JP3547040B2 - 円筒状ヒ−タ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ヒ−タ及びその製造方法に関し、より詳細には、カーボンワイヤー発熱体を備えた円筒状ヒ−タであって、半導体製造プロセスにおけるウエハ等の熱処理用に好適に使用される円筒状ヒ−タ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいて、例えば、半導体ウエハの熱処理においては、石英ガラスあるいは炭化珪素からなる管状体の外周に、モリブデンシリサイト（ス−パ−カンタル）からなるヒ−タあるいは加熱用ランプを配置し、管状体内部の半導体ウエハを熱処理する方法が、従来採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、いずれにおいても、石英ガラスあるいは炭化珪素からなる管状体が間接的に加熱されることとなるため、管内の迅速な昇降温が困難であり、また、ヒ−タの発熱に相当の電力を要していた。また、モリブデンシリサイト（ス−パ−カンタル）からなるヒ−タを用いた場合には、当該ヒ−タから銅あるいはアルカリ金属等の不純物が上記管状体内に熱拡散し、半動体ウエハに悪影響を及ぼしたり、また前記ヒ−タは通常酸化性雰囲気におかれるため、その劣化が生じ易いといった技術的課題があった。
【０００４】
本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、より迅速な昇降温制御を可能とし、消費電力量を低減化し、かつヒ−タ寿命を向上せしめ、また高純度な半導体ウエハの加熱処理を可能とし、更にまた加熱用ヒ−タ及び管状体を一体化することで、簡素化した円筒状ヒ−タを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる円筒状ヒータは、円筒側壁を構成する石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を封入し、円筒側壁の内周面に加熱面が形成された円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体は、カーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であり、その表面にカーボンファイバーによる毛羽立ちが形成されていることを特徴としている。
また、本発明にかかる円筒状ヒータは、側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備え、全体として円筒形状の石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を配置した円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴としている。
更に、本発明にかかる円筒状ヒータは、側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備えた円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴としている。
このように、全体として円筒形状の石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を配置した構造であるため、迅速な昇降温制御が可能となり、かつ発熱体の寿命を長くすることができる。またこれを半導体ウエハの加熱処理に用いた場合には、高純度な半導体ウエハの加熱処理が可能となり、また構造的簡素化も図ることができる。
なお、本発明の円筒状ヒータは、両端が開口したもののみならず、一体に形成されたドーム状石英ガラス蓋体で一端が封じられたものにも適用することができる。
【０００６】
ここで、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることが望ましい。
このようなカーボンワイヤー発熱体である場合には、従来のような、むくのカーボン材からなる発熱体と比べ、フレキシビリティに富み、種々の構造、形状に容易に加工することができ、また溝内に容易に配置することができる。
【０００７】
また、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状の構成とすることによって、カーボンワイヤー（発熱体）の表面で毛羽立った多数の直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーによって第１、２の石英ガラス体と接触する構造となるため、発熱体に通電を行い、高温に発熱させた状態にしたとして、カ−ボンと石英ガラスの反応が進行し、結果、カ−ボン質の発熱体が劣化するのを防止することができる。（発熱体の表面に毛羽立ったカ−ボンファイバーは、石英ガラス体と接触するため、接触した部分から珪化が進むが、この径が極めて微細であり、体積が小さいことから、この珪化反応が発熱体全体に進行するのを抑制するものと推測される。）つまり、このことは発熱ムラが生ずることを防止し、また耐用寿命の長期化が図れることを意味する。
【０００８】
また、前記カーボンファイバーの含有不純物量が灰分重量として１０ｐｐｍ以下であることが望ましい。これによれば、前記カ−ボンワイヤ−発熱体の局部的異常発熱を防止することができ、かつ半導体ウエハの熱処理用として用いた場合には、ウエハの金属汚染を極力防止することができる。この場合、不純物量が灰分重量として３ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【０００９】
更に、前記第１の石英ガラス体の１４３０℃における粘度が３．０×１０１０ポイズ以上、かつ、前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．０５乃至０．８５倍であることが望ましく、特に、前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．３５乃至０．５５倍であることが望ましい。
このように、第１の石英ガラス体の高粘性石英ガラスに、第２の石英ガラス体の特定低粘性石英ガラスを組み合わせることにより、両者の融着時に過度の変形が生ずることなく、しかも接合面に未融着部分が生ずることなく所定形状に一体化することができる。また、未融着部分の存在が極力抑制されるため、急激な温度変化による割れが防止される。
【００１０】
