JP2714577B2 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

熱処理装置及び熱処理方法

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JP2714577B2 JP1153720A JP15372089A JP2714577B2 JP 2714577 B2 JP2714577 B2 JP 2714577B2 JP 1153720 A JP1153720 A JP 1153720A JP 15372089 A JP15372089 A JP 15372089A JP 2714577 B2 JP2714577 B2 JP 2714577B2
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tube
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    • H05B3/64—Heating elements specially adapted for furnaces using ribbon, rod, or wire heater

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、熱処理装置及び熱処理方法に関する。
（従来の技術および発明が解決しようとする課題） 半導体デバイス、液晶駆動用回路板等の製造プロセス
において、ウェハ、回路板等の非処理物を加熱してシリ
コン膜、金属膜などの薄膜形成、拡散、酸化、エッチン
グ等の処理を施す為、反応管の周囲に加熱コイルが配設
された縦型或いは横型の熱処理装置が広く利用されてい
る。
上記熱処理装置にあっては、被処理物を収納する反応
管は円筒状に形成された石英管等からなり、典型的には
反応管の外側に炭化ケイ素等からなる円筒状の均熱管が
配設される。また均熱管の周囲にコイル状に形成された
加熱ヒータが巻回され、更にこのヒータの外側に断熱材
層が配設される。
使用時において、反応管内は予め所定の処理温度、例
えば数百度乃至千数百度に加熱され、縦型装置では下部
開口から、横型装置では一端開口から、ウェハボード上
に複数枚載置された半導体ウェハ等の処理物がロードさ
れる。次にSiH4,O2,B2H6,PH3等の所定の反応ガスが反応
管内に流され、成膜或いは拡散等の処理が行われる。
上記熱処理装置にはまた、熱処理後に反応領域全体を
均一温度に維持しながら急冷することが可能な冷却シス
テムを設けることが要求されて来ている。このような反
応管の冷却処理は、一被処理物内の熱履歴の均一性及び
同時処理の複数の被処理物間における熱履歴の同一性を
得ると共に、確実な反応の制御及びプロセス時間の短縮
を図る上で重要な要素となるからである。
横型熱処理装置における冷却システムの一例が特公昭
58−24711に開示されている。このシステムにあって
は、冷却用のパイプが加熱コイル周囲の断熱材内に配置
されている。従って冷却効果が低い。
横型熱処理装置における冷却システムの他の例が特公
昭60−8622に開示されている。このシステムにあって
は、均熱管が省略され、ヒータが反応管の周囲に直接配
設され、その周囲をヒータケースが包囲する。冷却流体
は反応管外面とヒータケース内面とが形成する空間内
に、一端部からブロワにより吹込まれ、多端部から排出
される。このシステムでは、反応管に沿う冷却流体の流
れに偏りが生じ易く、反応領域全体を均一温度に維持し
ながら冷却することができない。
バレル型熱処理装置における冷却システムの一例が実
開昭61−157325に開示されている。このシステムにあっ
ては、加熱コイルが反応内筒の内側に配設され、ウェハ
は反応内筒上のサセプタに支持される。冷却流体は、反
応外筒の外側に沿って流れるように、装置上部から反応
外筒接線方向に吹込まれ、下部から排出される。このシ
ステムでは、反応内筒内側に位置する加熱コイルの残熱
の影響が断切れない為、冷却効果が低く、また被処理物
であるウェハ等の表裏に多きな温度差を生じさせる為、
急冷は同ウェハ等を歪ませる原因となるという問題があ
る。
従って本発明の目的は、一被処理物内の熱履歴の均一
性、同時処理の複数の被処理物間における熱履歴の同一
性を得る為、反応領域全体を均一温度に維持しながら冷
却することが可能な熱処理装置における反応管冷却シス
テムを提供することである。
また本発明の他の目的は、確実な反応の制御、プロセ
ス時間の短縮を図る為、反応領域全体を均一温度に維持
しながら急冷することが可能な熱処理装置における反応
管冷却システムを提供することである。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 請求項１の発明は、内部の均熱領域に被処理物を収容
