JP5251015B2 - Heat treatment apparatus and heat treatment method - Google Patents

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JP5251015B2 JP2007168708A JP2007168708A JP5251015B2 JP 5251015 B2 JP5251015 B2 JP 5251015B2 JP 2007168708 A JP2007168708 A JP 2007168708A JP 2007168708 A JP2007168708 A JP 2007168708A JP 5251015 B2 JP5251015 B2 JP 5251015B2
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Description

本発明は、主要には、高真空且つ高温に維持した雰囲気、又は不活性ガスを若干含む高温雰囲気を形成し、この雰囲気下において、結晶成長、化学反応又は成膜等の化学変化及び物理変化を被処理物に生じさせるための熱処理装置の構成に関する。   The present invention mainly forms an atmosphere maintained at a high vacuum and high temperature, or a high-temperature atmosphere containing a little inert gas, and under this atmosphere, chemical changes and physical changes such as crystal growth, chemical reaction or film formation The present invention relates to a structure of a heat treatment apparatus for generating a heat treatment object.

従来、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)等を行うための結晶成長炉や化学反応炉と呼ばれる熱処理装置の中には、真空雰囲気又はガス雰囲気を高温状態に維持する加熱室と、当該加熱室内で被処理物を加熱するための加熱手段とを備え、この加熱室に配置された被処理物に対して熱処理を行う構成のものが知られている。   Conventionally, for example, in a heat treatment apparatus called a crystal growth furnace or a chemical reaction furnace for performing CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like, a heating chamber that maintains a vacuum atmosphere or a gas atmosphere at a high temperature state, There is known a configuration that includes a heating means for heating a processing object and performs a heat treatment on the processing object disposed in the heating chamber.

例えば特許文献1は、この種の熱処理装置において、本加熱室と予備加熱室を備え、先ず予備加熱室で予備加熱処理を行った後、予備加熱室から本加熱室へ被処理物を移動させることで本加熱処理を行う構成を開示する。特許文献2〜5においても、同様の構成を有する熱処理装置が開示されている。
特開2004−292305号公報 特開2004−297034号公報 特開2004−271072号公報 特開2005−273931号公報 特開2006−41544号公報
For example, Patent Document 1 includes a main heating chamber and a preheating chamber in a heat treatment apparatus of this type, and first performs a preheating process in the preheating chamber, and then moves an object to be processed from the preheating chamber to the main heating chamber. The structure which performs this heat processing by this is disclosed. Patent Documents 2 to 5 also disclose a heat treatment apparatus having a similar configuration.
JP 2004-292305 A JP 2004-297034 A JP 2004-210772 A JP 2005-273931 A JP 2006-41544 A

しかしながら、上記特許文献1〜5の構成は何れも、被処理物の予備加熱室への出し入れ、及び、予備加熱室と本加熱室との間での被処理物の移動に相当の時間を要していた。このため、熱効率及びスループットの点で改善の余地があった。また、上記の出し入れ及び移動のための機構が複雑であり、構成の簡素化の観点からも改善の余地が残されていた。   However, all of the configurations of Patent Documents 1 to 5 require a considerable time for taking the workpiece into and out of the preheating chamber and moving the workpiece between the preheating chamber and the main heating chamber. Was. For this reason, there was room for improvement in terms of thermal efficiency and throughput. Further, the mechanism for taking in / out and moving is complicated, and there is still room for improvement from the viewpoint of simplification of the configuration.

本発明は上記の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、被処理物の温度を速やかに所望の温度まで到達させることができ、熱効率及びスループットに優れるとともに、構成の簡素な熱処理装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to allow the temperature of the object to be processed to reach a desired temperature quickly, which is excellent in thermal efficiency and throughput, and has a simple configuration. It is to provide a heat treatment apparatus.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の第1の観点によれば、以下の構成の熱処理装置が提供される。即ち、被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱するための第1室と、この第1室に隣接する第2室と、この第2室と前記第1室との間で前記被処理物を移動させるための移動機構と、を備える。前記第1室の内部には、前記被処理物を周囲から加熱できるように配置される加熱ヒータと、この加熱ヒータの熱を前記被処理物に向けて反射するように配置される第1多層熱反射金属板と、が備えられる。前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第2多層熱反射金属板を備える。前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第2多層熱反射金属板が前記第1室と前記第2室とを隔てるように位置し、前記加熱ヒータから発生する熱の一部が前記第2多層熱反射金属板を介して前記第2室に供給されて、これにより当該第2室内の被処理物を予備加熱することが可能に構成されている。   According to the 1st viewpoint of this invention, the heat processing apparatus of the following structures is provided. That is, a first chamber for heating an object to be processed to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less, a second chamber adjacent to the first chamber, the second chamber, and the first chamber A moving mechanism for moving the object to be processed. Inside the first chamber, a heater arranged to heat the object to be processed from the surroundings, and a first multilayer arranged to reflect the heat of the heater toward the object to be processed A heat reflecting metal plate. The moving mechanism includes a second multilayer heat reflecting metal plate that can move together with the object to be processed. When the object to be processed is in the second chamber, the second multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the first chamber and the second chamber, and a part of the heat generated from the heater is generated. It is configured to be supplied to the second chamber via the second multilayer heat reflecting metal plate and thereby to preheat the object to be processed in the second chamber.

これにより、第1室の熱を利用して第2室を昇温するので、予備加熱に必要なヒータを少なくでき、又は全く設置しない構成とすることができる。この結果、熱処理装置の構成を著しく簡素化できる。また、第2室での予備加熱が終了した後、隣接する第1室へ被処理物を移動させるだけで、第2多層熱反射金属板が被処理物とともに移動して、第1室と第2室とが連通した状態となる。従って、第1室と第2室との間で被処理物を移動させるための機構を簡素化できるとともに、その移動のために必要な時間も短縮できる。従って、本加熱処理を直ちに開始して急速な昇温を実現でき、熱効率及びスループットが良好である。   Thereby, since the temperature of the second chamber is raised using the heat of the first chamber, it is possible to reduce the number of heaters necessary for the preheating or not to install at all. As a result, the configuration of the heat treatment apparatus can be remarkably simplified. In addition, after the preheating in the second chamber is completed, the second multilayer heat reflecting metal plate moves together with the object to be processed by simply moving the object to be processed to the adjacent first chamber, and the first chamber and the first chamber. The two rooms are in communication. Therefore, the mechanism for moving the workpiece between the first chamber and the second chamber can be simplified, and the time required for the movement can be shortened. Therefore, this heat treatment can be started immediately to achieve a rapid temperature increase, and the thermal efficiency and throughput are good.

前記熱処理装置においては、前記第2多層熱反射金属板の積層枚数は、前記第1多層熱反射金属板の積層枚数よりも少ないことが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that the number of stacked second multilayer heat reflecting metal plates is smaller than the number of stacked first multilayer heat reflecting metal plates.

これにより、予備加熱時に、第1室の熱の一部が第2多層熱反射金属板を通じて第2室側へ適当に分配される。従って、第2室の温度を適度に上昇させ、予備加熱処理を容易に行うことができる。   Thereby, at the time of preliminary heating, a part of the heat in the first chamber is appropriately distributed to the second chamber side through the second multilayer heat reflecting metal plate. Therefore, the temperature of the second chamber can be appropriately increased and the preheating treatment can be easily performed.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第3多層熱反射金属板を備える。前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第3多層熱反射金属板が前記第2室とその外部とを隔てるように位置する。前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第3多層熱反射金属板が前記第1室と前記第2室とを隔てるように位置する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the moving mechanism includes a third multilayer heat reflecting metal plate that can move together with the workpiece. When the object to be processed is in the second chamber, the third multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber from the outside. When the object to be processed is in the first chamber, the third multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the first chamber from the second chamber.

これにより、予備加熱時においては、第3多層熱反射金属板によって第2室の温度低下を良好に防止できる。また、本加熱処理時においては、第3多層熱反射金属板が第1室と第2室とを隔てるので、第1室の被処理物を効率良く昇温させることができる。   Thereby, at the time of preliminary heating, the temperature drop of the second chamber can be satisfactorily prevented by the third multilayer heat reflecting metal plate. Further, during the main heat treatment, the third multilayer heat reflecting metal plate separates the first chamber and the second chamber, so that the object to be treated in the first chamber can be efficiently heated.

前記熱処理装置においては、前記第3多層熱反射金属板は、多数の貫通孔を有する金属板を、当該貫通孔の位置を異ならせながら積層して構成されていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that the third multilayer heat-reflecting metal plate is formed by laminating metal plates having a large number of through holes while varying the positions of the through holes.

これにより、本加熱処理時に被処理物から発生するガスを、第3多層熱反射金属板の各金属板の貫通孔を通じて良好に排気することができる。従って、被処理物や第1室のガスによる汚染を防止できる。一方で、第1室の熱は第3多層熱反射金属板によって良好に遮断されるので、本加熱処理時の熱効率を良好に維持できる。   Thereby, the gas generated from the object to be processed during the main heat treatment can be exhausted well through the through holes of the metal plates of the third multilayer heat reflecting metal plate. Therefore, it is possible to prevent contamination by the object to be processed and the gas in the first chamber. On the other hand, since the heat in the first chamber is well blocked by the third multilayer heat reflecting metal plate, the thermal efficiency during the main heat treatment can be maintained well.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第4多層熱反射金属板を備える。前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第2室とその外部とを隔てるように位置する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the moving mechanism includes a fourth multilayer heat reflecting metal plate that can move together with the object to be processed. When the object to be processed is in the first chamber, the fourth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber from the outside.

