば、被処理材を支持位置の上部側第１支持
片に載置し、第２支持片を支持解除位置に配置した状態
で、第２支持片を第２支柱の回転により支持位置に変位
させ、次に、第２支柱の第１支柱に対する相対的な上方
移動により、第１支持片に載置された被処理材を支持位
置の第２支持片に載せ替え、次に、第１支持片を第１支
柱の回転により支持解除位置に変位させ、次に、第２支
柱を第１支柱に対して相対的に下方移動させ、各第１支
持片を支持位置に変位した時に第２支持片に載置された
被処理材と干渉することがなく、且つ、それまで載置し
ていた被処理材の上方位置に配置させ、次に、第１支持
片を第１支柱の回転により支持位置に変位させ、次に、
第２支柱の第１支柱に対する相対的な下方移動により、
第２支持片に載置された被処理材を支持位置の下部側第
１支持片に載せ替えるができる。しかる後に、第２支持
片を第２支柱の回転により支持解除位置に配置し、第２
支柱を第１支柱に対して相対的に上方移動させ、第２支
持片が支持位置に変位した時に第１支持片に載置された
被処理材と干渉することがない位置に配置する。上記動
作を繰り返すことで、被処理材を間欠的に上から下に向
かい搬送できる。また、被処理材を支持位置の上部側第
１支持片に載置し、第２支持片を支持解除位置に配置し
た状態で、第２支持片を第２支柱の回転により支持位置
に変位させ、次に、第２支柱の第１支柱に対する相対的
な上方移動により、第１支持片に載置された被処理材を
支持位置の第２支持片に載せ替え、次に、第１支持片を
第１支柱の回転により支持解除位置に変位させ、次に、
第２支柱を第１支柱に対して相対的に上方移動させ、各
第１支持片を支持位置に変位した時に第２支持片に載置
された被処理材と干渉することがなく、且つ、それまで
載置していた被処理材の下方位置に配置させ、次に、第
１支持片を第１支柱の回転により支持位置に変位させ、
次に、第２支柱の第１支柱に対する相対的な下方移動に
より、第２支持片に載置された被処理材を支持位置の上
部側第１支持片に載せ替えることができる。しかる後
に、第２支持片を第２支柱の回転により支持解除位置に
配置し、第２支柱を第１支柱に対して相対的に下方移動
させ、第２支持片が支持位置に変位した時に第１支持片
に載置された被処理材と干渉することがない位置に配置
する。上記動作を繰り返すことで、被処理材を間欠的に
下から上に向かい搬送できる。この搬送機構によれば、
熱処理ボートやサセプタ等の治具を用いることなく被処
理材を直接に搬送する場合でも、被処理材が支持片に対
して摺動することはないので品質低下を防止できる。

【００１０】前記第１支柱と第２支柱は、炉体外部にシ
ールを介して突出され、その突出部に接続される駆動装
置により上下方向軸中心に回転駆動されると共に少なく
とも一方は上下に駆動されるのが好ましい。これによ
り、炉体内で被処理材を搬送する際に水素等の雰囲気ガ
スが炉体外に漏れるのを防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図３に示す熱処理装置１
は、筐体２と、この筐体２内に設けられた炉体３と、こ
の炉体３内の半導体ウェハ等の被処理材を加熱する加熱
装置４と、その炉体３に接続される導入側パージ部５お
よび排出側パージ部６と、その筐体２内に出入り口２ａ
から搬入される被処理材を導入側パージ部５と排出側パ
ージ部６との間で昇降させる送り装置７とを備える。

