JP2012167865A - 熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理対象物を収容した容器20が、加熱対象物として熱処理チャンバー10内で加熱される。ガス供給部から供給される処理ガスがパイプ42等を通じて容器20の内部に導入され、その内部のガスがパイプ52等を通じてポンプ部に排出される。パイプ42,52により形成されるガス流路が、熱処理チャンバー10の空間から隔てられるため、熱処理チャンバー10内の空間に処理ガスが漏洩し難くなる。
【選択図】図2
Description
好適に、前記処理対象物は、前記第2ガス導入口と前記第2ガス排出口との間に、前記第2ガス導入口から前記第2ガス排出口へ向かうガスの流れと前記被処理面とが平行になるように配置される。
好適に、前記分流手段は、前記処理対象物の前記被処理面と平行な壁面によって前記容器内における前記第2ガス導入口側の前記被処理面の上部空間を複数に区分する少なくとも1つの壁部を含む。
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の構成の一例を示す図である。
図1に示す熱処理装置は、処理対象物をガス雰囲気下で加熱するためのチャンバーと加熱手段を備えた加熱処理部1と、加熱処理部1のチャンバーに処理ガスやキャリアガスを供給するガス供給部2と、加熱処理部1のチャンバーから排出される粉体やガス中の成分を取り除くトラップ部3と、トラップ部3の後段で加熱処理部1のチャンバー内のガスを排気するポンプ部4と、ポンプ部4によって排気されたガス中の有害物質を除去する除害部5を有する。
図2に示す加熱処理部1は、加熱対象物を収容する熱処理チャンバー10と、加熱手段としてのヒーター部30と、内部に処理対象物を収容する容器20と、容器20を保持しつつ熱処理チャンバー10内に容器20を出し入れするための機構を備えたマニピュレータ部60を有する。
パイプ42を通じて容器20に処理ガスを導入することにより、容器20内の処理対象物に無駄なく必要な量の処理ガスを導入できる。また、熱線によって熱せられたパイプ42が処理ガスを効果的に加熱するので、温度を上昇させた状態の処理ガスを処理対象物に供給できる。
なお、上側の赤外線ランプ31の配列方向と下側の赤外線ランプ31の配列方向とが直角に交差するようにこれらのランプを配置してもよい。例えば上側の赤外線ランプ31の長手方向が紙面の垂直方向に延び、下側の赤外線ランプ31の長手方向が紙面の水平方向へ延びるように配置してもよい。これにより、容器20付近における熱線の平面的な分布がより均一になる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
上述した実施形態に係る熱処理装置では、容器20の一方端と他方端に離間して形成されたガス導入口204とガス排出口205との間に処理対象物9が配置されており、ガス導入口204からガス排出口へ向かうガスの流れと処理対象物9の被処理面とが平行になっている。そのため、ガス導入口204から離れるほど、被処理面に供給される熱処理反応前の処理ガスが減少し、逆に熱処理反応後のガスが増大する。その結果、Y方向(ガス導入口204とガス排出口205の中央を通る直線に対して平行な方向)における処理ガスの供給量が不均一になる。そこで、本実施形態に係る熱処理装置では、このY方向における処理ガス供給量の不均一を緩和するため、ガス導入口からのガス流を複数のガス流に分流する分流手段を設ける。
図5,図6の例において、分流手段250は、処理対象物9の被処理面と平行な面を持った板部を有する。この板部は、被処理面のガス導入口204側における上部の空間を2つに区分する。また板部は、仕切り板212の孔221のほぼ中央において空間を上下に区分する。これにより、仕切り板212の孔221を通ったガスは、分流手段250の板部の上側と下側に分かれて流れる。板部の下側を流れるガスは、ガス導入口204側の末端からガス排出口205側の末端まで被処理面の全体を流れる(下側ガス流)。一方、板部の上側に流れるガスは、被処理面の途中からガス排出口205側の末端まで流れる(上側ガス流)。仕切り板212の板部の上側には、熱処理反応前の処理ガスが流れる。そのため、この新鮮な処理ガスが被処理面の途中から加わることにより、ガス排出口205に近い側における熱処理反応前の処理ガスの量を増やすことが可能となり、Y方向における処理ガス供給量の不均一を緩和できる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図9,図10に示す容器20は、図3、図4に示す容器20と同様の構成を有するとともに、第1分散手段及び第2分散手段として複数の球体240を有する。球体240は、例えばセラミックス等の耐熱性のある材料で形成される。球体240は略同一の大きさを有しており、均一の密度で配置される。図9,図10の例において、第1分散手段としての球体240は仕切り板212からガス導入口204までの領域に密に充填され、第2分散手段としての球体240は仕切り板213からガス排出口205までの領域に密に充填される。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