これにより、本加熱処理時においては、第4多層熱反射金属板によって第2室の温度低下を防止できるので、第1室を容易に高温雰囲気に維持することができる。   Thereby, at the time of this heat processing, since the temperature fall of a 2nd chamber can be prevented with a 4th multilayer heat | fever reflective metal plate, a 1st chamber can be easily maintained in a high temperature atmosphere.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、多層熱反射金属板に囲われた第3室が、前記第2室の外側に隣接させて備えられる。前記第2室は前記第1室に対して上下方向に隣接している。前記第3室は前記第2室に対して上下方向に隣接している。前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第4多層熱反射金属板を備える。前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第2室と前記第3室とを隔てるように位置する。 The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the third chamber surrounded by the multilayer heat reflecting metal plate is provided adjacent to the outside of the second chamber. The second chamber is adjacent to the first chamber in the vertical direction. The third chamber is adjacent to the second chamber in the vertical direction. The moving mechanism includes a fourth multilayer heat reflecting metal plate that can move together with the object to be processed. When the object to be processed is in the first chamber, the fourth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber from the third chamber.

これにより、第2室等の熱が逃げるロスを、第3室を設ける簡素な構成によって低減することができる。   Thereby, the loss which the heat | fever of a 2nd chamber etc. escapes can be reduced with the simple structure which provides a 3rd chamber.

前記の熱処理装置においては、前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第3室とその外部とを隔てるように位置することが好ましい。   In the heat treatment apparatus, when the object to be processed is in the second chamber, the fourth multilayer heat reflecting metal plate is preferably positioned so as to separate the third chamber from the outside.

これにより、予備加熱処理時に第3多層熱反射金属板と第4多層熱反射金属板とによって第3室が閉鎖されるので、断熱効果を簡単な構成で得ることができる。   Thereby, since the third chamber is closed by the third multilayer heat-reflecting metal plate and the fourth multilayer heat-reflecting metal plate during the preheating treatment, the heat insulation effect can be obtained with a simple configuration.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第4多層熱反射金属板にはロッドが連結されている。このロッドは、前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第3室を挟んで前記第2室と反対側に位置する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, a rod is connected to the fourth multilayer heat reflecting metal plate. The rod is located on the opposite side of the second chamber with the third chamber interposed when the workpiece is in the second chamber.

これにより、第2室等の熱がロッドを伝わって逃げるロスを第3室によって低減できる。従って、熱処理の効率が一層向上するとともに、ロッドの熱損傷も防止できる。   Thereby, the loss which the heat | fever of a 2nd chamber etc. transfers along a rod and escapes can be reduced by a 3rd chamber. Therefore, the efficiency of the heat treatment is further improved, and thermal damage to the rod can be prevented.

前記熱処理装置においては、前記第4多層熱反射金属板は、多数の貫通孔を有する金属板を、当該貫通孔の位置を異ならせながら積層して構成されていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that the fourth multilayer heat-reflecting metal plate is formed by laminating metal plates having a large number of through holes with different positions of the through holes.

これにより、本加熱処理時に被処理物から発生するガスを、第4多層熱反射金属板の各金属板の貫通孔を通じて良好に排気することができる。従って、被処理物や、第1室及び第2室のガスによる汚染を防止できる。一方で、第2室の熱は第4多層熱反射金属板によって良好に遮断されるので、第2室の過度の温度低下を防止し、本加熱処理時の熱効率を良好に維持できる。   Thereby, the gas generated from the workpiece during the main heat treatment can be exhausted well through the through holes of the metal plates of the fourth multilayer heat reflecting metal plate. Therefore, it is possible to prevent contamination by the object to be processed and the gas in the first chamber and the second chamber. On the other hand, since the heat in the second chamber is well blocked by the fourth multilayer heat reflecting metal plate, an excessive temperature drop in the second chamber can be prevented, and the thermal efficiency during the main heat treatment can be maintained well.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第5多層熱反射金属板を備える。前記被処理物が前記第1室内にあるときは、前記第5多層熱反射金属板が前記第3室とその外部とを隔てるように位置する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the moving mechanism includes a fifth multilayer heat reflecting metal plate that can move together with the object to be processed. When the object to be processed is in the first chamber, the fifth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the third chamber from the outside.

これにより、本加熱処理時において熱が逃げるロスを、第3室の断熱効果によって一層低減できる。   Thereby, the loss which heat escapes at the time of this heat processing can further be reduced by the heat insulation effect of the 3rd chamber.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、多層熱反射金属板に囲われた第4室を、前記第3室の外側かつ下側に隣接させて備える。前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第5多層熱反射金属板が前記第4室とその外部とを隔てるように位置する。 The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the fourth chamber surrounded by the multilayer heat reflecting metal plate is provided adjacent to the outside and the lower side of the third chamber. When the object to be processed is in the second chamber, the fifth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the fourth chamber from the outside.

これにより、第2室等の熱が逃げるロスを、2つの第3室によって一層低減することができる。   Thereby, the loss which the heat | fever of a 2nd chamber etc. escapes can be reduced further by two 3rd chambers.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第5多層熱反射金属板にはロッドが連結されている。このロッドは、前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第3室を挟んで前記第2室と反対側に位置する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, a rod is connected to the fifth multilayer heat reflecting metal plate. The rod is located on the opposite side of the second chamber with the third chamber interposed when the object to be processed is in the first chamber.

これにより、本加熱処理時において、第1室の熱がロッドを伝わって逃げるロスを第3室によって低減できる。従って、熱処理の効率が一層向上するとともに、ロッドの熱損傷も防止できる。   Thereby, at the time of this heat processing, the loss which the heat | fever of a 1st chamber transmits along a rod and escapes can be reduced by a 3rd chamber. Therefore, the efficiency of the heat treatment is further improved, and thermal damage to the rod can be prevented.

前記熱処理装置においては、前記第2室内の被処理物を500℃以上の温度に予備加熱できることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that the workpiece in the second chamber can be preheated to a temperature of 500 ° C. or higher.

これにより、高い温度での予備加熱が必要な処理に好適な熱処理装置を提供できる。   Thereby, the heat processing apparatus suitable for the process which needs preheating at high temperature can be provided.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物を支持する支持体と、この支持体に連結されるロッドと、を備える。前記ロッドは、温度絶縁体を介して前記支持体に連結される。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. In other words, the moving mechanism includes a support that supports the object to be processed, and a rod that is coupled to the support. The rod is connected to the support through a temperature insulator.

これにより、第1室や第2室の熱がロッドを伝わって逃げるロスを温度絶縁体により低減でき、熱処理の一層の効率化を図ることができる。   Thereby, the loss which the heat | fever of a 1st chamber or a 2nd chamber escapes along a rod can be reduced with a temperature insulator, and the further efficiency improvement of heat processing can be achieved.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物を支持する支持体と、この支持体に連結されるロッドと、を備える。前記被処理物が前記第1室内にあるときに、前記ロッドと前記支持体との連結を切離し可能に構成されている。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. In other words, the moving mechanism includes a support that supports the object to be processed, and a rod that is coupled to the support. When the object to be processed is in the first chamber, the rod and the support can be disconnected.

これにより、第1室の熱がロッドを伝わって逃げるロスを低減でき、熱処理の一層の効率化を図ることができる。   Thereby, the loss which the heat | fever of a 1st chamber conveys to a rod and escapes can be reduced, and the further efficiency improvement of heat processing can be aimed at.

前記熱処理装置においては、前記第2室は多層熱反射金属板を備え、この多層熱反射金属板には通路孔が形成されて、この通路孔を通じて前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能に構成することが好ましい。   In the heat treatment apparatus, the second chamber includes a multilayer heat reflecting metal plate, and a passage hole is formed in the multilayer heat reflecting metal plate, and an object to be processed can be taken in and out of the second chamber through the passage hole. It is preferable to configure.

これにより、簡素な構成で、第2室への被処理物の出し入れを実現できる。   Thereby, with the simple structure, the taking in / out of to-be-processed object to a 2nd chamber is realizable.

前記熱処理装置においては、前記通路孔を開閉可能な開閉部材が設けられていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that an opening / closing member capable of opening / closing the passage hole is provided.

これにより、予備加熱時等に開閉部材を閉鎖することで、第2室の熱ロスを低減し、熱処理の一層の効率化を図ることができる。   Thus, by closing the opening / closing member during preheating or the like, it is possible to reduce the heat loss of the second chamber and further increase the efficiency of the heat treatment.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第2室は多層熱反射金属板を備え、この多層熱反射金属板の少なくとも一部が移動することで通路空間を形成可能に構成される。この通路空間を通じて、前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能に構成する。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the second chamber includes a multilayer heat reflecting metal plate, and is configured such that a passage space can be formed by moving at least a part of the multilayer heat reflecting metal plate. Through this passage space, an object to be processed can be taken in and out of the second chamber.

これにより、簡素な構成で、第2室への被処理物の出し入れを実現できる。   Thereby, with the simple structure, the taking in / out of to-be-processed object to a 2nd chamber is realizable.

前記の熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能な搬送機構を備える。この搬送機構はアームを備え、このアームによって被処理物を搬送するように構成されている。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, a transport mechanism capable of taking in and out the workpiece from the second chamber is provided. The transport mechanism includes an arm, and is configured to transport an object to be processed by the arm.

あるいは、前記搬送機構は回転テーブル式に構成されていることが好ましい。   Or it is preferable that the said conveyance mechanism is comprised by the rotary table type.