【００１２】図４に示すように、その炉体３は、上下方
向軸心の円筒形石英製プロセスチューブ１１と、このチ
ューブ１１の上部を保持する上部ホルダー１２と、その
チューブ１１の下部を保持する下部ホルダー１３とを有
し、筐体２により支持される。その上部ホルダー１２
は、チューブ１１にシール１４を介して嵌め合わされる
と共にボルト１５により固定されるリング１６に一体化
される。その下部ホルダー１３は、チューブ１１にシー
ル１７を介して嵌め合わされると共にボルト１８により
固定されるリング１９に一体化される。その上部ホルダ
ー１２の側面から横方向に突出する筒状部１２ａが設け
られ、その筒状部１２ａの先端に、被処理材の導入口２
１が横向きに開口するように形成される。その下部ホル
ダー１３の側面から横方向に突出する筒状部１３ａが設
けられ、その筒状部１３ａの先端に被処理材の排出口２
２が横向きに開口するように形成されている。これによ
り、その導入口２１と排出口２２は互いに対して上下間
隔をおいて配置され、本実施形態では導入口２１は排出
口２２の上方に配置される。

【００１３】そのチューブ１１を含む炉体３内において
被処理材を直接かつ相対摺動することなく支持すると共
に上下方向に沿って間欠的に搬送する搬送機構３２が設
けられている。その搬送機構３２は、複数の被処理材を
上下間隔をおいた複数位置で支持可能な第１支持機構３
３と、複数の被処理材を上下間隔をおいた複数位置で支
持可能な第２支持機構３４とを有する。

【００１４】その第１支持機構３３は、上下方向軸中心
に回転駆動される複数の第１支柱３５と、各被処理材の
支持位置において各第１支柱３５から横方向に突出する
複数の第１支持片３６とを有する。各第１支柱３５にお
いて、各第１支持片３６は等間隔で並列される。図５に
示すように、本実施形態では第１支柱３５は４本とさ
れ、支持される被処理材Ｗを囲むように配置される。各
第１支持片３６は、第１支柱３５の回転により、被処理
材Ｗを直接に載置可能な支持位置と、被処理材Ｗの上下
方向移動を許容する支持解除位置（図５において２点鎖
線で示す）との間で変位可能とされている。各第１支柱
３５は、上下部ホルダー１２、１３に嵌め合わされた筒
状ベローズ３７により軸受３８とシール３９とを介して
支持され、そのシール３９を介して炉体３の外部に突出
され、その突出部に炉体３の下方において筐体２に取り
付けられた第１回転駆動装置４１が接続される。その第
１回転駆動装置４１により各第１支柱３５は上下方向軸
中心に互いに同期して回転駆動される。

【００１５】その第２支持機構３４は、上下方向軸中心
に回転駆動されると共に上下駆動される複数の第２支柱
４２と、各被処理材の支持位置において各第２支柱４２
から横方向に突出する複数の第２支持片４３とを有す
る。各第２支柱４２において、各第２支持片４３は各第
１支持片３６の並列間隔と等しい等間隔で並列される。
図５に示すように、本実施形態では第２支柱４２は４本
とされ、支持される被処理材Ｗを囲むように配置され、
被処理材Ｗの周方向に沿って第１支柱３５と第２支持片
４３は間隔をおいて交互に並列する。各第２支持片４３
は、第２支柱４２の回転により、被処理材Ｗを直接に載
置可能な支持位置と、被処理材Ｗの上下方向移動を許容
する支持解除位置（図５において２点鎖線で示す）との
間で変位可能とされている。各第２支柱４２は、上下部
ホルダー１２、１３に嵌め合わされた筒状ベローズ４４
により軸受４６とシール４７とを介して支持され、その
シール４７を介して炉体３の外部に突出され、その突出
部に炉体３の下方において筐体２に取り付けられた第２
回転駆動装置４９と昇降駆動装置４８が接続される。そ
の第２回転駆動装置４９により各第２支柱４２は上下方
向軸中心に互いに同期して回転駆動される。なお、各支
柱３５、４２や各支持片３６、４３はセラミック製とす
るのが好ましい。その第１、第２回転駆動装置４１、４
９は例えばＡＣサーボモータと減速ギヤ機構とを有する
サーボアクチュエータから構成できる。