更にまた、前記第１の石英ガラス体が、溝の厚さ（深さ）を含まない厚さが１乃至１５ｍｍの石英ガラス体であって、側壁外周面から厚さ（深さ）１ｍｍ乃至５ｍｍの溝が形成された石英ガラス体であることが望ましく、前記溝は断面形状が凸字形状を有していることが望ましい。
前記第１の石英ガラス体の前記溝の厚さを含まない厚さが１５ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体の前記溝の厚さを含まない厚さが１ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。なお、前記第１の石英ガラス体の全体としての厚さは、２〜２０ｍｍであることが好ましい。前記第１の石英ガラス体の厚さが２０ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体の厚さが２ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。
【００１１】
また、前記第２の石英ガラス体が、厚さ１乃至５ｍｍの薄肉体からなることが望ましい。
前記肉厚が、１ｍｍ未満では、前記第１の石英ガラス体と融着した際、この溝部に第２の石英ガラス体が垂れ、中のカ−ボンワイヤ−発熱体と面接触することとなり、結果石英ガラスとの反応で当該発熱体が劣化し、発熱ムラや耐用寿命の低下につながってしまう。
【００１２】
また肉厚が、５ｍｍを越えると、円筒状ヒ−タ全体として熱容量が大きくなるため、伝熱応答性が遅くなり、また製造時において第２の石英ガラス体の外側から加熱する際に、充分な融着が行われず、その結果、その後石英ガラス体にクラックが発生し易い。
【００１３】
本発明にかかる円筒状ヒ−タの製造方法は、円筒形状を有する第１の石英ガラス体の側壁の外周面に形成された溝内にカーボンワイヤー発熱体を配設する工程と、円筒形状を有する第２の石英ガラス体の内部に前記第１の石英ガラス体を収容する工程と、前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙を減圧すると共に、第２の石英ガラス体の側壁の外周面から酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する工程とからなること特徴としている。
【００１４】
ここで、第２の石英ガラス体の側壁の外周面から、酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する際、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体は、酸水素火炎に対して、１５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍで回転することが望ましく、また前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙を１００ｔｏｒｒ以下に減圧し、第２の石英ガラス体が酸水素火炎で１３００乃至１８００℃に加熱する。
【００１５】
このような製造方法によれば、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を容易に融着することができ、しかも前記カーボンワイヤー発熱体を完全確実に封入することができ、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を一体化した円筒状ヒ−タを得ることができる。
このようにして構成された円筒状ヒ−タは、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を融着、一体化しているため、円筒状ヒ−タは十分な機械的強度を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。なお、図１は一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの概略斜視図、図２は、一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの縦断面の一部を示した図、図３は一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの横断面の一部を示した図、図４は、円筒状ヒ−タに用いられるカーボンワイヤー発熱体を示す図、図５は製造方法を説明するための該略図である。
円筒状ヒ−タ１は、その円筒側壁の内周面に加熱面１ａが形成されており、円筒側壁を構成する石英ガラス体２の内部にカーボンワイヤー発熱体３が封入された構造になっている。前記石英ガラス体２は、図２、３に示されているように、第１の石英ガラス体２ａと第２の石英ガラス体２ｂとが融着、一体化した構造となっている。すなわち、前記カーボンワイヤー発熱体３が収容される断面凸字形状の溝部（空間部）４を除いて、一体化された構造となっている。
前記断面凸字形状の溝部は、第１の石英ガラス体２ａの一表面側において、複数回のドリル加工により同形状の形成することができ、このような形状にすることによって、製造時において溝部にカーボンワイヤー発熱体３を配置する際に、この発熱体３が上方に浮き上がることを防止し、第２の石英ガラス体２ｂと第１の石英ガラス体２ａの融着をより容易にすることができる。
【００１７】
前記カーボンワイヤー発熱体３としては、図４に示すように複数本のカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束用いてワイヤー状に編み込んだもの等が用いられる。なお、カーボンワイヤー発熱体３の表面には、カーボンファイバーによる毛羽立ち３ａが形成されている。前記毛羽立ち３ａとはカーボンファイバーが切断されたものの一部が、カーボンワイヤーの外周面から突出したものである。また、前記カーボンワイヤー発熱体３は、図１に示すように円筒状ヒ−タ１の側壁に、いわゆるジグザグ形状に配置されている。
【００１８】
前記カーボンワイヤー発熱体３の具体例としては、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバー、例えば、直径７μｍのカーボンファイバーを約３００乃至３５０本程度束ねたファイバー束を９束程度用いて直径約２ｍｍの編紐、あるいは組紐形状に編み込んだもの等が用いられる。
前記の場合において、ワイヤーの編み込みスパンは２乃至５ｍｍ程度、カーボンファイバーによる表面の毛羽立ち３ａは０．５乃至２．５ｍｍ程度である。