これにより、簡素な構成の搬送機構によって、第2室への被処理物の出し入れを実現できる。   Thereby, with the conveyance mechanism of a simple structure, withdrawing / inserting to-be-processed object to a 2nd chamber is realizable.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、被処理物を上下方向に並べて複数ストックすることが可能なストック室と、被処理物を前記第2室と前記ストック室との間で水平方向に搬送可能な搬送機構と、を備える。前記第2室は前記第1室に対し上下方向に隣接している。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, a stock chamber capable of stocking a plurality of objects to be processed in the vertical direction and a transport mechanism capable of transporting the objects to be processed in the horizontal direction between the second chamber and the stock chamber are provided. The second chamber is adjacent to the first chamber in the vertical direction.

これにより、複数の被処理物をストックして次々と予備加熱処理及び本加熱処理を行うことが可能になり、スループットを顕著に向上できる。また、コンパクトな構成で上記機能を達成できるので、熱処理装置の設置面積を低減できる。   As a result, a plurality of objects to be processed can be stocked, and the preliminary heat treatment and the main heat treatment can be performed one after another, and the throughput can be significantly improved. Moreover, since the said function can be achieved with a compact structure, the installation area of a heat processing apparatus can be reduced.

前記熱処理装置においては、前記ストック室は、当該ストック室にストックされる被処理物を冷却するための冷却機構を備えていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, the stock chamber is preferably provided with a cooling mechanism for cooling an object to be processed stocked in the stock chamber.

これにより、熱処理後の被処理物を急速に冷却できるので、短時間で次工程に移行することができ、スループットを一層向上できる。   Thereby, since the to-be-processed object after heat processing can be cooled rapidly, it can transfer to a next process in a short time, and can improve a through-put further.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、被処理物を大気中から装置内に導入するための導入室を備える。この導入室に導入された被処理物を前記第2室に搬送可能に構成されている。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, an introduction chamber is provided for introducing an object to be processed from the atmosphere into the apparatus. The workpiece introduced into the introduction chamber is configured to be transportable to the second chamber.

これにより、熱処理装置へ被処理物の導入を容易に行うことができる。   Thereby, the workpiece can be easily introduced into the heat treatment apparatus.

前記熱処理装置においては、前記第1室は、10-2Pa以下の真空とすることが可能に構成されていることが好ましい。 In the heat treatment apparatus, it is preferable that the first chamber is configured to be able to be a vacuum of 10 −2 Pa or less.

あるいは、前記第1室は、10-2Pa以下の真空に到達した後に不活性ガスを導入した希薄ガス雰囲気下とすることが可能に構成されていることが好ましい。 Alternatively, the first chamber is preferably configured so as to be in a rare gas atmosphere into which an inert gas is introduced after reaching a vacuum of 10 −2 Pa or less.

これにより、例えば半導体プロセス等の高真空での処理に好適な熱処理装置を提供できる。   Thereby, for example, a heat treatment apparatus suitable for high-vacuum processing such as a semiconductor process can be provided.

前記熱処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動機構は、前記被処理物を載置するための受け台を備える。この受け台は、タンタルカーバイド、タングステンカーバイド、タングステン、タンタル、モリブデン又はグラファイトの少なくとも何れかよりなる。   The heat treatment apparatus preferably has the following configuration. That is, the moving mechanism includes a cradle for placing the object to be processed. The cradle is made of at least one of tantalum carbide, tungsten carbide, tungsten, tantalum, molybdenum, or graphite.

また、前記熱処理装置においては、前記加熱ヒータは、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, the heater is preferably made of at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum.

これにより、高い温度での熱処理に好適な熱処理装置を提供できる。   Thereby, the heat processing apparatus suitable for the heat processing at high temperature can be provided.

また、前記熱処理装置においては、前記受け台又は加熱ヒータの少なくとも何れか一方は、タンタルカーバイドを施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることが好ましい。   Moreover, in the said heat processing apparatus, it is preferable that at least any one of the said cradle or a heater is being fixed to the other member with the attachment screw which consists of tantalum which gave the tantalum carbide.

これにより、高温でも固定部分の焼き付きが生じないので、メンテナンス性に優れた熱処理装置を提供できる。   Thereby, the seizure of the fixed portion does not occur even at a high temperature, so that a heat treatment apparatus excellent in maintainability can be provided.

前記熱処理装置においては、前記加熱ヒータは、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなるカバーによって覆われていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, the heater is preferably covered with a cover made of at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum.

これにより、本加熱処理時に被処理物から発生する分子線や蒸気に加熱ヒータが晒されることがカバーによって防止されるので、加熱ヒータの寿命を延ばすことができる。   Thus, the heater prevents the heater from being exposed to the molecular beam or vapor generated from the object to be processed during the main heat treatment, so that the life of the heater can be extended.

また、前記熱処理装置においては、前記カバーは、タンタルカーバイドを施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることが好ましい。   Moreover, in the said heat processing apparatus, it is preferable that the said cover is being fixed to the other member with the attachment screw which consists of tantalum which gave the tantalum carbide.

これにより、高温でも固定部分の焼き付きが生じないので、メンテナンス性に優れた熱処理装置を提供できる。   Thereby, the seizure of the fixed portion does not occur even at a high temperature, so that a heat treatment apparatus excellent in maintainability can be provided.

前記熱処理装置においては、前記第1多層熱反射金属板及び第2多層熱反射金属板は、タングステンカーバイド、タングステン、タンタル又はモリブデンの少なくとも何れかよりなることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that the first multilayer heat reflective metal plate and the second multilayer heat reflective metal plate are made of at least one of tungsten carbide, tungsten, tantalum, and molybdenum.

これにより、高い温度での熱処理に好適な熱処理装置を提供できる。   Thereby, the heat processing apparatus suitable for the heat processing at high temperature can be provided.

前記熱処理装置においては、前記第1多層熱反射金属板及び第2多層熱反射金属板の少なくとも何れか一方は、タンタルカーバイドを施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, at least one of the first multilayer heat-reflecting metal plate and the second multilayer heat-reflecting metal plate is fixed to another member by a mounting screw made of tantalum carbide. preferable.

これにより、高温でも固定部分の焼き付きが生じないので、メンテナンス性に優れた熱処理装置を提供できる。   Thereby, the seizure of the fixed portion does not occur even at a high temperature, so that a heat treatment apparatus excellent in maintainability can be provided.

前記熱処理装置においては、前記移動機構において、被処理物の周囲に、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなるシールドが配置されていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, it is preferable that a shield made of at least one of tungsten, molybdenum, or tantalum is disposed around the workpiece in the moving mechanism.

これにより、本加熱処理時に被処理物から発生する分子線や蒸気に加熱ヒータが晒されることがシールドによって防止されるので、加熱ヒータの寿命を延ばすことができる。   Thereby, since the heater prevents the heater from being exposed to the molecular beam or steam generated from the object to be processed during the main heat treatment, the life of the heater can be extended.

前記の熱処理装置においては、前記シールドは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることが好ましい。   In the heat treatment apparatus, the shield is preferably fixed to another member by an attachment screw made of tantalum that has been subjected to tantalum carbide treatment.

これにより、高温でも固定部分の焼き付きが生じないので、メンテナンス性に優れた熱処理装置を提供できる。   Thereby, the seizure of the fixed portion does not occur even at a high temperature, so that a heat treatment apparatus excellent in maintainability can be provided.

前記熱処理装置においては、前記第1多層熱反射金属板において、積層されている金属板の間に温度検知部が配置されていることが好ましい。   In the said heat processing apparatus, it is preferable that the temperature detection part is arrange | positioned between the metal plates laminated | stacked in the said 1st multilayer heat reflection metal plate.

これにより、第1室内の温度分布を適切かつ正確に計測することができる。また、この温度検知部を使用して、本加熱部の温度制御を行うことも可能となる。そのことにより、チャンバのビューポートを介して放射温度計で本加熱部を測温し、制御にフィードバックする際にビューポートが曇って測温できなくなる問題も解決できる。   Thereby, the temperature distribution in the first chamber can be measured appropriately and accurately. It is also possible to control the temperature of the main heating unit using this temperature detection unit. As a result, the temperature of the main heating unit is measured with a radiation thermometer via the view port of the chamber, and the problem that the view port becomes cloudy and cannot be measured when feeding back to the control can be solved.

本発明の第2の観点によれば、前記熱処理装置を用いて被処理物を熱処理する熱処理方法であり、前記第2室で被処理物を500℃以上1,000℃以下の温度に予備加熱する予備加熱処理と、前記第2室から前記第1室へ被処理物を移動させることで、前記第1室において被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱する本加熱処理と、この本加熱処理の終了後に、前記第1室から前記第2室へ被処理物を移動させることで被処理物を冷却する冷却処理と、を行う熱処理方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat treatment method for heat treating an object to be treated using the heat treatment apparatus, wherein the object to be treated is preheated to a temperature of 500 ° C. or more and 1,000 ° C. or less in the second chamber. A preheating treatment to be performed, and a workpiece to be heated to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less in the first chamber by moving the workpiece from the second chamber to the first chamber. Provided is a heat treatment method for performing a heat treatment and a cooling treatment for cooling the workpiece by moving the workpiece from the first chamber to the second chamber after the completion of the main heat treatment.

これにより、被処理物の温度を均一且つ速やかに所望の温度まで到達させることができ、熱効率及びスループットを向上させることができる。   Thereby, the temperature of the object to be processed can be uniformly and quickly reached to a desired temperature, and the thermal efficiency and throughput can be improved.