【００１６】その昇降駆動装置４８は、その第２回転駆
動装置４９を支持する支持部材５０と一体のナット保持
部材５１により保持されるボールナット５２と、このボ
ールナット５２にねじ合わされると共に筐体２により支
持されるボールスクリュー５３とを有する。そのボール
スクリュー５３は筐体２に取り付けられるサーボアクチ
ュエータ５４により回転駆動され、その支持部材５０は
筐体２に取り付けられた回り止め（図示省略）によりボ
ールスクリュー５３との連れ回りが防止される。これに
より、そのボールスクリュー５３を回転駆動すること
で、第２支柱４２を第２回転駆動装置４９と共に上下駆
動させることができるので、第１支柱３５と第２支柱４
２は互いに対して相対的に上下方向に沿って直線移動す
る。

【００１７】その第２支柱４２の第１支柱３５に対する
相対的な下方移動により、第２支持片４３に載置された
被処理材Ｗは支持位置の第１支持片３６に載せ替え可能
とされ、第２支柱４２の第１支柱３５に対する相対的な
上方移動により、第１支持片３６に載置された被処理材
Ｗは支持位置の第２支持片４３に載せ替え可能とされて
いる。

【００１８】その炉体３の内部には、水素等の雰囲気ガ
スが被処理材Ｗの搬送方向と逆方向に流動するように、
炉体３の下部から配管６１を介して供給される。また、
その炉体３の内部は、上下邪魔板６２、６３により、各
支柱３５、４２の上部支持領域Ａと、被処理材Ｗの搬送
領域Ｂと、各支柱３５、４２の下部支持領域Ｃとに区画
される。各支柱３５、４２は両邪魔板６２、６３に形成
された通孔に隙間を介して挿通される。各支持領域Ａ、
Ｃと搬送領域Ｂは配管６４ａ、６４ｂを介して接続さ
れ、その配管６４ａ、６４ｂ途中にブロアー６６ａ、６
６ｂとフィルター６７ａ、６７ｂとが設けられている。
これにより、搬送領域Ｂ内の雰囲気ガスはブロアー６６
ａ、６６ｂにより吸引されることで、支柱３５、４２と
邪魔板６２、６３との間の隙間から支持領域Ａ、Ｃに至
り、フィルター６７ａ、６７ｂを介して搬送領域Ｂに還
流し、クリーン度が保持される。

【００１９】本実施形態では、上記搬送機構３２により
被処理材Ｗは炉体３内において上方から下方に向かい間
欠的に搬送される。図６〜図１３を参照して、被処理材
Ｗを上部側の第１支持片３６から下部側の第１支持片３
６へ載せ替えることによる被処理材Ｗの搬送作用を説明
する。

【００２０】図６は被処理材Ｗを支持位置の上部側第１
支持片３６に載置し、第２支持片４３を支持解除位置に
配置した状態を示す。この状態から、図７に示すように
第２支柱４２を第１支柱３５に対して相対的に上方移動
させる。この相対的上方移動量は、第２支持片４３が支
持位置に変位した時に第１支持片３６に載置された被処
理材Ｗと干渉することがないように定められる。次に、
図８に示すように第２支持片４３を第２支柱４２の回転
により支持位置に変位させる。次に、図９に示すように
第２支柱４２の第１支柱３５に対する相対的な上方移動
により、第１支持片３６に載置された被処理材Ｗを支持
位置の第２支持片４３に載せ替える。次に、図１０に示
すように第１支持片３６を第１支柱３５の回転により支
持解除位置１変位させる。次に、図１１に示すように第
２支柱４２を第１支柱３５に対して相対的に下方移動さ
せる。この相対的下方移動量は、各第１支持片３６を支
持位置に変位した時に第２支持片４３に載置された被処
理材Ｗと干渉することがなく、且つ、それまで載置して
いた被処理材Ｗの上方位置に配置させるように定められ
る。次に、図１２に示すように第１支持片３６を第１支
柱３５の回転により支持位置に変位させる。次に、図１
３に示すように第２支柱４２の第１支柱３５に対する相
対的な下方移動により、第２支持片４３に載置された被
処理材Ｗを支持位置の下部側第１支持片３６に載せ替え
る。これを繰り返すことで、被処理材Ｗを間欠的に上か
ら下に向かい搬送できる。