【００１９】
本発明の円筒状ヒ−タ１においては、図３に示すように、このようなカーボンワイヤー発熱体３を複数本用いても良く、複数本用いた場合は、発熱特性に関わる品質をより安定させることができる。
発熱性状の均質性、耐久安定性等の観点及びダスト発生回避上の観点から、前記カーボンファイバーは、高純度であることが好ましく、特に、カーボンファイバー中に含まれる不純物量が灰分重量として１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
前記石英ガラス体２は、例えば、融着処理前の組立状態を示す断面図である図３に示すように、カーボンワイヤー発熱体３が内部に収容される溝４を上面に形成した第１の石英ガラス体２ａと、前記溝４を上から封止するための蓋部を構成する第２の石英ガラス体２ｂとから形成される。
すなわち、石英ガラス体２は、第１の石英ガラス体２ａと蓋部を構成する第２の石英ガラス体２ｂとを、カーボンワイヤー発熱体３を前記溝４内に配設し、前記溝４内を非酸化雰囲気とした後、両部材の接合面で融着して作製したものである。
【００２１】
本発明においては、前記第１の石英ガラス体２ａを構成する石英ガラス材として、その溶融軟化温度、即ち、１４３０℃における粘性が３．０×１０１０ポイズ以上、より好ましくは３．１×１０１０乃至３．４×１０１０ポイズ、の高粘性石英ガラスを選択して使用する。
前記第１の石英ガラス体２ａを構成する石英ガラスには、円筒状ヒ−タとして、高温での安定した形状保持性、即ち所定温度での耐熱変形性を備えることが必要とされるからである。
また、第２の石英ガラス体２ｂを構成する石英ガラス材として、その粘性が、前記第２の石英ガラス体２ｂの粘性の０．０５乃至０．８５倍、特に好ましくは、０．３５乃至０．５５倍、の範囲にある低粘性石英ガラスを使用する。
【００２２】
このように、第１の石英ガラス体２ａの高粘性石英ガラスに、第２の石英ガラス体２ｂの特定低粘性石英ガラスを組み合わせることにより、両者の融着時に過度の変形が生ずることなく、しかも接合面に未融着部分が生ずることなく所定形状に一体化することができる。
また、未融着部分の存在が極力抑制されるため、急激な温度変化による割れを防止することができる。
【００２３】
ここで、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．０５倍より小さい場合は、融着時の粘性が低すぎるため、第２の石英ガラス体２ｂが撓んで、第２の石英ガラス体２ｂが溝４の上面から内部に垂れ下がってしまい、溝４内に収容配置されているカーボンワイヤー発熱体３と接触する。
そして、この接触部において、石英ガラス（ＳｉＯ２ ）とカーボンワイヤー発熱体３の炭素（Ｃ）とが高温で反応して発熱体自体や溝４の石英ガラスの劣化を招き、この結果、カーボンワイヤー発熱体３の発熱ムラを生じさせたり、その耐久性を低下させる。
したがって、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．０５倍以上が好ましく、特に、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．３５倍以上が好ましい。
【００２４】
なお、前記カーボンワイヤー発熱体３は、溝４の内部において第１の石英ガラス体２ａとも接触している。しかし、カーボンワイヤー発熱体３のカーボンワイヤー外周面には毛羽立ち３ａが存在する。この毛羽立ち３ａはカーボンワイヤーが切断されたものが外周面から突出したものであり、溝４の内部において、毛羽立ち３ａのみが第２の石英ガラス体２ｂと接触し、カーボンワイヤー発熱体３の本体は接触していない。
そのため、前記したような石英ガラス（ＳｉＯ２ ）とカーボンワイヤー発熱体３の炭素（Ｃ）との高温での反応が極力抑えられ、石英ガラスの劣化、カーボンワイヤーの耐久性の低下は抑制されている。
【００２５】
これに対し、第２の石英ガラス体２ｂの粘性が低すぎると、前記したように第２の石英ガラス体２ｂが発熱体を収容する溝４の上面から内部に垂れ下がってしまい、溝４内に収容配置されているカーボンワイヤー発熱体３の本体と接触しするため、カーボンワイヤー発熱体３の寿命を短くする。
【００２６】
一方、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．８５倍より大きい場合は、既に述べたように両部材に同質の石英ガラスを用いるのと同じ状態となり、石英ガラス体２の形状を所定に維持して接合部を完全に融着することが困難となる。
したがって、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．８５倍以下が好ましく、特に第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．５５倍以下が好ましい。
【００２７】
上記石英ガラス体２を構成する第１の石英ガラス体２ａ及び第２の石英ガラス体２ｂ、特に、第２の石英ガラス体２ｂは、肉厚ｔ２ が１乃至５ｍｍの範囲にある薄肉体であることが好ましい。
前記肉厚ｔ２ が、１ｍｍ未満では、前記第１の石英ガラス体と融着した際、この溝部に第２の石英ガラス体が垂れ、溝部内のカ−ボンワイヤ−発熱体と面接触することとなり、結果石英ガラスとの反応で当該発熱体が劣化し、発熱ムラや耐用寿命の低下につながってしまう。
一方、肉厚ｔ２ が、５ｍｍを越えると、円筒状ヒ−タ全体として熱容量が大きくなるため、伝熱応答性が遅くなり、また製造時において第２の石英ガラス体の外側から加熱する際に、充分な融着が行われず、その結果、石英ガラス体にクラックが発生し易い。
【００２８】
この第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ （溝の厚さを含まない厚さ）が１ｍｍ乃至１５ｍｍであるのが好ましい。第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ が１５ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ が１ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。
なお、このとき第１の石英ガラス体２ａに形成される溝４の深さｄは１ｍｍ乃至５ｍｍである。
【００２９】
次に、図５を参照して、本発明にかかる円筒状ヒ−タ１の製造方法、特に、石英ガラス体２ａ、２ｂの融着処理について説明する。