この網状体を、処理ガスの導入口(第2ガス導入口)に比べて処理対象物の被処理面に近い側にある境界面に設けるようにすれば、処理ガスの導入口から処理対象物の被処理面へ向かう処理ガスの流れを、被処理面により近い場所で均一に分散させることができる。
また、この網状体を、処理ガスの排出口(第2ガス排出口)に比べて処理対象物の被処理面に近い側にある境界面に設けるようにすれば、処理対象物の被処理面から排出口へ向かう処理ガスの流れを、被処理面により近い場所で均一に分散させることができる。
図13,図14に示す容器20は、上述した図11,図12に示す容器20における仕切り板215の上側の空間と、仕切り板215の下側かつ仕切り板216の外側の空間において、複数の球体240を充填した例を示す。この場合、容器20には、仕切り板215,216の替わりに網状体を設けてもよい。
Claims (9)
- 処理対象物を収容する容器と、
前記容器を加熱対象物として収容する熱処理チャンバーと、
前記熱処理チャンバー内にキャリアガスを導入する第1ガス導入路と、
前記熱処理チャンバー内の空間から隔てられたガス流路であって、前記容器内に処理ガスを導入する第2ガス導入路と、
前記熱処理チャンバー内のガスを排出する第1ガス排出路と、
前記熱処理チャンバー内の空間から隔てられたガス流路であって、前記容器内からガスを排出する第2ガス排出路と、
を有する熱処理装置。 - 前記熱処理チャンバーは、
前記第1ガス導入路につながる第1ガス導入口と、
前記第1ガス排出路につながる第1ガス排出口と、
前記第1ガス導入口と前記第1ガス排出口との間に設けられ、外部の発熱体からの熱線を透過する熱線透過部と、
を含む、
請求項1に記載の熱処理装置。 - 前記容器は、
前記第2ガス導入路につながる第2ガス導入口と、
前記第2ガス導入口と前記処理対象物の被処理面との間に介在し、前記第2ガス導入口から前記被処理面へ供給される前記処理ガスの流れを前記被処理面付近において前記被処理面と平行な方向に均一に分散する第1分散手段と、
を含む、
請求項2に記載の熱処理装置。 - 前記容器は、
前記第2ガス排出路につながる第2ガス排出口と、
前記第2ガス排出口と前記処理対象物の前記被処理面との間に介在し、前記被処理面から前記第2ガス排出口へ排出されるガスの流れを前記被処理面付近において前記被処理面と平行な方向に均一に分散する第2分散手段と、
を含む、
請求項3に記載の熱処理装置。 - 前記第1分散手段は、
前記第2ガス導入口から前記被処理面へのガスの流れを遮るとともに、前記被処理面と平行な方向において等間隔に複数のガス流通用の孔が形成された少なくとも1つの仕切り板、
及び、
前記被処理面と平行な方向において略均一の密度で配置された複数の球体、
及び、
前記被処理面と平行な方向において略均一の密度で空隙が形成された多孔性部材、
及び、
前記被処理面と平行な方向における空間の幅が前記第2ガス導入口から前記被処理面に向かって連続的に広がるように前記容器の内壁に形成された第1傾斜部、
の少なくとも1つを含む、
請求項3に記載の熱処理装置。 - 前記第2分散手段は、
前記被処理面から前記第2ガス排出口へのガスの流れを遮るとともに、前記被処理面と平行な方向において等間隔に複数のガス流通用の孔が形成された少なくとも1つの仕切り板、
及び、
前記被処理面と平行な方向において略均一の密度で配置された複数の球体、
及び、
前記被処理面と平行な方向において略均一の密度で空隙が形成された多孔性部材、
及び、
前記被処理面と平行な方向における空間の幅が前記第2ガス排出口から前記被処理面に向かって連続的に広がるように前記容器の内壁に形成された第2傾斜部、
の少なくとも1つを含む、
請求項4に記載の熱処理装置。 - 前記容器は、
前記複数の球体の配置領域を区切る網状体であって、前記球体の外形に比べて細かい空隙を持ち、前記第2ガス導入口に比べて前記被処理面に近い前記配置領域の境界面に設けられた網状体を有する、
及び/又は、
前記複数の球体の配置領域を区切る網状体であって、前記球体の外形に比べて細かい空隙を持ち、前記第2ガス排出口に比べて前記被処理面に近い前記配置領域の境界面に設けられた網状体を有する、
請求項5又は6に記載の熱処理装置。 - 前記容器は、前記第2ガス導入口からのガス流を複数のガス流に分流し、当該複数のガス流を前記被処理面のそれぞれ異なる領域に案内する分流手段を有する、
請求項5乃至7の何れか一項に記載の熱処理装置。 - 前記第2ガス導入口と前記第2ガス排出口は、前記容器の一方端と他方端とに離間して形成され、
前記処理対象物は、前記第2ガス導入口と前記第2ガス排出口との間に、前記第2ガス導入口から前記第2ガス排出口へ向かうガスの流れと前記被処理面とが平行になるように配置され、
前記分流手段は、前記処理対象物の前記被処理面と平行な壁面によって前記容器内における前記第2ガス導入口側の前記被処理面の上部空間を複数に区分する少なくとも1つの壁部を含む、
請求項8に記載の熱処理装置。
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