する反応管と、上記反応管を包囲するヒータとを有する
熱処理装置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入
手段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収する回収手段
とを備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設
され、上記反応管の軸方向に対して概ね直角に流体を吹
き出すとともに、上記導入手段から、上記反応管の周囲
を回転しつつ上記回収手段へ至る冷却流体流が上記均熱
領域の全長に渡って形成されるよう構成されたことを特
徴とする。
請求項２の発明は、内部の均熱領域に被処理物を収容
する反応管と、上記反応管を包囲するヒータとを有する
熱処理装置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入
手段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収する回収手段
とを備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設
され、上記反応管の周方向に流体を吹き出すとともに、
上記導入手段から、上記反応管の周囲を回転しつつ上記
回収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領域の全長に渡っ
て形成されるよう構成されたことを特徴とする。
請求項３の発明は、上記冷却流体流が上記反応管の外
面を冷却するように、上記外面に沿って形成されること
を特徴とする。
請求項４の発明は、上記導入手段は反応管の周囲に等
間隔で複数ヵ所に設けられたことを特徴とする。
請求項５の発明は、上記反応管と上記ヒータとの間に
均熱管を有し、上記冷却流体導入手段および上記回収手
段が均熱管の外側に配置され、上記ヒータ近傍に沿って
冷却流体流が形成されることを特徴とする。
請求項６の発明は、上記ノズルの先端は均熱管近傍に
導入することを特徴とする。
請求項７の発明は、上記均熱管は炭化ケイ素により形
成されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、上記ヒータ近傍に沿って形成され
る冷却流体流は、一方向に向かって流路が形成されてい
ることを特徴とする。
請求項９の発明は、上記回収手段は、排出手段である
ことを特徴とする。
請求項10の発明は、略垂直に設置されるとともに内部
の均熱領域に被処理物を収容する反応管と、上記反応管
を包囲するヒータとを有する縦型の熱処理装置であっ
て、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入
手段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収して反応管内
部から排出するために上記反応管の最上部に設けられた
排出手段とを備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設
され、上記反応管の軸方向に対して概ね直角に流体を吹
き出すとともに、上記導入手段から、上記反応管の周囲
を回転しつつ上記回収手段へ至る冷却流体流が上記均熱
領域の全長に渡って形成されるよう構成されたことを特
徴とする。
請求項11の発明は、略垂直に設置されるとともに内部
の均熱領域に被処理物を収容する反応管と、上記反応管
を包囲するヒータとを有する縦型の熱処理装置であっ
て、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入
手段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収して反応管内
部から排出するために上記反応管の最上部に設けられた
排出手段とを備え、 上記導入手段が上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設さ
れ、上記反応管の周方向に流体を吹き出すとともに、上
記導入手段から、上記反応管の周囲を回転しつつ上記回
収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領域の全長に渡って
形成されるよう構成されたことを特徴とする。
請求項12の発明は、上記反応管の長手方向に沿って上
記導入手段が複数設けられ、これらの導入手段の間隔
が、上記均熱領域の上部に向かうほど狭くなることを特
徴とする。
請求項13の発明は、上記冷却流体導入手段により導入
された冷却流体流は、上記均熱管の周囲を回転しながら
螺旋状に上昇することを特徴とする。