図５に示すように、まず、第１の石英ガラス体２ａの溝４にカーボンワイヤー発熱体３を配設する。その後、ガラス製の載置台５の上に載せ、第１の石英ガラス体２ａの下端部と前記載置台５とを溶接する。そして第１の石英ガラス体２ａを収納するように、第２の石英ガラス体２ｂを載置台５の上に載せ、前記第１の石英ガラス体２ａと同様、第２の石英ガラス体２ｂの下端部と前記載置台５とを溶接する。
【００３０】
その後、載置台５に設けられた排気管７から、第１の石英ガラス体２ａと第２の石英ガラス体２ｂの間の空隙を、１００ｔｏｒｒ以下に減圧する。
減圧後、酸水素火炎６によって、前記第２の石英ガラス体２ｂ先端部から下方に向かって、徐々に加熱する。
このとき、第２の石英ガラス体２ｂは酸水素火炎６で１３００乃至１８００℃に加熱されるると共に、第１、２の石英ガラス体２ａ、２ｂは酸水素火炎に対して、１５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍで回転し、第１、２の石英ガラス体２ａ、２ｂの全体が完全に融着されるようにする。
【００３１】
冷却に際しては、石英ガラスの歪み点である１１５０℃付近での冷却を穏やかに行う。１１５０℃付近での冷却速度は、例えば５０乃至１５０℃／時間程度の設定する。
このような熱処理によって、第１石英ガラス体２ａ、第２の石英ガラス体２ｂ周面全体を融着して実質的に一体化される。即ち、上記カーボンワイヤー発熱体３の周辺部に実質的に中空の空間（溝）４が形成されており、この空間部４を除いて実質的に一体化された円筒状ヒ−タ１が製造される。
【００３２】
次に、上記した実施形態の変形例について、図６、図７に基づいて説明する。図６に示した変形例は、溝４が、第１の石英ガラス体２ａの上下部に周方向に形成された溝部４ａと、第１の石英ガラス体２ａの軸線方向に延設されると共に、前記溝４ａと連結される溝部４ｂとによって構成されている点に特徴がある。図１に示すように、カーボンワイヤー発熱体３の形成位置に対応する位置に溝４をジグザグ状に形成することは作業工程上、時間がかかる。そのため、前記構成とすることによって、形成するための時間を短縮化することができる。すなわち、上下部に形成される溝部４ａを切削加工した後、溝部４ｂを形成するため、短時間で溝４を形成することができる。
【００３３】
図７に示した変形例は、カーボンワイヤー発熱体３の配置パターンをを螺旋状に形成した点に特徴がある。
すなわち、図１に示したカーボンワイヤー発熱体３のジグザク状配置パターンを螺旋状に変更したものである。特に、カーボンワイヤー発熱体３の配置パターンを下側を密に、そして上に行くにしたがって、徐々に疎になるようにカーボンワイヤー発熱体３を螺旋状に配置することにより、上下方向の温度管理をより厳密になすことができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、より迅速な昇降温制御を可能とし、消費電力量を低減化し、かつヒ−タ寿命を向上せしめた円筒状ヒ−タを得ることができる。また高純度な半導体ウエハの加熱処理を可能とし、更にまた加熱用ヒ−タ及び管状体を一体化することで、簡素化した円筒状ヒ−タを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の円筒状ヒ−タの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の円筒状ヒ−タの縦断面の一部を示す図である。
【図３】図３は、図１の円筒状ヒ−タの横断面の一部を示す図である。
【図４】図４は、図１の円筒状ヒ−タに用いられるカーボンワイヤー発熱体である。
【図５】図５は、図１の円筒状ヒ−タの製造方法を説明するための概略図である。
【図６】図６は、本発明の円筒状ヒ−タの変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の円筒状ヒ−タの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 円筒状ヒ−タ
１ａ 加熱面
２ 石英ガラス体
２ａ 第１の石英ガラス体
２ｂ 第２の石英ガラス体
３ カーボンワイヤー発熱体
３ａ 毛羽立ち
４ 溝（空間）
４ａ 溝部
４ｂ 溝部
５ 載置台
ｔ１ 第１の石英ガラス体の厚さ
ｔ２ 第２の石英ガラス体の厚さ
ｄ 溝の深さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ヒ−タ及びその製造方法に関し、より詳細には、カーボンワイヤー発熱体を備えた円筒状ヒ−タであって、半導体製造プロセスにおけるウエハ等の熱処理用に好適に使用される円筒状ヒ−タ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいて、例えば、半導体ウエハの熱処理においては、石英ガラスあるいは炭化珪素からなる管状体の外周に、モリブデンシリサイト（ス−パ−カンタル）からなるヒ−タあるいは加熱用ランプを配置し、管状体内部の半導体ウエハを熱処理する方法が、従来採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、いずれにおいても、石英ガラスあるいは炭化珪素からなる管状体が間接的に加熱されることとなるため、管内の迅速な昇降温が困難であり、また、ヒ−タの発熱に相当の電力を要していた。また、モリブデンシリサイト（ス−パ−カンタル）からなるヒ−タを用いた場合には、当該ヒ−タから銅あるいはアルカリ金属等の不純物が上記管状体内に熱拡散し、半動体ウエハに悪影響を及ぼしたり、また前記ヒ−タは通常酸化性雰囲気におかれるため、その劣化が生じ易いといった技術的課題があった。
【０００４】
本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、より迅速な昇降温制御を可能とし、消費電力量を低減化し、かつヒ−タ寿命を向上せしめ、また高純度な半導体ウエハの加熱処理を可能とし、更にまた加熱用ヒ−タ及び管状体を一体化することで、簡素化した円筒状ヒ−タを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる円筒状ヒータは、円筒側壁を構成する石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を封入し、円筒側壁の内周面に加熱面が形成された円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体は、カーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であり、その表面にカーボンファイバーによる毛羽立ちが形成されていることを特徴としている。