本発明の第3の観点によれば、前記熱処理装置を用いて被処理物を熱処理する熱処理方法であり、前記第2室で被処理物を500℃以上1,000℃以下の温度に予備加熱する予備加熱処理と、前記第2室から前記第1室へ被処理物を移動させた後に、設定された温度プロフィルに従って前記第1室の温度を制御することで、被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱する本加熱処理と、この本加熱処理の終了後に、設定された温度プロフィルに従って前記第1室の温度を制御することで、前記第1室内の被処理物を冷却する冷却処理と、を行う熱処理方法が提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat treatment method for heat treating an object to be treated using the heat treatment apparatus, wherein the object to be treated is preheated to a temperature of 500 ° C. or more and 1,000 ° C. or less in the second chamber. The preheating process is performed, and after the workpiece is moved from the second chamber to the first chamber, the temperature of the first chamber is controlled in accordance with the set temperature profile, whereby the workpiece is 1,000. A main heat treatment for heating to a temperature of not less than 0 ° C. and not more than 2,400 ° C., and after the completion of the main heat treatment, the temperature of the first chamber is controlled according to a set temperature profile, thereby A cooling process for cooling an object is provided.

これにより、被処理物の温度を、所望の温度プロフィルで加熱及び冷却することが可能になる。従って、被処理物を急激に加熱する場合及び緩やかに加熱する場合の何れにも対応でき、適用範囲の広い熱処理方法を提供することができる。   This makes it possible to heat and cool the temperature of the workpiece with a desired temperature profile. Therefore, it is possible to cope with both a case where the object to be treated is heated suddenly and a case where it is heated slowly, and a heat treatment method having a wide application range can be provided.

前記熱処理方法においては、前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、10-2Pa以下の真空において行われることが好ましい。 In the heat treatment method, it is preferable that the preliminary heat treatment and the main heat treatment are performed in a vacuum of 10 −2 Pa or less.

あるいは、前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、10-2Pa以下の真空に到達した後に不活性ガスを導入した希薄ガス雰囲気下において行われることが好ましい。 Alternatively, the preliminary heat treatment and the main heat treatment are preferably performed in a dilute gas atmosphere into which an inert gas is introduced after reaching a vacuum of 10 −2 Pa or less.

これにより、例えば半導体プロセス等の高真空を必要とする熱処理に好適な方法を提供できる。   Thereby, it is possible to provide a method suitable for heat treatment requiring high vacuum such as a semiconductor process.

前記熱処理方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、上容器と下容器からなる容器に前記被処理物を収納し、前記上容器と前記下容器とを嵌合させた状態で行うものとする。この容器は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルにより構成されている。   In the heat treatment method, the following is preferable. That is, the preliminary heating process and the main heating process are performed in a state where the object to be processed is stored in a container including an upper container and a lower container, and the upper container and the lower container are fitted. This container is made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.

これにより、容器の実質的な密閉状態が実現されて、真空又は希薄ガス雰囲気下での本加熱処理時に、容器の内圧が雰囲気に対して高く保持される。従って、不純物の容器内への侵入を防止できる。また、SiCを処理する場合に、容器の内部空間の炭素分子を、容器のタンタルカーバイド処理がされた部分に選択的に吸蔵でき、これによって容器の内部空間をシリコン飽和蒸気圧に保つことができる。従って、単結晶SiCの処理に好適な熱処理方法を提供することができる。   Thereby, a substantially sealed state of the container is realized, and the internal pressure of the container is kept high with respect to the atmosphere during the main heat treatment in a vacuum or a dilute gas atmosphere. Accordingly, it is possible to prevent impurities from entering the container. In addition, when processing SiC, carbon molecules in the inner space of the container can be selectively occluded in the portion of the container that has been subjected to the tantalum carbide treatment, whereby the inner space of the container can be maintained at a silicon saturated vapor pressure. . Therefore, it is possible to provide a heat treatment method suitable for processing single crystal SiC.

前記熱処理方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、上容器と下容器からなる容器に前記被処理物を収納し、前記上容器と前記下容器とを嵌合させた状態で行うものとする。この容器は、タングステンカーバイド、タングステン、又はグラファイトの少なくとも何れかよりなる。   In the heat treatment method, the following is preferable. That is, the preliminary heating process and the main heating process are performed in a state where the object to be processed is stored in a container including an upper container and a lower container, and the upper container and the lower container are fitted. This container is made of at least one of tungsten carbide, tungsten, and graphite.

これにより、容器の実質的な密閉状態が実現されて、真空又は希薄ガス雰囲気下での本加熱処理時に、容器の内圧が雰囲気に対して高く保持される。従って、不純物の容器内への侵入を防止できる。また、高温での熱処理に好適な熱処理方法を提供できる。   Thereby, a substantially sealed state of the container is realized, and the internal pressure of the container is kept high with respect to the atmosphere during the main heat treatment in a vacuum or a dilute gas atmosphere. Accordingly, it is possible to prevent impurities from entering the container. In addition, a heat treatment method suitable for heat treatment at high temperatures can be provided.

次に、発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る高温真空炉の全体構成を示す模式図である。   Next, embodiments of the invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a high-temperature vacuum furnace according to an embodiment of the present invention.

図1に示す熱処理装置としての高温真空炉11は、加熱炉12と、ストック室13と、導入室14と、観察室15と、を備えている。   A high-temperature vacuum furnace 11 as a heat treatment apparatus shown in FIG. 1 includes a heating furnace 12, a stock chamber 13, an introduction chamber 14, and an observation chamber 15.

加熱炉12は、被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱するための本加熱室(第1室)21と、被処理物を500℃以上の温度に予備加熱可能な予備加熱室(第2室)22と、を備えている。予備加熱室22は本加熱室21の下方に配置され、本加熱室21に対して上下方向に隣接している。また、加熱炉12は、予備加熱室22の下方に配置された断熱室(第3室)23を備えている。この断熱室23は予備加熱室22に対して上下方向に隣接している。   The heating furnace 12 can preheat the object to be processed to a temperature of 500 ° C. or more, and a main heating chamber (first chamber) 21 for heating the object to be processed to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less. And a preheating chamber (second chamber) 22. The preheating chamber 22 is disposed below the main heating chamber 21 and is adjacent to the main heating chamber 21 in the vertical direction. The heating furnace 12 includes a heat insulating chamber (third chamber) 23 disposed below the preheating chamber 22. The heat insulation chamber 23 is adjacent to the preheating chamber 22 in the vertical direction.

加熱炉12は真空チャンバ19を備え、前記本加熱室21と予備加熱室22は、この真空チャンバ19の内部に備えられている。真空チャンバ19には真空形成装置としてのターボ分子ポンプ34が接続されて、例えば10-2Pa以下、望ましくは10-7Pa以下の真空を真空チャンバ19内に得ることができるようになっている。ターボ分子ポンプ34と真空チャンバ19との間には、ゲートバルブ25が介設される。また、ターボ分子ポンプ34には、補助のためのロータリーポンプ26が接続される。 The heating furnace 12 includes a vacuum chamber 19, and the main heating chamber 21 and the preheating chamber 22 are provided inside the vacuum chamber 19. A turbo molecular pump 34 as a vacuum forming device is connected to the vacuum chamber 19 so that a vacuum of, for example, 10 −2 Pa or less, preferably 10 −7 Pa or less can be obtained in the vacuum chamber 19. . A gate valve 25 is interposed between the turbo molecular pump 34 and the vacuum chamber 19. In addition, an auxiliary rotary pump 26 is connected to the turbo molecular pump 34.

加熱炉12は、予備加熱室22と本加熱室21との間で被処理物を上下方向に移動させることが可能な移動機構27を備えている。この移動機構27は、被処理物を支持可能な支持体28と、この支持体28を上下動させることが可能なシリンダ部29と、を備えている。シリンダ部29はシリンダロッド30を備え、このシリンダロッド30の一端が前記支持体28に連結されている。   The heating furnace 12 includes a moving mechanism 27 that can move an object to be processed in the vertical direction between the preheating chamber 22 and the main heating chamber 21. The moving mechanism 27 includes a support body 28 that can support an object to be processed, and a cylinder portion 29 that can move the support body 28 up and down. The cylinder portion 29 includes a cylinder rod 30, and one end of the cylinder rod 30 is connected to the support body 28.

加熱炉12は、真空度を測定するための真空計31を備えている。また、加熱炉12には、質量分析法を行うための質量分析装置32が備えられる。本実施形態では、真空計31としてイオンゲージを用い、質量分析装置32として四重極型質量分析計を用いている。   The heating furnace 12 includes a vacuum gauge 31 for measuring the degree of vacuum. Further, the heating furnace 12 is provided with a mass spectrometer 32 for performing mass spectrometry. In the present embodiment, an ion gauge is used as the vacuum gauge 31 and a quadrupole mass spectrometer is used as the mass analyzer 32.

ストック室13は、加熱炉12での加熱処理前又は加熱処理後の被処理物を一時的にストックしておくためのものであり、真空チャンバ61を備えている。この真空チャンバ61には、加熱炉12と同様に、ターボ分子ポンプ34、ゲートバルブ25、及びロータリーポンプ26が備えられており、真空チャンバ61内に例えば10-2Pa以下、望ましくは10-7Pa以下の真空を得ることができるように構成されている。 The stock chamber 13 is for temporarily stocking objects to be processed before or after heat treatment in the heating furnace 12, and includes a vacuum chamber 61. The vacuum chamber 61 is provided with a turbo molecular pump 34, a gate valve 25, and a rotary pump 26 as in the heating furnace 12, and is in the vacuum chamber 61, for example, 10 −2 Pa or less, preferably 10 −7. It is comprised so that the vacuum of Pa or less can be obtained.