請求項14の発明は、上記導入手段が反応管の最下部に
対向して配置されていることを特徴とする。
請求項15の発明は、内部に被処理物を収容する反応管
を囲撓する如くヒータを設けて被処理物を熱処理する熱
処理方法において、 前記反応管内温度を降温するに際し、上記反応管の周
方向に流体を吹き出すよう構成され、複数ヵ所に配設さ
れた導入手段により、前記ヒータ部に冷却用流体を螺旋
状に流すことを特徴とする。
（作用） この発明は、反応管内をヒータにより熱処理し、降温
する際、反応管の軸方向に対して概ね直角にかつ反応管
の周方向に流体を吹き出すとともに、上記導入手段から
上記回収手段への冷却流体が上記均熱領域の全長に渡っ
て形成されるので、降温、冷却温度制御などを効率よく
高速に実施できる。
（実施例） 次に本発明装置をバッチ処理の縦型熱処理装置に適用
した実施例を説明する。
第１図図示の本発明に係る反応管冷却システムの第１
実施例が配設された縦型熱処理装置10の中心には、石英
等により円筒状に形成された反応管（プロセスチュー
ブ）12がほぼ垂直に配置される。反応管12の頂部には所
定の反応ガスを導入する為の配管14が接続され、これは
図示されないガス供給源に連通する。また反応管12の底
部には排気配管16が接続され、これは図示されない回収
部に連通する。
反応管12内に均熱領域18を形成する為、反応管12の外
周囲に、炭化ケイ素等からなる均熱管22が同軸的に配設
され、更に、均熱管22の外周囲に、その外側面と間隔を
おいて加熱装置例えばコイル状ヒータ24が巻回される。
反応管の外径、均熱管の内径、ヒータの内径は夫々208m
m,250mm,285mmとなっている。ヒータ24の外周囲には断
熱材26が配設され、この断熱材の内周囲壁面はち密且つ
平滑に形成され、冷却流体流による塵埃の発生が防止さ
れる。
断熱材26の外側下部には、第２図図示の如く、図示さ
れないブロワ等に接続された冷却流体導入配管32が設置
され、この配管32から周囲90゜間隔で４つの導入ノズル
34が内側に向けて突設される。導入ノズル34は断熱材26
を貫通し、その先端はヒータ24が位置する均熱管22と断
熱材26との間の間隙部に至る。各導入ノズル34先端の吹
出し口36は、第２図に矢印で示されるように、上側から
見た水平面内で反時計方向に向けて冷却流体を噴出する
ように配向される。
断熱材26の外側上部には、図示されない吸引手段に接
続された冷却流体排出配管42が、冷却流体導入配管32と
同様な態様で配置され、この配管42から周囲90゜間隔で
４つの排出ノズル44が内側に向けて突設される。排出ノ
ズル44は導入ノズル34と類似の形状を有するが、排出ノ
ズル44の開口46は、導入ノズル34の吹出し口36とは反対
向きに配向される。
使用時において、上記縦型熱処理装置10では、反応管
12内部は予めヒータ24により所定の処理温度例えば数百
度乃至千数百度に加熱され、下部開口から図示しないボ
ートエレベータ等により、ウェハボート28上に複数載置
された半導体ウェハＷ等の被処理物がロードされる。そ
してSiH4,O2,B2H6,PH3等の所定の反応ガスが反応管12内
に流され、成膜或いは拡散等の処理が行われる。
反応停止等の理由で反応管12内が急速に冷却されるよ
うな場合は、冷却流体導入配管32からチルドエア等の冷
却流体が送出され、30分間程度の強制空冷が行われる。
エアは、導入ノズル34からヒータ24が位置する均熱管22
と断熱材26との間の間隙部に水平（上側から見て反時計
方向）に噴出され、ヒータ24の熱により、均熱管22の周
囲を回転しながら螺旋状に上昇し、排出ノズル44からあ
排出される。従ってこのエア流によりヒータ24が直接冷
却され、これと共に反応管12内が冷却される。またこの
エア流は、均熱管22の周囲を回転しながら螺旋状に上昇
する為、水平面内における温度の均一性が得られること
となる。
第３図図示の本発明に係る反応管冷却システムの第２
実施例が配設された縦型熱処理装置50は、上記縦型熱処
理装置10と基本的に同一の構造をなす。従って、第３図
中、装置10,50の共通する部材には第１図中と同一符号
が付されている。
ほぼ垂直に配置された反応管12の頂部には所定の反応
ガスを導入する為の配管14が接続され、これは図示され
ないガス供給源に連通する。また反応管12の底部には排
気配管16が接続され、これは図示されない回収部に連通
する。
反応管12内に均熱領域18を形成する為、反応管12の外
周囲に、炭化ケイ素等からなる均熱管22が同軸的に配設
され、更に、均熱管22の外周囲に、その外側面と間隔を
おいて加熱装置例えばコイル状ヒータ24が巻回される。
反応管の外径、均熱管の内径、ヒータの内径は夫々208m
m,250mm,285mmとなっている。ヒータ24の外周囲には断