また、本発明にかかる円筒状ヒータは、側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備え、全体として円筒形状の石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を配置した円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴としている。
更に、本発明にかかる円筒状ヒータは、側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備えた円筒状ヒータであって、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴としている。
このように、全体として円筒形状の石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を配置した構造であるため、迅速な昇降温制御が可能となり、かつ発熱体の寿命を長くすることができる。またこれを半導体ウエハの加熱処理に用いた場合には、高純度な半導体ウエハの加熱処理が可能となり、また構造的簡素化も図ることができる。
なお、本発明の円筒状ヒータは、両端が開口したもののみならず、一体に形成されたドーム状石英ガラス蓋体で一端が封じられたものにも適用することができる。
【０００６】
ここで、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることが望ましい。
このようなカーボンワイヤー発熱体である場合には、従来のような、むくのカーボン材からなる発熱体と比べ、フレキシビリティに富み、種々の構造、形状に容易に加工することができ、また溝内に容易に配置することができる。
【０００７】
また、前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状の構成とすることによって、カーボンワイヤー（発熱体）の表面で毛羽立った多数の直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーによって第１、２の石英ガラス体と接触する構造となるため、発熱体に通電を行い、高温に発熱させた状態にしたとして、カ−ボンと石英ガラスの反応が進行し、結果、カ−ボン質の発熱体が劣化するのを防止することができる。（発熱体の表面に毛羽立ったカ−ボンファイバーは、石英ガラス体と接触するため、接触した部分から珪化が進むが、この径が極めて微細であり、体積が小さいことから、この珪化反応が発熱体全体に進行するのを抑制するものと推測される。）つまり、このことは発熱ムラが生ずることを防止し、また耐用寿命の長期化が図れることを意味する。
【０００８】
また、前記カーボンファイバーの含有不純物量が灰分重量として１０ｐｐｍ以下であることが望ましい。これによれば、前記カ−ボンワイヤ−発熱体の局部的異常発熱を防止することができ、かつ半導体ウエハの熱処理用として用いた場合には、ウエハの金属汚染を極力防止することができる。この場合、不純物量が灰分重量として３ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【０００９】
更に、前記第１の石英ガラス体の１４３０℃における粘度が３．０×１０１０ポイズ以上、かつ、前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．０５乃至０．８５倍であることが望ましく、特に、前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．３５乃至０．５５倍であることが望ましい。
このように、第１の石英ガラス体の高粘性石英ガラスに、第２の石英ガラス体の特定低粘性石英ガラスを組み合わせることにより、両者の融着時に過度の変形が生ずることなく、しかも接合面に未融着部分が生ずることなく所定形状に一体化することができる。また、未融着部分の存在が極力抑制されるため、急激な温度変化による割れが防止される。
【００１０】
更にまた、前記第１の石英ガラス体が、溝の厚さ（深さ）を含まない厚さが１乃至１５ｍｍの石英ガラス体であって、側壁外周面から厚さ（深さ）１ｍｍ乃至５ｍｍの溝が形成された石英ガラス体であることが望ましく、前記溝は断面形状が凸字形状を有していることが望ましい。
前記第１の石英ガラス体の前記溝の厚さを含まない厚さが１５ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体の前記溝の厚さを含まない厚さが１ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。なお、前記第１の石英ガラス体の全体としての厚さは、２〜２０ｍｍであることが好ましい。前記第１の石英ガラス体の厚さが２０ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体の厚さが２ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。
【００１１】
また、前記第２の石英ガラス体が、厚さ１乃至５ｍｍの薄肉体からなることが望ましい。
前記肉厚が、１ｍｍ未満では、前記第１の石英ガラス体と融着した際、この溝部に第２の石英ガラス体が垂れ、中のカ−ボンワイヤ−発熱体と面接触することとなり、結果石英ガラスとの反応で当該発熱体が劣化し、発熱ムラや耐用寿命の低下につながってしまう。
【００１２】
また肉厚が、５ｍｍを越えると、円筒状ヒ−タ全体として熱容量が大きくなるため、伝熱応答性が遅くなり、また製造時において第２の石英ガラス体の外側から加熱する際に、充分な融着が行われず、その結果、その後石英ガラス体にクラックが発生し易い。
【００１３】
本発明にかかる円筒状ヒ−タの製造方法は、円筒形状を有する第１の石英ガラス体の側壁の外周面に形成された溝内にカーボンワイヤー発熱体を配設する工程と、円筒形状を有する第２の石英ガラス体の内部に前記第１の石英ガラス体を収容する工程と、前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙を減圧すると共に、第２の石英ガラス体の側壁の外周面から酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する工程とからなること特徴としている。