真空チャンバ61には、真空度を測定するための真空計62が備えられる。本実施形態では、真空計62としてイオンゲージが用いられている。   The vacuum chamber 61 is provided with a vacuum gauge 62 for measuring the degree of vacuum. In the present embodiment, an ion gauge is used as the vacuum gauge 62.

真空チャンバ61内にはストッカ63が備えられている。このストッカ63は、前記被処理物を上下方向に複数並べてストックできるように構成されている。ストック室13は、ストッカ63を上下動させるための移動機構64を備えている。   A stocker 63 is provided in the vacuum chamber 61. The stocker 63 is configured so that a plurality of the objects to be processed can be stocked in the vertical direction. The stock chamber 13 includes a moving mechanism 64 for moving the stocker 63 up and down.

また、ストック室13は、ストッカ63にストックされた被処理物を冷却するための、図略の冷却機構を備えている。この冷却機構は、冷却水を循環させる冷却水経路等より構成されている。   The stock chamber 13 includes a cooling mechanism (not shown) for cooling the workpieces stocked in the stocker 63. This cooling mechanism is constituted by a cooling water path or the like for circulating cooling water.

加熱炉12の真空チャンバ19と、ストック室13の真空チャンバ61は、搬送路65を通じて接続されている。この搬送路65は、ゲートバルブ66によって開閉可能になっている。   The vacuum chamber 19 of the heating furnace 12 and the vacuum chamber 61 of the stock chamber 13 are connected through a transfer path 65. The transport path 65 can be opened and closed by a gate valve 66.

また、ストック室13には、ストック室13と加熱炉12との間で被処理物を搬送するための搬送機構67が備えられる。この搬送機構67は、水平方向に移動可能な搬送アーム68を備えている。搬送機構67は、被処理物を搬送アーム68の先端部の上に載置した状態で、当該被処理物を、ストック室13のストッカ63上と、加熱炉12の支持体28上(予備加熱室22)との間で、搬送路65経由で水平方向に搬送することができる。   Further, the stock chamber 13 is provided with a transport mechanism 67 for transporting an object to be processed between the stock chamber 13 and the heating furnace 12. The transport mechanism 67 includes a transport arm 68 that can move in the horizontal direction. The transport mechanism 67 places the object to be processed on the stocker 13 stocker 13 and the support 28 of the heating furnace 12 (preliminary heating) in a state where the object to be processed is placed on the tip of the transport arm 68. It can be conveyed in the horizontal direction between the chamber 22) and the conveyance path 65.

導入室14は、大気中から高温真空炉11内に被処理物を導入するためのものであり、真空チャンバ71を備えている。この真空チャンバ71には、加熱炉12及びストック室13と同様に、ターボ分子ポンプ34、ゲートバルブ25、及びロータリーポンプ26が備えられており、真空チャンバ71内に例えば10-2Pa以下、望ましくは10-5Pa以下の真空を得ることができるように構成されている。真空チャンバ71には、真空度を測定するための真空計72が備えられる。本実施形態では、真空計72としてコンビネーションゲージが用いられている。 The introduction chamber 14 is for introducing an object to be processed into the high-temperature vacuum furnace 11 from the atmosphere, and includes a vacuum chamber 71. The vacuum chamber 71 is provided with a turbo molecular pump 34, a gate valve 25, and a rotary pump 26 as in the heating furnace 12 and the stock chamber 13, and is preferably 10 −2 Pa or less, for example, in the vacuum chamber 71. Is configured such that a vacuum of 10 −5 Pa or less can be obtained. The vacuum chamber 71 is provided with a vacuum gauge 72 for measuring the degree of vacuum. In the present embodiment, a combination gauge is used as the vacuum gauge 72.

真空チャンバ71内にはストッカ73が備えられている。このストッカ73は、前記被処理物を上下方向に複数並べてストックできるように構成されている。導入室14は、ストッカ73を上下動させるための移動機構74を備えている。   A stocker 73 is provided in the vacuum chamber 71. The stocker 73 is configured so that a plurality of the objects to be processed can be stocked in the vertical direction. The introduction chamber 14 includes a moving mechanism 74 for moving the stocker 73 up and down.

導入室14は、被処理物を真空チャンバ71内に導入するための導入口75を備える。また、導入室14の真空チャンバ71と、ストック室13の真空チャンバ61とは、搬送路76を通じて接続されている。この搬送路76は、ゲートバルブ77によって開閉可能になっている。   The introduction chamber 14 includes an introduction port 75 for introducing an object to be processed into the vacuum chamber 71. Further, the vacuum chamber 71 of the introduction chamber 14 and the vacuum chamber 61 of the stock chamber 13 are connected through a transfer path 76. The conveyance path 76 can be opened and closed by a gate valve 77.

導入室14には、被処理物を搬送するための搬送機構78が備えられる。この搬送機構78は、水平方向に移動可能な搬送アーム79を備えている。搬送機構78は、被処理物を搬送アーム79の先端部の上に載置した状態で、当該被処理物を、導入室14のストッカ73上と、ストック室13のストッカ63上との間で、搬送路76経由で搬送することができる。   The introduction chamber 14 is provided with a transport mechanism 78 for transporting the workpiece. The transport mechanism 78 includes a transport arm 79 that can move in the horizontal direction. The transfer mechanism 78 places the object to be processed between the stocker 73 of the introduction chamber 14 and the stocker 63 of the stock chamber 13 with the object to be processed placed on the tip of the transfer arm 79. It can be conveyed via the conveyance path 76.

観察室15は、被処理物を評価及び観察するためのものであり、真空チャンバ81を備えている。この真空チャンバ81には、真空度を測定するための真空計82が備えられる。本実施形態では、真空計82としてイオンゲージが用いられている。   The observation room 15 is for evaluating and observing the object to be processed, and includes a vacuum chamber 81. The vacuum chamber 81 is provided with a vacuum gauge 82 for measuring the degree of vacuum. In this embodiment, an ion gauge is used as the vacuum gauge 82.

この観察室15には、反射高速電子線回折装置(RHEED)83等、適宜の観察装置及び評価装置が備えられる。また、観察室15には、被処理物を載置可能な昇降台84が備えられている。観察室15は、昇降台84を上下動させるための移動機構85を備えている。   The observation chamber 15 is provided with appropriate observation devices and evaluation devices such as a reflection high-energy electron diffraction device (RHEED) 83. Further, the observation room 15 is provided with a lifting platform 84 on which an object to be processed can be placed. The observation room 15 is provided with a moving mechanism 85 for moving the elevator 84 up and down.

観察室15の真空チャンバ81と、ストック室13の真空チャンバ61とは、搬送路86を通じて接続されている。この搬送路86は、ゲートバルブ87によって開閉可能になっている。   The vacuum chamber 81 of the observation room 15 and the vacuum chamber 61 of the stock room 13 are connected through a conveyance path 86. The transport path 86 can be opened and closed by a gate valve 87.

観察室15には、被処理物を搬送するための搬送機構89が備えられる。この搬送機構89は、水平方向に移動可能な搬送アーム90を備えている。搬送機構89は、被処理物を搬送アーム90の先端部の上に載置した状態で、当該被処理物を、観察室15の昇降台84上と、ストック室13のストッカ63上との間で、搬送路86経由で搬送することができる。   The observation chamber 15 is provided with a transport mechanism 89 for transporting the object to be processed. The transport mechanism 89 includes a transport arm 90 that can move in the horizontal direction. The transfer mechanism 89 places the object to be processed between the lift 84 of the observation chamber 15 and the stocker 63 of the stock chamber 13 while the object to be processed is placed on the tip of the transfer arm 90. Thus, it can be transported via the transport path 86.

次に、図2から図5までを参照して、加熱炉12の構成を説明する。図2は加熱炉及びストック室の断面図、図3は加熱炉の拡大断面図である。図4は図3のIV−IV線断面矢視図、図5は図3のV−V線断面矢視図である。   Next, the configuration of the heating furnace 12 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a sectional view of the heating furnace and the stock chamber, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of the heating furnace. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG.

図2及び図3に示すように、本加熱室21は真空チャンバ19の内部空間の上部に配置される。また、図4に示すように、本加熱室21は平面断面視で正六角形に形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the main heating chamber 21 is disposed in the upper part of the internal space of the vacuum chamber 19. In addition, as shown in FIG. 4, the main heating chamber 21 is formed in a regular hexagonal shape in a plan sectional view.

本加熱室21の内部には、加熱ヒータとしてのメッシュヒータ33が備えられている。図4に示すように、メッシュヒータ33は、本加熱室21の側壁に沿うように並べて配置されている。このメッシュヒータ33は例えばタングステン製とされ、正六角形状の本加熱室21の1辺につき2個ずつ、計12個配置されている。メッシュヒータ33は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって、本加熱室21の壁部に取り付けられている。この構成により、本加熱室21の中央部に配置された被処理物を、メッシュヒータ33により周囲から加熱できるようになっている。   Inside the main heating chamber 21, a mesh heater 33 as a heater is provided. As shown in FIG. 4, the mesh heaters 33 are arranged side by side along the side wall of the main heating chamber 21. The mesh heaters 33 are made of, for example, tungsten, and two mesh heaters 33 are arranged, one for each side of the regular hexagonal main heating chamber 21. The mesh heater 33 is attached to the wall portion of the main heating chamber 21 with an attachment screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment. With this configuration, the object to be processed disposed in the central portion of the main heating chamber 21 can be heated from the surroundings by the mesh heater 33.