熱材26が配設され、この断熱材の内周囲壁面はち密且つ
平滑に形成される。
本装置50にあっては、ヒータ24が装置50の下部A,中央
部B,上部Ｃの３つの区域に分けて独立的に操作できるよ
うに構成され、反応管12の均熱領域18の制御を確実に行
えるようになっている。反応管12の均熱領域18の温度は
均熱領域18に沿って複数箇所に配置された熱電対等の図
示されないセンサにより随時検知され、この検知温度は
図示されない制御機構に伝達される。制御機構はこの温
度情報に基づきヒータ24に対する電力の調整、或いは後
述される各冷却流体導入ノズル54における流体流量の調
整を行う。
冷却流体導入ノズル54は、水平方向においては第４図
図示の如く、反応管12に対して周囲90゜間隔で４箇所配
置されるが、垂直方向においては第３図図示の如く、上
記３つの区域に対応して、下部Ａに１組、中央部Ｂに２
組、上部Ｃに３組の、合計６組の導入ノズル54が配設さ
れる。導入ノズル54はセラミック製で、６−8mmの内径
を有する。導入ノズル54は断熱材26及び均熱管22に穿設
された孔を貫通し、その先端が反応管12と均熱管22との
間の間隙部に至る。各導入ノズル54先端の吹出し口56
は、第４図図示の如く、上側から見た水平面内で反時計
方向に向けて冷却流体を噴出するように配向される。
各導入ノズル54は、配管52を介してマニホルド62に接
続され、他方マニホルド62は図示されないブロワ等の手
段を介して冷却流体供給源58に連通する。マニホルド62
近傍には、各ノズル54の配管52毎に調整弁64が配設さ
れ、各ノズル54毎に独立的に冷却流体の流量を調整し得
るようになっている。
また各導入ノズル54は、断熱材26の外側で、垂直方向
に並ぶ６本が同一の支持板66に固定され、他方支持板66
は両側をエアシリンダ68のピストンロッド72に取付けら
れる。従ってエアシリンダ68の駆動により支持板66は断
熱材26外面に対して接近及び離反し、これに伴って各導
入ノズル54は、先端が均熱管22の内面から突出して反応
管12に接近する突出位置と、先端が均熱管22の内面に引
込む退避位置との間を移動し得るようになっている。
断熱材26の外側上部には、吸引手段に接続された冷却
流体排出管42が上記第１多び第２図図示実施例と同様な
態様で設置され、この配管42から周囲90゜間隔で４つの
排出ノズル74が内側に向けて突設される。排出ノズル74
は均熱管22を貫通し、その先端の吹込み口は反応管12と
均熱管22との間の間隙部に開口する。
第３図において、導入ノズル54から冷却流体供給源58
に至る配管構造、及びノズル54を駆動する為の支持板6
6、エアシリンダ68等の構造は、第３図中右側の垂直方
向に並ぶ６本の導入ノズル54に関してのみ示されるが、
反応管12に対して周囲90゜間隔で配置された他の３箇所
の垂直列の導入ノズル54についても同様な構造となって
いる。
使用時において、上記縦型熱処理装置50では、反応管
12内部は予めヒータ24により所定の処理温度に加熱さ
れ、下部開口から被処理物例えばウェハボート28上に複
数載置された半導体ウェハＷがロードされる。そして反
応管12内に所定の反応ガスが流され、成膜或いは拡散等
の処理が行われる。この反応管12の加熱時は、図示され
ない制御機構により、全導入ノズル54が退避位置に存在
するように、エアシリンダ68が操作される。従って導入
ノズル54は均熱管22の内面から引込んだ状態に係留さ
れ、ノズル54を介しての熱の伝導等による熱効率の低下
が防止される。
反応管12内が急速に冷却されるような場合は、先ず図
示されない制御機構によりエアシリンダ68が操作され、
全導入ノズル54は、先端が均熱管22の内面から突出して
反応管12に接近する突出位置に移動される。そして各ノ
ズル54に連携する流量調整弁64が開放され、0.1〜10m3/
min,例えば3m3/minのチルドエア等の冷却流体が、各導
入ノズル54の吹出し口56を通して反応管12と均熱管22と
の間の間隙部に供給され、30分間程度の強制空冷が行わ
れる。各導入ノズル54からの各エアは、反応管12の周囲
に水平（上側から見て反時計方向）に噴出され、反応管
12の熱を吸収することにより、反応管12の周囲を回転し
ながら螺旋状に上昇し、最終的に最上部の排出ノズル74
を通して排出される。前述の如く反応管12の均熱領域18
の温度はセンサにより随時検知され、この検知温度に応
じて各導入ノズル54から冷却流体流量が個別に調整され
る。流量の調整は、、制御機構が上記検知温度情報に基
づき各制御弁64を作動させ、その開度を変更させること
により行われる。
この実施例においては、上記各エア即ち冷却流体流
が、反応管12の周囲を回転しながら螺旋状に上昇する
為、水平面内における温度の均一性が得られるだけでな