【００１４】
ここで、第２の石英ガラス体の側壁の外周面から、酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する際、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体は、酸水素火炎に対して、１５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍで回転することが望ましく、また前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙を１００ｔｏｒｒ以下に減圧し、第２の石英ガラス体が酸水素火炎で１３００乃至１８００℃に加熱する。
【００１５】
このような製造方法によれば、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を容易に融着することができ、しかも前記カーボンワイヤー発熱体を完全確実に封入することができ、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を一体化した円筒状ヒ−タを得ることができる。
このようにして構成された円筒状ヒ−タは、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体を融着、一体化しているため、円筒状ヒ−タは十分な機械的強度を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。なお、図１は一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの概略斜視図、図２は、一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの縦断面の一部を示した図、図３は一実施形態にかかる円筒状ヒ−タの横断面の一部を示した図、図４は、円筒状ヒ−タに用いられるカーボンワイヤー発熱体を示す図、図５は製造方法を説明するための該略図である。
円筒状ヒ−タ１は、その円筒側壁の内周面に加熱面１ａが形成されており、円筒側壁を構成する石英ガラス体２の内部にカーボンワイヤー発熱体３が封入された構造になっている。前記石英ガラス体２は、図２、３に示されているように、第１の石英ガラス体２ａと第２の石英ガラス体２ｂとが融着、一体化した構造となっている。すなわち、前記カーボンワイヤー発熱体３が収容される断面凸字形状の溝部（空間部）４を除いて、一体化された構造となっている。
前記断面凸字形状の溝部は、第１の石英ガラス体２ａの一表面側において、複数回のドリル加工により同形状の形成することができ、このような形状にすることによって、製造時において溝部にカーボンワイヤー発熱体３を配置する際に、この発熱体３が上方に浮き上がることを防止し、第２の石英ガラス体２ｂと第１の石英ガラス体２ａの融着をより容易にすることができる。
【００１７】
前記カーボンワイヤー発熱体３としては、図４に示すように複数本のカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束用いてワイヤー状に編み込んだもの等が用いられる。なお、カーボンワイヤー発熱体３の表面には、カーボンファイバーによる毛羽立ち３ａが形成されている。前記毛羽立ち３ａとはカーボンファイバーが切断されたものの一部が、カーボンワイヤーの外周面から突出したものである。また、前記カーボンワイヤー発熱体３は、図１に示すように円筒状ヒ−タ１の側壁に、いわゆるジグザグ形状に配置されている。
【００１８】
前記カーボンワイヤー発熱体３の具体例としては、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバー、例えば、直径７μｍのカーボンファイバーを約３００乃至３５０本程度束ねたファイバー束を９束程度用いて直径約２ｍｍの編紐、あるいは組紐形状に編み込んだもの等が用いられる。
前記の場合において、ワイヤーの編み込みスパンは２乃至５ｍｍ程度、カーボンファイバーによる表面の毛羽立ち３ａは０．５乃至２．５ｍｍ程度である。
【００１９】
本発明の円筒状ヒ−タ１においては、図３に示すように、このようなカーボンワイヤー発熱体３を複数本用いても良く、複数本用いた場合は、発熱特性に関わる品質をより安定させることができる。
発熱性状の均質性、耐久安定性等の観点及びダスト発生回避上の観点から、前記カーボンファイバーは、高純度であることが好ましく、特に、カーボンファイバー中に含まれる不純物量が灰分重量として１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
前記石英ガラス体２は、例えば、融着処理前の組立状態を示す断面図である図３に示すように、カーボンワイヤー発熱体３が内部に収容される溝４を上面に形成した第１の石英ガラス体２ａと、前記溝４を上から封止するための蓋部を構成する第２の石英ガラス体２ｂとから形成される。
すなわち、石英ガラス体２は、第１の石英ガラス体２ａと蓋部を構成する第２の石英ガラス体２ｂとを、カーボンワイヤー発熱体３を前記溝４内に配設し、前記溝４内を非酸化雰囲気とした後、両部材の接合面で融着して作製したものである。
【００２１】
本発明においては、前記第１の石英ガラス体２ａを構成する石英ガラス材として、その溶融軟化温度、即ち、１４３０℃における粘性が３．０×１０１０ポイズ以上、より好ましくは３．１×１０１０乃至３．４×１０１０ポイズ、の高粘性石英ガラスを選択して使用する。
前記第１の石英ガラス体２ａを構成する石英ガラスには、円筒状ヒ−タとして、高温での安定した形状保持性、即ち所定温度での耐熱変形性を備えることが必要とされるからである。
また、第２の石英ガラス体２ｂを構成する石英ガラス材として、その粘性が、前記第２の石英ガラス体２ｂの粘性の０．０５乃至０．８５倍、特に好ましくは、０．３５乃至０．５５倍、の範囲にある低粘性石英ガラスを使用する。
【００２２】
このように、第１の石英ガラス体２ａの高粘性石英ガラスに、第２の石英ガラス体２ｂの特定低粘性石英ガラスを組み合わせることにより、両者の融着時に過度の変形が生ずることなく、しかも接合面に未融着部分が生ずることなく所定形状に一体化することができる。
また、未融着部分の存在が極力抑制されるため、急激な温度変化による割れを防止することができる。
【００２３】