【００２１】図１４に示すように、上記加熱装置４は、
上記チューブ１１を囲むように筐体２により支持される
筒状ヒータホルダー７１と、このヒータホルダー７１に
より上下間隔をおいた３位置で保持されるヒータ７２
ａ、７２ｂ、７２ｃとを有する。各ヒータ７２ａ、７２
ｂ、７２ｃは、それぞれ熱電対、温度調節計、電力制御
器に接続され、互いに独立して発熱量の制御が可能とさ
れている。これにより、チューブ１１内の上方領域、下
方領域、上下間中間領域の温度を個別に制御し、温度分
布を良好にすることが図られ、例えばチューブ１１内に
４００℃程度の均熱領域を形成できる。

【００２２】図１５、図１６に示すように、上記導入側
パージ部５と排出側パージ部６は同様の構造を有する。
すなわち、導入側パージ部５と排出側パージ部６は、そ
れぞれ円筒状のハウジング７５を有し、このハウジング
７５の側面から横方向に突出する第１筒状部７５ａと第
２筒状部７５ｂとが設けられる。その導入側パージ部５
のハウジング７５における第１筒状部７５ａの先端にお
ける横向き開口７５ｃは、被処理材Ｗの取り込み口とさ
れ、第２筒状部７５ｂの先端における横向き開口７５ｄ
は炉体３の導入口２１との接続口とされる。その排出側
パージ部６のハウジング７５における第１筒状部７５ａ
の先端における横向き開口７５ｃは、被処理材Ｗの送り
出し口とされ、第２筒状部７５ｂの先端における横向き
開口７５ｄは、炉体３の排出口２２との接続口とされ
る。

【００２３】その導入口２１と導入側パージ部５の接続
口とは、第１導入側開閉機構７８の駆動用流体圧シリン
ダ７８ａにより駆動されるゲート７８ｂにより開閉さ
れ、その取り込み口は、第２導入側開閉機構７９の駆動
用流体圧シリンダ７９ａにより駆動されるゲート７９ｂ
により開閉される。その排出口２２と排出側パージ部６
の接続口とは、第１排出側開閉機構８０の駆動用流体圧
シリンダ８０ａにより駆動されるゲート８０ｂにより開
閉され、その送り出し口は、第２排出側開閉機構８１の
駆動用流体圧シリンダ８１ａにより駆動されるゲート８
１ｂにより開閉される。

【００２４】その導入側パージ部５内と排出側パージ部
６内とは、窒素ガス等の不活性ガスが配管８２を介して
送り込まれる共に配管８３を介して排出されることでガ
スパージされる。本実施形態では、両パージ部５、６に
熱処理装置１の稼働中は常時パージガスを供給する。な
お、ガスパージに代えてパージ部５、６内を真空引きす
る真空パージを行ってもよい。

【００２５】その導入側パージ部５内に被処理材導入機
構８５が設けられ、その排出側パージ部６内に被処理材
排出機構８６が設けられている。その被処理材Ｗの導入
機構８５と排出機構８６とは同様の構成を有する。すな
わち両機構８５、８６は、それぞれ第１アーム８７と第
２アーム８８と第３アーム８９と駆動機構９０とをす
る。その第１アーム８７の一端側はハウジング７５によ
り上下直線移動可能および上下方向軸中心に揺動可能に
支持され、その第２アーム８８の一端側は第１アーム８
７の他端側により上下方向軸中心に揺動可能に支持さ
れ、その第３アーム８９の一端側は第２アーム８８の他
端側により上下方向軸中心に揺動可能に支持される。そ
の第３アーム８９の他端は被処理材Ｗを載置可能な二股
状載置部８９ａとされている。各アーム８７、８８、８
９が駆動機構９０により駆動されることで、その第３ア
ーム８９の他端は上下動し、また、取り込み口、送り出
し口を通ってハウジング７５の内外間を移動し、接続口
を通ってハウジング７５と炉体３の間を移動する。その
導入機構８５により、被処理材Ｗを取り込み口を介して
導入側パージ部５内に取り込むと共に導入口２１を介し
て上記搬送機構３２に供給できる。その排出機構８６に
より、被処理材Ｗを上記搬送機構３２から排出口２２を
介して排出側パージ部６内に取り込むと共に送り出し口
を介して排出側パージ部６外に送り出すことができる。