このメッシュヒータ33は、タングステンからなる図略のカバーによって覆われている。このカバーは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって、メッシュヒータ33に取り付けられている。これにより、後述の本加熱処理時に被処理物から発生する分子線や蒸気にメッシュヒータ33が晒されることがカバーによって防止されるので、メッシュヒータ33の寿命を延ばすことができる。   The mesh heater 33 is covered with an unillustrated cover made of tungsten. This cover is attached to the mesh heater 33 with an attachment screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment. Accordingly, the cover prevents the mesh heater 33 from being exposed to molecular beams and vapors generated from the object to be processed during the main heat treatment described later, so that the life of the mesh heater 33 can be extended.

また、このメッシュヒータ33は、正六角形状の本加熱室21の1つの辺(2個のメッシュヒータ33)ごとに、本加熱室21の外壁とともに取り外して交換することができる。この分割構成により、寿命の到来したメッシュヒータ33だけを交換することが可能になり、メンテナンス費用を低減できる。   The mesh heater 33 can be removed and replaced together with the outer wall of the main heating chamber 21 for each side (two mesh heaters 33) of the regular hexagonal main heating chamber 21. With this divided configuration, it is possible to replace only the mesh heater 33 that has reached the end of its life, thereby reducing maintenance costs.

本加熱室21の側壁や天井には第1多層熱反射金属板41が固定され、この第1多層熱反射金属板41によって、メッシュヒータ33の熱を本加熱室21の中央部に向けて反射させるように構成されている。   A first multilayer heat reflecting metal plate 41 is fixed to the side wall and ceiling of the main heating chamber 21, and the heat of the mesh heater 33 is reflected toward the center of the main heating chamber 21 by the first multilayer heat reflecting metal plate 41. It is configured to let you.

これにより、本加熱室21内において、加熱処理対象としての被処理物を取り囲むようにメッシュヒータ33が配置され、更にその外側に多層熱反射金属板41が配置されるレイアウトが実現されている。従って、被処理物を強力且つ均等に加熱し、1,000℃以上2,300℃以下の温度まで昇温させることができる。   As a result, a layout is realized in which the mesh heater 33 is arranged so as to surround the object to be processed as a heat treatment target in the main heating chamber 21 and the multilayer heat reflecting metal plate 41 is arranged on the outer side. Therefore, the workpiece can be heated strongly and evenly, and the temperature can be raised to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,300 ° C. or less.

本加熱室21の天井側は第1多層熱反射金属板41によって閉鎖される一方、底面の第1多層熱反射金属板41には貫通孔55が形成されている。被処理物は、この貫通孔55を介して、本加熱室21と、この本加熱室21の下側に隣接する予備加熱室22との間で移動できるようになっている。   The ceiling side of the main heating chamber 21 is closed by a first multilayer heat reflecting metal plate 41, while a through hole 55 is formed in the first multilayer heat reflecting metal plate 41 at the bottom. The object to be processed can move between the main heating chamber 21 and the preheating chamber 22 adjacent to the lower side of the main heating chamber 21 through the through hole 55.

前記貫通孔55には、移動機構27の支持体28の一部が挿入されている。この支持体28は、上から順に、第2多層熱反射金属板42、第3多層熱反射金属板43、及び第4多層熱反射金属板44を互いに間隔をあけて配置した構成となっている。   A part of the support 28 of the moving mechanism 27 is inserted into the through hole 55. The support 28 has a configuration in which a second multilayer heat-reflecting metal plate 42, a third multilayer heat-reflecting metal plate 43, and a fourth multilayer heat-reflecting metal plate 44 are arranged at intervals from each other in order from the top. .

3つの多層熱反射金属板42〜44は、何れも水平に配置されるとともに、垂直方向に設けた柱部35によって互いに連結されている。そして、第2多層熱反射金属板42及び第3多層熱反射金属板43とで挟まれたスペースに受け台36が配置され、この受け台36上に被処理物(正確には、被処理物を収納した容器2)を載置できるように構成されている。本実施形態において、この受け台36はタンタルカーバイドにより構成されている。また、受け台36は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって、支持体28を構成する部材(例えば、第3多層熱反射金属板43)に取り付けられている。   The three multilayer heat-reflecting metal plates 42 to 44 are all arranged horizontally and are connected to each other by a column portion 35 provided in the vertical direction. A receiving table 36 is disposed in a space between the second multilayer heat reflecting metal plate 42 and the third multilayer heat reflecting metal plate 43, and an object to be processed (precisely, the object to be processed) is placed on the receiving table 36. It is comprised so that the container 2) which accommodated can be mounted. In the present embodiment, the cradle 36 is made of tantalum carbide. Further, the cradle 36 is attached to a member (for example, the third multilayer heat reflecting metal plate 43) constituting the support 28 by an attachment screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.

移動機構27を構成するシリンダ部29のシリンダロッド30は、中空状に形成されている。また、このシリンダロッド30の端部にフランジが形成されて、このフランジが第4多層熱反射金属板44の下面に固定される。この構成により、前記シリンダ部29を伸縮させることで、受け台36上の被処理物(容器2)を前記3つの多層熱反射金属板42〜44とともに上下動させることができる。   The cylinder rod 30 of the cylinder part 29 constituting the moving mechanism 27 is formed in a hollow shape. Further, a flange is formed at the end of the cylinder rod 30, and this flange is fixed to the lower surface of the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44. With this configuration, the object to be processed (container 2) on the cradle 36 can be moved up and down together with the three multilayer heat reflecting metal plates 42 to 44 by expanding and contracting the cylinder portion 29.

前記予備加熱室22は、本加熱室21の下側の空間を、多層熱反射金属板46で囲うことにより構成されている。図5に示すように、予備加熱室22は平面断面視で円状となるように構成されている。なお、予備加熱室22内には、前記メッシュヒータ33のような加熱手段は備えられていない。   The preheating chamber 22 is configured by surrounding the space below the main heating chamber 21 with a multilayer heat reflecting metal plate 46. As shown in FIG. 5, the preheating chamber 22 is configured to have a circular shape in plan sectional view. In the preheating chamber 22, no heating means such as the mesh heater 33 is provided.

図3や図5に示すように、予備加熱室22の底面部においては、前記多層熱反射金属板46に貫通孔56が形成されている。また、予備加熱室22の側壁をなす多層熱反射金属板46において、前記搬送路65と対面する部位に通路孔50が形成されている。また、前記予備加熱室22は、前記通路孔50を閉鎖可能な開閉部材51と、この開閉部材51を昇降させる開閉機構52と、を備えている。   As shown in FIGS. 3 and 5, a through hole 56 is formed in the multilayer heat reflecting metal plate 46 at the bottom surface of the preheating chamber 22. Further, in the multilayer heat reflecting metal plate 46 that forms the side wall of the preheating chamber 22, a passage hole 50 is formed in a portion facing the transport path 65. The preheating chamber 22 includes an opening / closing member 51 that can close the passage hole 50, and an opening / closing mechanism 52 that moves the opening / closing member 51 up and down.

予備加熱室22の下側で隣接する前記断熱室23は、上側が前記多層熱反射金属板46によって区画され、下側及び側部が多層熱反射金属板47によって区画されている。断熱室23の下側を覆う多層熱反射金属板47には貫通孔57が形成されて、前記シリンダロッド30を挿通できるようになっている。   The heat insulating chamber 23 adjacent to the lower side of the preheating chamber 22 is partitioned on the upper side by the multilayer heat reflecting metal plate 46, and on the lower side and the side portion by the multilayer heat reflecting metal plate 47. A through-hole 57 is formed in the multilayer heat reflecting metal plate 47 covering the lower side of the heat insulating chamber 23 so that the cylinder rod 30 can be inserted.

前記貫通孔57の上端部に相当する位置において、多層熱反射金属板47には収納凹部58が形成される。この収納凹部58には、前記支持体28が備える第4多層熱反射金属板44を収納可能になっている。   A housing recess 58 is formed in the multilayer heat reflecting metal plate 47 at a position corresponding to the upper end of the through hole 57. The storage recess 58 can store the fourth multilayer heat-reflecting metal plate 44 provided in the support 28.

多層熱反射金属板41〜44,46,47は何れも、金属板(タングステン製)を所定の間隔をあけて積層した構造になっている。前記開閉部材51においても、通路孔50を閉鎖する部分には、同様の構成の多層熱反射金属板が用いられている。   Each of the multilayer heat reflecting metal plates 41 to 44, 46, and 47 has a structure in which metal plates (made of tungsten) are laminated at a predetermined interval. Also in the opening / closing member 51, a multilayer heat reflecting metal plate having the same configuration is used for a portion that closes the passage hole 50.

このように高融点の金属板を積層させた構成の多層熱反射金属板は、断熱機能を有するほか、タングステンのメッシュヒータ33から放射される熱放射エネルギーを反射し、これにより加熱効果を得ることができる(反射加熱機能)。   In this way, the multilayer heat-reflecting metal plate constructed by laminating high-melting-point metal plates has a heat insulating function and reflects heat radiation energy radiated from the tungsten mesh heater 33, thereby obtaining a heating effect. (Reflection heating function).