ここで、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．０５倍より小さい場合は、融着時の粘性が低すぎるため、第２の石英ガラス体２ｂが撓んで、第２の石英ガラス体２ｂが溝４の上面から内部に垂れ下がってしまい、溝４内に収容配置されているカーボンワイヤー発熱体３と接触する。
そして、この接触部において、石英ガラス（ＳｉＯ２ ）とカーボンワイヤー発熱体３の炭素（Ｃ）とが高温で反応して発熱体自体や溝４の石英ガラスの劣化を招き、この結果、カーボンワイヤー発熱体３の発熱ムラを生じさせたり、その耐久性を低下させる。
したがって、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．０５倍以上が好ましく、特に、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．３５倍以上が好ましい。
【００２４】
なお、前記カーボンワイヤー発熱体３は、溝４の内部において第１の石英ガラス体２ａとも接触している。しかし、カーボンワイヤー発熱体３のカーボンワイヤー外周面には毛羽立ち３ａが存在する。この毛羽立ち３ａはカーボンワイヤーが切断されたものが外周面から突出したものであり、溝４の内部において、毛羽立ち３ａのみが第２の石英ガラス体２ｂと接触し、カーボンワイヤー発熱体３の本体は接触していない。
そのため、前記したような石英ガラス（ＳｉＯ２ ）とカーボンワイヤー発熱体３の炭素（Ｃ）との高温での反応が極力抑えられ、石英ガラスの劣化、カーボンワイヤーの耐久性の低下は抑制されている。
【００２５】
これに対し、第２の石英ガラス体２ｂの粘性が低すぎると、前記したように第２の石英ガラス体２ｂが発熱体を収容する溝４の上面から内部に垂れ下がってしまい、溝４内に収容配置されているカーボンワイヤー発熱体３の本体と接触しするため、カーボンワイヤー発熱体３の寿命を短くする。
【００２６】
一方、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．８５倍より大きい場合は、既に述べたように両部材に同質の石英ガラスを用いるのと同じ状態となり、石英ガラス体２の形状を所定に維持して接合部を完全に融着することが困難となる。
したがって、第２の石英ガラス体２ｂに用いる石英ガラスの粘性が、第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．８５倍以下が好ましく、特に第１の石英ガラス体２ａに用いる石英ガラスの粘性の０．５５倍以下が好ましい。
【００２７】
上記石英ガラス体２を構成する第１の石英ガラス体２ａ及び第２の石英ガラス体２ｂ、特に、第２の石英ガラス体２ｂは、肉厚ｔ２ が１乃至５ｍｍの範囲にある薄肉体であることが好ましい。
前記肉厚ｔ２ が、１ｍｍ未満では、前記第１の石英ガラス体と融着した際、この溝部に第２の石英ガラス体が垂れ、溝部内のカ−ボンワイヤ−発熱体と面接触することとなり、結果石英ガラスとの反応で当該発熱体が劣化し、発熱ムラや耐用寿命の低下につながってしまう。
一方、肉厚ｔ２ が、５ｍｍを越えると、円筒状ヒ−タ全体として熱容量が大きくなるため、伝熱応答性が遅くなり、また製造時において第２の石英ガラス体の外側から加熱する際に、充分な融着が行われず、その結果、石英ガラス体にクラックが発生し易い。
【００２８】
この第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ （溝の厚さを含まない厚さ）が１ｍｍ乃至１５ｍｍであるのが好ましい。第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ が１５ｍｍを越えると熱容量が大きくなるため伝熱応答が遅くなり、また第１の石英ガラス体２ａの厚さｔ１ が１ｍｍより小さいと機械的強度が不足するためである。
なお、このとき第１の石英ガラス体２ａに形成される溝４の深さｄは１ｍｍ乃至５ｍｍである。
【００２９】
次に、図５を参照して、本発明にかかる円筒状ヒ−タ１の製造方法、特に、石英ガラス体２ａ、２ｂの融着処理について説明する。
図５に示すように、まず、第１の石英ガラス体２ａの溝４にカーボンワイヤー発熱体３を配設する。その後、ガラス製の載置台５の上に載せ、第１の石英ガラス体２ａの下端部と前記載置台５とを溶接する。そして第１の石英ガラス体２ａを収納するように、第２の石英ガラス体２ｂを載置台５の上に載せ、前記第１の石英ガラス体２ａと同様、第２の石英ガラス体２ｂの下端部と前記載置台５とを溶接する。
【００３０】
その後、載置台５に設けられた排気管７から、第１の石英ガラス体２ａと第２の石英ガラス体２ｂの間の空隙を、１００ｔｏｒｒ以下に減圧する。
減圧後、酸水素火炎６によって、前記第２の石英ガラス体２ｂ先端部から下方に向かって、徐々に加熱する。
このとき、第２の石英ガラス体２ｂは酸水素火炎６で１３００乃至１８００℃に加熱されるると共に、第１、２の石英ガラス体２ａ、２ｂは酸水素火炎に対して、１５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍで回転し、第１、２の石英ガラス体２ａ、２ｂの全体が完全に融着されるようにする。
【００３１】
冷却に際しては、石英ガラスの歪み点である１１５０℃付近での冷却を穏やかに行う。１１５０℃付近での冷却速度は、例えば５０乃至１５０℃／時間程度の設定する。
このような熱処理によって、第１石英ガラス体２ａ、第２の石英ガラス体２ｂ周面全体を融着して実質的に一体化される。即ち、上記カーボンワイヤー発熱体３の周辺部に実質的に中空の空間（溝）４が形成されており、この空間部４を除いて実質的に一体化された円筒状ヒ−タ１が製造される。
【００３２】
次に、上記した実施形態の変形例について、図６、図７に基づいて説明する。図６に示した変形例は、溝４が、第１の石英ガラス体２ａの上下部に周方向に形成された溝部４ａと、第１の石英ガラス体２ａの軸線方向に延設されると共に、前記溝４ａと連結される溝部４ｂとによって構成されている点に特徴がある。図１に示すように、カーボンワイヤー発熱体３の形成位置に対応する位置に溝４をジグザグ状に形成することは作業工程上、時間がかかる。そのため、前記構成とすることによって、形成するための時間を短縮化することができる。すなわち、上下部に形成される溝部４ａを切削加工した後、溝部４ｂを形成するため、短時間で溝４を形成することができる。
【００３３】
図７に示した変形例は、カーボンワイヤー発熱体３の配置パターンをを螺旋状に形成した点に特徴がある。