【００２６】図１７に示すように、上記送り装置７は、
筐体２により支持される支持部９１により支持されると
共にサーボアクチュエータ９２により回転駆動されるボ
ールスクリュー９３と、このボールスクリュー９３にね
じ合わされるボールナット９４と、このボールナット９
４に取り付けられるステージ９５とを有し、そのステー
ジ９５に被処理材Ｗが載置される。そのボールナット９
４は筐体２に取り付けられた回り止め（図示省略）によ
りボールスクリュー９３との連れ回りが防止される。こ
れにより、そのステージ９５は、ボールスクリュー９３
の回転駆動により上下方向に沿って直線的に駆動され、
筐体２の出入り口２ａ、導入側パージ部５の取り込み
口、および排出側パージ部６の送り出し口に対向する位
置に配置可能とされている。

【００２７】その筐体２内における送り装置７の配置領
域の空気清浄装置９６が設けられている。その空気清浄
装置９６は、配管９７と、この配管９７途中に設けられ
たブロワ９８およびフィルタ９９を有し、その配管９７
の一端の吸引部９７ａと他端の排出部９７ｂとが送り装
置７を挟むように配置されている。これにより、図中矢
印で示すように、その吸引部９７ａからブロワ９８によ
り吸引された空気がフィルタ９９により清浄化されて排
出部９７ｂから送り出され、送り装置７の配置領域にお
けるクリーン度が向上される。

【００２８】上記構成により熱処理の行うため、被処理
材Ｗを筐体２内に一定時間間隔（例えば３分）毎に出入
り口２ａから例えばロボットにより搬入し、ステージ９
５上に載置する。次に、そのステージ９５の上昇により
被処理材Ｗを導入側パージ部５の取り込み口との対向位
置に配置する。次に、第２導入側開閉機構７９により取
り込み口を開き、その被処理材Ｗを導入機構８５により
導入側パージ部５内に取り込む。次に、取り込み口を閉
鎖して導入側パージ部５内をガスパージする。次に、第
１導入側開閉機構７８により接続口と導入口２１とを開
き、導入機構８５により被処理材Ｗを炉体３内に導入
し、搬送機構３２の第１支持片３６上に載置する。次
に、接続口と導入口２１とを閉鎖し、その炉体３内に導
入された被処理材Ｗを、搬送機構３２により上記のよう
に下方に向かって間欠的に搬送しつつ、チューブ１１内
の気密空間において加熱装置４により加熱する。その被
処理材Ｗが排出口２２との対向位置まで搬送されたなら
ば、第１排出側開閉機構８０により排出口２２と排出側
パージ部６の接続口とを開き、その被処理材Ｗを排出機
構８６により排出側パージ部６内に取り込む。次に、排
出口２２と接続口を閉鎖して排出側パージ部６内をガス
パージする。次に、第２排出側開閉機構８１により送り
出し口を開き、排出機構８６により被処理材Ｗを排出側
パージ部６から送り出し、送り出し口に対向する位置に
下降されたステージ９５上に載置する。次に、その送り
出し口を閉鎖し、ステージ９５を筐体２の出入り口２ａ
との対向位置まで上昇させ、その出入り口２ａから例え
ばロボットにより被処理材Ｗを筐体２外に搬出する。こ
れを繰り返すことで、複数の被処理材Ｗを炉体３内に順
次導入し、その炉体３内に導入された被処理材Ｗを上下
方向に沿って間欠的に搬送しつつチューブ１１内で加熱
し、その加熱された被処理材Ｗを炉体３内から導入順に
順次排出する。