即ち、タングステンのメッシュヒータ33が加熱時(1,800℃〜2,600℃の高温領域)に発する波長エネルギーは、その殆どが、波長0.4μm〜3.5μmの波長領域の間に含まれている。一方、2,200℃において、タングステンの波長エネルギーのピークは約1.1μmの部分に現れ、このときのタングステンの反射率は約0.65である。また、タングステンは、比較的波長エネルギーの高い波長領域(1.1μm〜3.0μm)では、その波長が長くなるにつれて反射率が増加し、例えば波長3.0μmでは反射率は約0.8に達する。このように、清浄な高純度雰囲気でのタングステンのメッシュヒータ33に対して、タングステンは十分な反射特性を備えているということができる。   That is, most of the wavelength energy emitted when the tungsten mesh heater 33 is heated (high temperature range of 1,800 ° C. to 2,600 ° C.) is included in the wavelength range of 0.4 μm to 3.5 μm. ing. On the other hand, at 2,200 ° C., the peak of the wavelength energy of tungsten appears at a portion of about 1.1 μm, and the reflectance of tungsten at this time is about 0.65. In addition, tungsten has a reflectance that increases as the wavelength increases in a wavelength region (1.1 μm to 3.0 μm) with relatively high wavelength energy. For example, the reflectance is about 0.8 at a wavelength of 3.0 μm. Reach. Thus, it can be said that tungsten has sufficient reflection characteristics with respect to the tungsten mesh heater 33 in a clean high-purity atmosphere.

多層熱反射金属板41〜44,46,47の材質としては、メッシュヒータ33の熱輻射に対して十分な加熱特性を有し、また、融点が雰囲気温度より高い物質であれば、任意のものを用いることができる。例えば、前記タングステンのほか、タンタル、ニオブ、モリブデン等の高融点金属材料や、タングステンカーバイド、ジリコニウムカーバイド、タンタルカーバイド、ハフニウムカーバイド、モリブデンカーバイド等の炭化物を、多層熱反射金属板41〜44,46,47として用いることができる。また、その反射面に、金やタングステンカーバイド等からなる赤外線反射膜を更に形成しても良い。   Any material can be used as the material of the multilayer heat-reflecting metal plates 41 to 44, 46, 47 as long as the material has sufficient heating characteristics with respect to the heat radiation of the mesh heater 33 and has a melting point higher than the ambient temperature. Can be used. For example, in addition to tungsten, high melting point metal materials such as tantalum, niobium, molybdenum, and carbides such as tungsten carbide, zirconium carbide, tantalum carbide, hafnium carbide, molybdenum carbide, etc. are used. 46, 47. Further, an infrared reflection film made of gold, tungsten carbide or the like may be further formed on the reflection surface.

そして、支持体28に備えられる多層熱反射金属板42〜44は、小さな貫通孔を多数有するパンチメタル構造のタングステン板を、当該貫通孔の位置を異ならせつつ所定の間隔をあけて積層した構造になっている。   And the multilayer heat | fever reflective metal plates 42-44 with which the support body 28 is equipped are the structures which laminated | stacked the punch metal structure tungsten plate which has many small through-holes at predetermined intervals, varying the position of the said through-hole. It has become.

また、支持体28の最も上層に備えられる第2多層熱反射金属板42の積層枚数は、本加熱室21の第1多層熱反射金属板41の積層枚数よりも少なくなっている。   Further, the number of stacked second multilayer heat reflecting metal plates 42 provided in the uppermost layer of the support 28 is smaller than the number of stacked first multilayer heat reflecting metal plates 41 in the main heating chamber 21.

また、これらの多層熱反射金属板41〜44,46,47は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって、本加熱室21や予備加熱室22等の壁部に固定されている。このように、前記メッシュヒータ33、それを覆うカバー、受け台36、及び多層熱反射金属板41〜44,46,47を他の部材へ取り付ける固定手段として、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジを使用することによって、固定部分でネジが焼き付くことがなく、メンテナンス作業を簡単に行うことができる。   These multilayer heat-reflecting metal plates 41 to 44, 46, and 47 are fixed to wall portions of the main heating chamber 21, the preheating chamber 22, and the like by attachment screws made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment. Thus, the mesh heater 33, the cover covering it, the cradle 36, and the multilayer heat-reflecting metal plates 41 to 44, 46, 47 are made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment as fixing means for attaching to other members. By using the mounting screw, the screw is not seized at the fixed portion, and the maintenance work can be easily performed.

本加熱室21に設けられる前記第1多層熱反射金属板41においては、積層される金属板と金属板との間に、温度検知部としての熱電対37が複数設置されている(図4を参照)。これにより、本加熱室21内の温度分布を正確に把握してメッシュヒータ33をフィードバック制御することができる。従って、本加熱室21の温度を、予め設定された温度プロフィルに従って正確に上昇又は下降させる制御も可能になる。また、従来の放射温度計及びビューポートによる温度検知制御と比較して、チャンバのビューポートの曇りによって測温不可能となることがなく、信頼性の高い温度制御を実現できる。   In the first multilayer heat-reflecting metal plate 41 provided in the main heating chamber 21, a plurality of thermocouples 37 as temperature detection units are installed between the metal plates to be laminated (see FIG. 4). reference). Thereby, the temperature distribution in the main heating chamber 21 can be accurately grasped and the mesh heater 33 can be feedback-controlled. Accordingly, it is possible to control the temperature of the main heating chamber 21 to be accurately raised or lowered according to a preset temperature profile. Compared with temperature detection control using a conventional radiation thermometer and viewport, temperature measurement is not impossible due to clouding of the viewport of the chamber, and highly reliable temperature control can be realized.

次に、図7等を参照しつつ、この高温真空炉11において被処理物を収納するために用いられる容器2について説明する。図7は容器の上容器と下容器とを取り外した状態の斜視図である。図8は容器内に被処理物がセットされた様子を示す模式断面図である。   Next, with reference to FIG. 7 and the like, the container 2 used for storing an object to be processed in the high temperature vacuum furnace 11 will be described. FIG. 7 is a perspective view of the container with the upper and lower containers removed. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the workpiece is set in the container.

この容器2は、図7に示す構成の上容器2aと下容器2bとを嵌め合わせることにより構成されている。本実施形態において、容器2は円筒状に構成されているが、これは一例であって、例えば六面体状に構成されていても良い。   The container 2 is configured by fitting an upper container 2a and a lower container 2b having the configuration shown in FIG. In the present embodiment, the container 2 is configured in a cylindrical shape, but this is an example, and may be configured in a hexahedral shape, for example.

前記上容器2a及び下容器2bは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルから構成されている。この結果、図8に示すように、容器2の表面にはタンタルカーバイド層3が形成されている。このタンタルカーバイド層3のうち、上容器2a及び下容器2bの内面を覆う部分は、容器2の内部空間に露出している。   The upper container 2a and the lower container 2b are made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment. As a result, a tantalum carbide layer 3 is formed on the surface of the container 2 as shown in FIG. A portion of the tantalum carbide layer 3 that covers the inner surfaces of the upper container 2 a and the lower container 2 b is exposed in the internal space of the container 2.

容器2の内部空間には、処理対象(被処理物)としての単結晶SiC基板1が配置されている。この単結晶SiC基板1の結晶構造としては、例えば、6H−SiC又は4H−SiCとすることが考えられる。また、容器2の内部には、Si供給源としてのシリコンペレット5が配置されている。   In the internal space of the container 2, a single crystal SiC substrate 1 as a processing target (object to be processed) is arranged. As a crystal structure of the single crystal SiC substrate 1, for example, 6H—SiC or 4H—SiC may be considered. Further, inside the container 2, silicon pellets 5 as a Si supply source are arranged.

単結晶SiC基板1と下容器2bの内底面との間には、スペーサ4が介在される。このスペーサ4によって、単結晶SiC基板1の上面及び下面の両方が、容器2の内部空間に対し十分に露出した状態となっている。   A spacer 4 is interposed between the single crystal SiC substrate 1 and the inner bottom surface of the lower container 2b. With the spacer 4, both the upper surface and the lower surface of the single crystal SiC substrate 1 are sufficiently exposed to the internal space of the container 2.

上容器2aと下容器2bとを図8に示すように嵌め合わせたときの嵌合部分の遊びは、約2mm以下であることが好ましい。これによって実質的な密閉状態が実現され、本加熱室21での加熱処理工程において容器2内のSi圧力を高めて外部圧力(本加熱室21内の圧力)よりも高い圧力とし、不純物がこの嵌合部分を通じて容器2内に侵入するのを防止できる。   The play of the fitting portion when the upper container 2a and the lower container 2b are fitted together as shown in FIG. 8 is preferably about 2 mm or less. As a result, a substantially sealed state is realized, and in the heat treatment process in the main heating chamber 21, the Si pressure in the container 2 is increased to a pressure higher than the external pressure (pressure in the main heating chamber 21). Intrusion into the container 2 through the fitting portion can be prevented.

以上の構成の容器2を、図1に示す導入室14の導入口75から真空チャンバ71内に入れ、ストッカ73上に載置する。そして、この状態からターボ分子ポンプ34を駆動し、真空チャンバ71の内部を真空とする。   The container 2 having the above configuration is put into the vacuum chamber 71 through the introduction port 75 of the introduction chamber 14 shown in FIG. 1 and placed on the stocker 73. Then, the turbo molecular pump 34 is driven from this state, and the inside of the vacuum chamber 71 is evacuated.

なお、加熱炉12の真空チャンバ19、及びストック室13の真空チャンバ61については、予め10-2Pa以下、望ましくは10-7Pa以下の真空状態としておく。あるいは、予め10-2Pa以下、望ましくは10-7Pa以下の真空に到達した後に不活性ガスを導入した希薄ガス雰囲気下としても良い。また、加熱炉12の移動機構27を予め駆動して、支持体28を下降させた状態にしておく。また、開閉機構52を駆動して開閉部材51を下降させ、予備加熱室22の前記通路孔50を開いておく。 Note that the vacuum chamber 19 of the heating furnace 12 and the vacuum chamber 61 of the stock chamber 13 are previously set to a vacuum state of 10 −2 Pa or less, preferably 10 −7 Pa or less. Alternatively, a rare gas atmosphere in which an inert gas is introduced after reaching a vacuum of 10 −2 Pa or less, preferably 10 −7 Pa or less in advance may be used. Further, the moving mechanism 27 of the heating furnace 12 is driven in advance to keep the support 28 lowered. Further, the opening / closing mechanism 52 is driven to lower the opening / closing member 51 to open the passage hole 50 of the preheating chamber 22.