すなわち、図１に示したカーボンワイヤー発熱体３のジグザク状配置パターンを螺旋状に変更したものである。特に、カーボンワイヤー発熱体３の配置パターンを下側を密に、そして上に行くにしたがって、徐々に疎になるようにカーボンワイヤー発熱体３を螺旋状に配置することにより、上下方向の温度管理をより厳密になすことができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、より迅速な昇降温制御を可能とし、消費電力量を低減化し、かつヒ−タ寿命を向上せしめた円筒状ヒ−タを得ることができる。また高純度な半導体ウエハの加熱処理を可能とし、更にまた加熱用ヒ−タ及び管状体を一体化することで、簡素化した円筒状ヒ−タを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の円筒状ヒ−タの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の円筒状ヒ−タの縦断面の一部を示す図である。
【図３】図３は、図１の円筒状ヒ−タの横断面の一部を示す図である。
【図４】図４は、図１の円筒状ヒ−タに用いられるカーボンワイヤー発熱体である。
【図５】図５は、図１の円筒状ヒ−タの製造方法を説明するための概略図である。
【図６】図６は、本発明の円筒状ヒ−タの変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の円筒状ヒ−タの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 円筒状ヒ−タ
１ａ 加熱面
２ 石英ガラス体
２ａ 第１の石英ガラス体
２ｂ 第２の石英ガラス体
３ カーボンワイヤー発熱体
３ａ 毛羽立ち
４ 溝（空間）
４ａ 溝部
４ｂ 溝部
５ 載置台
ｔ１ 第１の石英ガラス体の厚さ
ｔ２ 第２の石英ガラス体の厚さ
ｄ 溝の深さ
Claims (12)
- v円筒側壁を構成する石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を封入し、円筒側壁の内周面に加熱面が形成された円筒状ヒータであって、
前記カーボンワイヤー発熱体は、カーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であり、その表面にカーボンファイバーによる毛羽立ちが形成されていることを特徴とする円筒状ヒータ。 - 側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備え、全体として円筒形状の石英ガラス体の内部にカーボンワイヤー発熱体を配置した円筒状ヒータであって、
前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴とする円筒状ヒータ。 - 側壁の外周面に形成された溝内に発熱体を配設する円筒形状の第１の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の側壁外周面に密着可能に形成された側壁内周面を備える円筒形状の第２の石英ガラス体と、前記第１の石英ガラス体の溝内に配設されるカーボンワイヤー発熱体とを備えた円筒状ヒータであって、
前記カーボンワイヤー発熱体が、直径５乃至１５μｍのカーボンファイバーを束ねたファイバー束を複数束編み上げてなる編紐形状、あるいは組紐形状のカーボンワイヤー発熱体であることを特徴とする円筒状ヒータ。 - 前記カーボンファイバーの含有不純物量が灰分重量として１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された円筒状ヒータ。
- 前記第１の石英ガラス体の１４３０℃における粘度が３．０×１０10ポイズ以上、かつ、前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．０５乃至０．８５倍であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された円筒状ヒータ。
- 前記第２の石英ガラス体の粘性が、前記第１の石英ガラス体の粘性の０．３５乃至０．５５倍であることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項５のいずれかに記載された円筒状ヒータ。
- 前記第１の石英ガラス体が、溝の厚さ（深さ）を含まない厚さが、１乃至１５ｍｍの石英ガラス体であって、側壁外周面から厚さ（深さ）１乃至５ｍｍの溝が形成された石英ガラス体であることを特徴とする請求項５に記載された円筒状ヒータ。
- 前記溝は断面形状が凸字形状を有していることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項７のいずれかに記載された円筒状ヒータ。
- 前記第２の石英ガラス体が、厚さ１乃至５ｍｍの薄肉体からなることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項６のいずれかに記載された円筒状ヒータ。
- 円筒形状を有する第１の石英ガラス体の側壁の外周面に形成された溝内にカーボンワイヤー発熱体を配設する工程と、円筒形状を有する第２の石英ガラス体の内部に前記第１の石英ガラス体を収容する工程と、前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙を減圧すると共に、第２の石英ガラス体の側壁の外周面から酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する工程とからなることを特徴とする円筒状ヒータの製造方法。
- 第２の石英ガラス体の側壁の外周面から酸水素火炎で第２の石英ガラス体を第１の石英ガラス体に融着する際、第１の石英ガラス体及び第２の石英ガラス体は、酸水素火炎に対して、１５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍで回転することを特徴とする請求項１０に記載された円筒状ヒータの製造方法。
- 前記第１の石英ガラス体と第２の石英ガラス体との間の空隙は１００ｔｏｒｒ以下に減圧し、第２の石英ガラス体が酸水素火炎で１３００乃至１８００℃に加熱することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載された円筒状ヒータの製造方法。
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