【００２９】上記構成によれば、複数の被処理材Ｗを一
つずつ順次熱処理でき、熱処理以外の処理工程と連続し
て被処理材Ｗをインライン化して搬送でき、また、被処
理材Ｗが熱処理される前に大気に曝露される時間を可及
的に短くできる。その被処理材Ｗを上下方向に沿って搬
送することで、炉体３の設置面積を可及的に小さくでき
る。その被処理材Ｗを炉体３内において上から下に向か
い搬送することで、炉体３内は上方の方が下方よりも温
度が高いため、被処理材Ｗを迅速に加熱して効率を向上
できる。その被処理材Ｗを導入側パージ部５を介して炉
体３に導入することで、炉体３内に大気が侵入するのを
防止でき、炉体３内の水素等の雰囲気ガスと酸素との反
応による爆発や被処理材Ｗの酸化を防止できる。その被
処理材Ｗを排出側パージ部６を介して搬出することで、
その排出側パージ部６内に炉体３から吹き出した雰囲気
ガスを除去すると共に室内を正圧に保持できるので、大
気が排出側パージ部６内に吸引されて爆発が生じるのを
防止できる。また、被処理材Ｗは搬送機構３２により直
接に支持されて搬送されるので、熱処理用ボートやサセ
プタ等の治具が不要になり、そのような治具の熱容量分
だけ熱効率を向上できる。さらに、炉体３内において搬
送機構３２は被処理材Ｗを支持片３６、４３に対して摺
動させることなく搬送でき、被処理材Ｗを熱処理ボート
やサセプタ等の治具を用いることなく直接に搬送する場
合でも品質低下を防止できる。さらに、その搬送に際し
て水素等の雰囲気ガスが炉体３外に漏れるのを防止でき
る。

【００３０】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、第２支柱に代えて第１支柱を上下駆動してもよい
し、両支柱を上下駆動してもよく、両支柱が互いに対し
て相対的に上下方向に沿って直線移動すればよい。ま
た、搬送機構により被処理材を上方に向かって間欠的に
搬送してもよく、要は上下方向に沿って間欠的に搬送す
ればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、処理効率、スループッ
ト、品質を向上でき、不良品発生時の被害を小さくし、
生産量の調整も柔軟にでき、炉体の設置面積を小さくで
き、被処理材を炉体内で治具を用いることなく直接に搬
送しつつ熱処理できる熱効率の良い熱処理装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の熱処理装置の側面図

【図２】本発明の実施形態の熱処理装置の正面図

【図３】本発明の実施形態の熱処理装置の平面図

【図４】本発明の実施形態の熱処理装置の要部の断面図

【図５】本発明の実施形態の搬送機構の平面図

【図６】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図７】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図８】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図９】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図１０】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図１１】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図１２】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図１３】本発明の実施形態の搬送機構の作用説明図