く、反応管12の長手方向に沿った複数箇所から冷却流体
が吹出され、且つ各流体流量が検知温度情報に応じて変
更される為、均熱領域18の長手に沿った垂直方向におけ
る温度の均一性も保証されることとなる。また上記冷却
流体の複合流により反応管12が直接冷却される為、高い
冷却効率が得られると共に、高温状態のヒータ24にエア
等の冷却流体が直接接触することによる酸化等の冷却流
体の予想される悪影響が回避される。
第５図は本発明に係る反応管冷却システムの第３実施
例が配設された縦型熱処理装置100を示す。
ほぼ水平に配置された反応管102の一端には所定の反
応ガスを導入する為の配管104が接続され、これはガス
供給源112に連通する。また反応管102の他端部は蓋116
の付いたエンドキャップ114により閉鎖され、該キャッ
プ114には回収部118に連通する排気配管106が接続され
る。
反応管102内に均熱領域108を形成する為、反応管102
の外周囲に、炭化ケイ素等からなる均熱管122が同軸的
に配設され、更に、均熱管122の外周囲に、その外側面
と間隔をおいて加熱装置例えばコイル状ヒータ124が巻
回される。ヒータ124の外周囲には断熱材126が配設さ
れ、この断熱材の内周囲壁面はち密且つ平滑に形成され
る。
反応管102の均熱領域108の温度は均熱領域108に沿っ
て３箇所に配置された熱電対等のセンサ110により随時
検知され、この検知温度は図示されない制御機構に伝達
される。制御機構はこの温度情報に基づきヒータ124に
対する電力の調整、或いは後述される各冷却流体導入ノ
ズル134における流体流量の調整を行う。
第６図図示の如く、反応管102の最下部に対向して、
複数の冷却流体導入ノズル134が概ね均熱領域の全長に
亘って一例に配置される。第５図においては、作図の都
合上９本のノズルが示されるが、実際は反応管のサイズ
等に応じて15本或いはそれ以上の本数のノズルが設けら
れる。導入ノズル54はセラミック製で、６−8mmの内径
を有する。導入ノズル134は断熱材126及び均熱管122に
穿設されたスリットを貫通し、その先端が反応管102と
均熱管122との間の間隙部に至る。各導入ノズル134先端
の吹出し口136は、第６図図示の如く、横方向から見た
垂直面内で反応管102の周囲方向両側に向けて冷却流体
を噴出するように配向される。
各導入ノズル134は、配管132を介してマニホルド142
に接続され、他方マニホルド142は図示されないブロワ
を介して冷却流体供給源138に連通する。マニホルド142
近傍には、各ノズル134の配管132毎に調整弁144が配設
され、各ノズル134毎に独立的に冷却流体の流量を調整
し得るようになっている。
また各導入ノズル134は、断熱材126の外側で同一の支
持板146に固定され、他方支持板146は両側をエアシリン
ダ148のピストンロッド152に取付けられる。従ってエア
シリンダ148の駆動により支持板146は断熱材126外面に
対して接近及び離反し、これに伴って各導入ノズル134
は、先端が均熱管122の内面から突出して反応管102に接
近する突出位置と、先端が均熱管122の内面に引込む退
避位置との間を移動し得るようになっている。
反応管102の最上部の長手方向両端に対向して冷却流
体排出ノズル154が設置される。排出ノズル154は断熱材
126の外側で図示されない吸引手段に接続される一方、
断熱材126の内側では均熱管122を貫通し、その先端の吹
込み口は反応管102と均熱管122との間の間隙部に開口す
る。
使用時において、上記縦型熱処理装置50では、反応管
102内部は予めヒータ124により所定の処理温度に加熱さ
れ、次にエンドキャップ114の蓋116が開放されて被処理
物例えばウェハボート128上に複数載置された半導体ウ
ェハＷがソフトランディング等によりロードされる。そ
して反応管102内に所定の反応ガスが流され、成膜或い
は拡散等の処理が行われる。この反応管102の加熱時
は、図示されない制御機構により、全導入ノズル134が
退避位置に存在するように、エアシリンダ148が操作さ
れる。従って導入ノズル134は均熱管122の内面から引込
んだ状態に係留され、ノズル134を介しての熱の伝導等
による熱効率の以下が防止される。
反応管102内が急速に冷却されるような場合は、先ず
図示されない制御機構によりエアシリンダ148が操作さ
れ、全導入ノズル134は、先端が均熱管122の内面から突
出して反応管102に接近する突出位置に移動される。そ
して各ノズル134に連携する流量調整弁144が開放され、
0.1〜10mm3/min,例えば3m3/minのチルドエア等の冷却流
体が、各導入ノズル134の吹出し口136を通して反応管10
2と均熱管122との間の間隙部に供給され、30分間程度の