【図１４】本発明の実施形態の加熱装置の断面図

【図１５】本発明の実施形態のパージ部の側断面図

【図１６】本発明の実施形態のパージ部の平断面図

【図１７】本発明の実施形態の送り装置の側面図

【符号の説明】

１ 熱処理装置 ３ 炉体 ５ 導入側パージ部 ６ 排出側パージ部 １１ プロセスチューブ ２１ 導入口 ２２ 排出口 ３２ 搬送機構 ３３ 第１支持機構 ３４ 第２支持機構 ３５ 第１支柱 ３６ 第１支持片 ４２ 第２支柱 ４３ 第２支持片 ７８ 第１導入側開閉機構 ７９ 第２導入側開閉機構 ８０ 第１排出側開閉機構 ８１ 第２排出側開閉機構 ８５ 被処理材導入機構 ８６ 被処理材排出機構 Ｗ 被処理材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｓ 21/68 21/68 Ｎ (72)発明者 栗谷 彰 奈良県天理市嘉幡町229番地光洋リンドバ ーグ株式会社内 (72)発明者 有井 宏信 奈良県天理市嘉幡町229番地光洋リンドバ ーグ株式会社内 Ｆターム(参考） 4K050 AA02 BA16 CA04 CA09 CA15 CC07 CC08 CC09 CD08 CD12 CD15 CD17 CF02 CF04 CF12 CF14 CG01 4K063 AA05 AA12 BA12 CA01 CA03 DA07 DA13 DA15 DA22 DA23 DA26 5F031 CA02 GA43 GA47 GA49 HA65

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉体を構成するプロセスチューブを有し、
   そのプロセスチューブ内の気密空間において被処理材を
   加熱する熱処理装置であって、少なくともそのプロセス
   チューブ内において、被処理材を直接かつ相対摺動する
   ことなく支持すると共に上下方向に沿って間欠的に搬送
   する搬送機構と、その炉体に形成される被処理材の導入
   口と、その導入口に対して上下間隔をおいた位置で炉体
   に形成される被処理材の排出口と、その導入口との接続
   口および被処理材の取り込み口を有する導入側パージ部
   と、その導入側パージ部内のパージ手段と、その導入口
   と導入側パージ部の接続口とを開閉する第１導入側開閉
   機構と、その取り込み口を開閉する第２導入側開閉機構
   と、被処理材を取り込み口を介して導入側パージ部内に
   取り込むと共に導入口を介して前記搬送機構に供給可能
   な被処理材導入機構と、その排出口との接続口および被
   処理材の送り出し口を有する排出側パージ部と、その排
   出側パージ部内のパージ手段と、その排出口と排出側パ
   ージ部の接続口とを開閉する第１排出側開閉機構と、そ
   の送り出し口を開閉する第２排出側開閉機構と、被処理
   材を前記搬送機構から排出口を介して排出側パージ部内
   に取り込むと共に送り出し口を介して排出側パージ部外
   に送り出し可能な被処理材排出機構とを備える熱処理装
   置。
2. 【請求項２】その搬送機構は、複数の被処理材を上下間
   隔をおいた複数位置で支持可能な第１支持機構と、複数
   の被処理材を上下間隔をおいた複数位置で支持可能な第
   ２支持機構とを有し、その第１支持機構は、上下方向軸
   中心に回転駆動される複数の第１支柱と、各被処理材の
   支持位置において各第１支柱から横方向に突出する複数
   の第１支持片とを有し、各第１支持片は、第１支柱の回
   転により、被処理材を直接に載置可能な支持位置と被処
   理材の上下方向移動を許容する支持解除位置との間で変
   位可能とされ、その第２支持機構は、上下方向軸中心に
   回転駆動される複数の第２支柱と、各被処理材の支持位
   置において各第２支柱から横方向に突出する複数の第２
   支持片とを有し、各第２支持片は、第２支柱の回転によ
   り、被処理材を直接に載置可能な支持位置と被処理材の
   上下方向移動を許容する支持解除位置との間で変位可能
   とされ、第１支柱と第２支柱が互いに対して相対的に上
   下方向に沿って直線移動するように、両支柱の中の少な
   くとも一方は上下に駆動され、その第２支柱の第１支柱
   に対する相対的な下方移動により、第２支持片に載置さ
   れた被処理材は支持位置の第１支持片に載せ替え可能と
   され、第２支柱の第１支柱に対する相対的な上方移動に
   より、第１支持片に載置された被処理材は支持位置の第
   ２支持片に載せ替え可能とされている請求項１に記載の
   熱処理装置。
3. 【請求項３】前記第１支柱と第２支柱は、炉体外部にシ
   ールを介して突出され、その突出部に接続される駆動装
   置により上下方向軸中心に回転駆動されると共に少なく
   とも一方は上下に駆動される請求項２に記載の熱処理装
   置。