強制空冷が行われる。各導入ノズル134からの各エア
は、反応管102の周囲方向に両側に噴出され、反応管102
の周囲方向においては第６図図示の軌道を辿ると共に、
反応管102の長手方向においては、反応管102長手方向両
端の排出ノズル154を介して影響する吸引手段に引か
れ、概ね第７図の軌道を辿って移動する。移動に伴って
エアは反応管102の熱を吸収し、最終的に両排出ノズル1
54を通して排出される。前述の如く反応管102の均熱領
域108の温度はセンサにより随時検知され、この検知温
度に応じて各導入ノズル134からの冷却流体流量が個別
に調整される。流量の調整は、制御機構が上記検知温度
情報に基づき各制御弁144を作動させ、その開度を変更
させることにより行われる。
この実施例においては、検知温度情報に応じて変更さ
れた流量で、均熱領域108の概ね全長に亘る複数箇所か
らエア即ち冷却流体が吹出され、且つ両端の排出ノズル
154に向けて吸引される為、均熱領域18の長手に沿った
水平方向と、これと直交する垂直方向の両方向における
温度の均一性が得られる。また上記冷却流体の複合流に
より反応管12が直接冷却された為、高い冷却効率が得ら
れると共に、高温状態のヒータ24にエア等の冷却流体が
直接接触することによる酸化等の冷却流体の予想される
悪影響が回避される。
以上本発明の詳細は、添付の図面に示される望ましい
実施例に従って説明されてきたが、これら実施例に対し
ては、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更、改
良が可能となることは明白である。
さらに、上記実施例では熱処理炉に適用した例につい
て説明したが、拡散炉、酸化炉、CVD炉、プラズマCVD炉
など何れにも適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、降温、冷却温度
制御などを効率よく高速に実施できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の一実施例を説明するための説明
図、第２図は第１図の冷却流体の流れ状態説明図、第３
図は第１図の他の実施例説明図、第４図は第２図の他の
実施例説明図、第５図は第１図の他の実施例説明図、第
６図は第５図の冷却液体の流れ状態説明図、第７図は第
５図装置の長手方向での冷却流体の流れ状態説明図であ
る。 12……反応管、24……ヒータ 22……均熱管、34……導入ノズル 36……吹出し口

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部の均熱領域に被処理物を収容する反応
    管と、上記反応管を包囲するヒータとを有する熱処理装
    置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入手
    段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収する回収手段と
    を備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設さ
    れ、上記反応管の軸方向に対して概ね直角に流体を吹き
    出すとともに、上記導入手段から、上記反応管の周囲を
    回転しつつ上記回収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領
    域の全長に渡って形成されるよう構成されたことを特徴
    とする熱処理装置。
  2. 【請求項２】内部の均熱領域に被処理物を収容する反応
    管と、上記反応管を包囲するヒータとを有する熱処理装
    置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入手
    段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収する回収手段と
    を備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設さ
    れ、上記反応管の周方向に流体を吹き出すとともに、上
    記導入手段から、上記反応管の周囲を回転しつつ上記回
    収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領域の全長に渡って
    形成されるよう構成されたことを特徴とする熱処理装
    置。
  3. 【請求項３】上記冷却流体流が上記反応管の外面を冷却
    するように、上記外面に沿って形成されることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱処理装
    置。
  4. 【請求項４】上記導入手段は反応管の周囲に等間隔で複
    数ヵ所に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又は第２項記載の熱処理装置。
  5. 【請求項５】上記反応管と上記ヒータとの間に均熱管を
    有し、上記冷却流体導入手段および上記回収手段が均熱
    管の外側に配置され、上記ヒータ近傍に沿って冷却流体
    流が形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    又は第２の項記載の熱処理装置。
  6. 【請求項６】上記ノズルの先端は均熱管近傍に導入する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の熱処理装
    置。
  7. 【請求項７】上記均熱管は炭化ケイ素により形成されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の熱処
    理装置。
  8. 【請求項８】上記ヒータ近傍に沿って形成される冷却流
    体流は、一方向に向かって流路が形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱処
    理装置。
  9. 【請求項９】上記回収手段は、排出手段であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱処理
    装置。
  10. 【請求項１０】略垂直に設置されるとともに内部の均熱
    領域に被処理物を収容する反応管と、上記反応管を包囲
    するヒータとを有する縦型の熱処理装置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入手
    段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収して反応管内部
    から排出するために上記反応管の最上部に設けられた排
    出手段とを備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設さ
    れ、上記反応管の軸方向に対して概ね直角に流体を吹き
    出すとともに、上記導入手段から、上記反応管の周囲を
    回転しつつ上記回収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領
    域の全長に渡って形成されるよう構成されたことを特徴
    とする縦型の熱処理装置。
  11. 【請求項１１】略垂直に設置されるとともに内部の均熱
    領域に被処理物を収容する反応管と、上記反応管を包囲
    するヒータとを有する縦型の熱処理装置であって、 上記反応管およびヒータ間に冷却流体を吹き出す導入手
    段と、 冷却作用後の加熱された冷却流体を回収して反応管内部
    から排出するために上記反応管の最上部に設けられた排
    出手段とを備え、 上記導入手段が、上記反応管の周囲の複数ヵ所に配設さ
    れ、上記反応管の周方向に流体を吹き出すとともに、上
    記導入手段から、上記反応管の周囲を回転しつつ上記回
    収手段へ至る冷却流体流が上記均熱領域の全長に渡って
    形成されるよう構成されたことを特徴とする縦型の熱処
    理装置。
  12. 【請求項１２】上記反応管の長手方向に沿って上記導入
    手段が複数設けられ、これらの導入手段の間隔が、上記
    均熱領域の上部に向かうほど狭くなることを特徴とする
    特許請求の範囲第10項又は第11項記載の縦型の熱処理装
    置。
  13. 【請求項１３】上記冷却流体導入手段により導入された
    冷却流体流は、上記均熱管の周囲を回転しながら螺旋状
    に上昇することを特徴とする特許請求の範囲第10項又は
    第11項記載の縦型の熱処理装置。
  14. 【請求項１４】上記導入手段が反応管の最下部に対向し
    て配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第10
    項又は第11項記載の縦型の熱処理装置。
  15. 【請求項１５】内部に被処理物を収容する反応管を囲撓
    する如くヒータを設けて被処理物を熱処理する熱処理方
    法において、 前記反応管内温度を降温するに際し、上記反応管の周方
    向に流体を吹き出すよう構成され、複数ヵ所に配設され
    た導入手段により、前記ヒータ部に冷却用流体を螺旋状
    に流すことを特徴とする熱処理方法。
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