次に、図1のゲートバルブ77を開き、搬送機構78を駆動して、導入室14の容器2をストック室13のストッカ63上に搬送した後、ゲートバルブ77を閉じる。次に、ゲートバルブ66を開き、搬送機構67を駆動して、前記容器2を予備加熱室22内(支持体28が備える受け台36上)へ搬送した後、ゲートバルブ66を閉じる。このように、予備加熱室22の側壁に設けられる多層熱反射金属板46に通路孔50を設けることで、簡素な構成で、予備加熱室22に対する容器2の出し入れを実現できる。   Next, the gate valve 77 of FIG. 1 is opened, the transfer mechanism 78 is driven, the container 2 in the introduction chamber 14 is transferred onto the stocker 63 of the stock chamber 13, and then the gate valve 77 is closed. Next, the gate valve 66 is opened, the transport mechanism 67 is driven, the container 2 is transported into the preheating chamber 22 (on the cradle 36 provided in the support 28), and then the gate valve 66 is closed. As described above, by providing the passage hole 50 in the multilayer heat reflecting metal plate 46 provided on the side wall of the preheating chamber 22, the container 2 can be taken in and out of the preheating chamber 22 with a simple configuration.

次に、前記開閉機構52を駆動して開閉部材51を上昇させ、前記通路孔50を閉鎖する。この状態では、図3に示すように、支持体28の第2多層熱反射金属板42が貫通孔55を閉鎖し、予備加熱室22と本加熱室21とを仕切るように位置する。また、第3多層熱反射金属板43が貫通孔56を閉鎖し、予備加熱室22と断熱室23とを仕切るように位置する。更に、第4多層熱反射金属板44が貫通孔57及び収納凹部58を閉鎖し、断熱室23とその外部の空間とを仕切るように位置する。   Next, the opening / closing mechanism 52 is driven to raise the opening / closing member 51 and close the passage hole 50. In this state, as shown in FIG. 3, the second multilayer heat-reflecting metal plate 42 of the support 28 closes the through hole 55 and is positioned so as to partition the preheating chamber 22 and the main heating chamber 21. Further, the third multilayer heat reflecting metal plate 43 closes the through hole 56 and is positioned so as to partition the preheating chamber 22 and the heat insulating chamber 23. Further, the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 is positioned so as to close the through hole 57 and the housing recess 58 and partition the heat insulating chamber 23 from the outside space.

この状態でメッシュヒータ33を駆動すると、本加熱室21が1,000℃以上2,400℃以下の所定の温度に加熱される。ここで、支持体28の第2多層熱反射金属板42の積層枚数は、前記第1多層熱反射金属板41の積層枚数よりも少なくなっている。従って、メッシュヒータ33が発生する熱の一部が第2多層熱反射金属板42を介して予備加熱室22に適度に供給(分配)され、予備加熱室22内の容器2(被処理物)を例えば500℃以上の所定の温度となるように予備加熱することができる。即ち、予備加熱室にヒータを設置しなくても予備加熱を実現でき、予備加熱室の簡素な構造が実現できている。   When the mesh heater 33 is driven in this state, the main heating chamber 21 is heated to a predetermined temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less. Here, the number of laminated second multilayer heat reflecting metal plates 42 of the support 28 is smaller than the number of laminated first multilayer heat reflecting metal plates 41. Accordingly, a part of the heat generated by the mesh heater 33 is appropriately supplied (distributed) to the preheating chamber 22 via the second multilayer heat reflecting metal plate 42, and the container 2 (object to be processed) in the preheating chamber 22 is supplied. Can be preheated to a predetermined temperature of, for example, 500 ° C. or higher. That is, preheating can be realized without installing a heater in the preheating chamber, and a simple structure of the preheating chamber can be realized.

またこのとき、第3多層熱反射金属板43が予備加熱室22の下側の貫通孔56を閉鎖しており、この前記第3多層熱反射金属板43は前述のとおりパンチメタル板の積層構造となっている。同様に、断熱室23の下側の貫通孔57を閉鎖する第4多層熱反射金属板44も、パンチメタル板の積層構造となっている。   At this time, the third multilayer heat reflecting metal plate 43 closes the lower through-hole 56 of the preheating chamber 22, and the third multilayer heat reflecting metal plate 43 is a laminated structure of punch metal plates as described above. It has become. Similarly, the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 that closes the lower through-hole 57 of the heat insulation chamber 23 has a laminated structure of punch metal plates.

従って、第3多層熱反射金属板43の部分で熱を良好に反射させ、予備加熱室22内の被処理物を効率良く予備加熱し、脱ガス処理を行うことができる。また、予備加熱時に容器2内の被処理物から出るガスは、第3多層熱反射金属板43及び第4多層熱反射金属板44のパンチメタルの貫通孔を通じて、予備加熱室22及び断熱室23の外部へ容易に排気することができる。   Therefore, heat can be favorably reflected by the portion of the third multilayer heat reflecting metal plate 43, and the object to be processed in the preheating chamber 22 can be efficiently preheated and degassed. Further, the gas emitted from the object to be processed in the container 2 during the preheating passes through the punch metal through-holes of the third multilayer heat reflecting metal plate 43 and the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 and the preheating chamber 22 and the heat insulating chamber 23. Can be easily exhausted to the outside.

更に、この予備加熱時に前記通路孔50が開閉部材51によって閉鎖されるので、予備加熱室22の熱ロスを低減できる。また、支持体28の第4多層熱反射金属板44に連結されているシリンダロッド30は、断熱室23を挟んで予備加熱室22と反対側に位置している。従って、予備加熱室22等の熱がシリンダロッド30を伝わって逃げるロスを断熱室23によって効果的に低減でき、シリンダロッド30の熱損傷も防止できる。   Furthermore, since the passage hole 50 is closed by the opening / closing member 51 during the preheating, the heat loss of the preheating chamber 22 can be reduced. Further, the cylinder rod 30 connected to the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 of the support 28 is located on the opposite side of the preheating chamber 22 with the heat insulating chamber 23 interposed therebetween. Therefore, the heat loss of the preheating chamber 22 and the like that escapes through the cylinder rod 30 can be effectively reduced by the heat insulating chamber 23, and thermal damage to the cylinder rod 30 can be prevented.

上記の予備加熱処理を所定時間行った後、シリンダ部29を駆動し、支持体28を上昇させる。この結果、図6に示すように、容器2(及び、内部の被処理物)が下側から貫通孔55を通過して本加熱室21内に移動する。これにより、直ちに本加熱処理が開始され、本加熱室21内の容器(被処理物)を所定の温度(1,000℃以上2,400℃以下の温度)に急速に昇温させることができる。   After performing the above-mentioned preheating process for a predetermined time, the cylinder part 29 is driven and the support body 28 is raised. As a result, as shown in FIG. 6, the container 2 (and the object to be processed inside) passes through the through hole 55 from the lower side and moves into the main heating chamber 21. Thereby, the main heat treatment is started immediately, and the container (object to be processed) in the main heating chamber 21 can be rapidly heated to a predetermined temperature (a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less). .

この図6の状態では、支持体28の第3多層熱反射金属板43が貫通孔55を閉鎖し、予備加熱室22と本加熱室21とを仕切るように位置する。従って、本加熱室21内の被処理物を効率良く予備加熱することができる。また、支持体28の第4多層熱反射金属板44が貫通孔56を閉鎖するので、予備加熱室22から熱が逃げるのを防止し、本加熱室21での効率的な加熱を実現している。更に、この第4多層熱反射金属板44は第3多層熱反射金属板43と同様にパンチメタル構造であるので、ガスを予備加熱室22の外部へ良好に排気できる。   In the state of FIG. 6, the third multilayer heat reflecting metal plate 43 of the support 28 is positioned so as to close the through hole 55 and partition the preheating chamber 22 and the main heating chamber 21. Therefore, the object to be processed in the main heating chamber 21 can be efficiently preheated. In addition, since the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 of the support 28 closes the through hole 56, it is possible to prevent heat from escaping from the preheating chamber 22 and realize efficient heating in the main heating chamber 21. Yes. Further, since the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 has a punch metal structure like the third multilayer heat reflecting metal plate 43, the gas can be exhausted well to the outside of the preheating chamber 22.

上記の本加熱処理を所定時間行った後、メッシュヒータ33による加熱を停止するとともに、移動機構27を駆動し、支持体28を下降させる。この結果、図3に示すように、容器2が予備加熱室22内に移動し、急速に冷却される。この状態で所定時間冷却した後、開閉部材51及びゲートバルブ66が開かれるとともに図1の搬送機構67が駆動され、受け台36上の容器2がストック室13のストッカ63上に搬送された後、ゲートバルブ66が閉じられる。   After performing the main heating process for a predetermined time, the heating by the mesh heater 33 is stopped and the moving mechanism 27 is driven to lower the support 28. As a result, as shown in FIG. 3, the container 2 moves into the preheating chamber 22 and is rapidly cooled. After cooling for a predetermined time in this state, after the opening / closing member 51 and the gate valve 66 are opened, the transport mechanism 67 of FIG. 1 is driven, and the container 2 on the cradle 36 is transported onto the stocker 63 of the stock chamber 13. The gate valve 66 is closed.

処理後の容器2はストック室13内で図略の冷却機構により更に冷却された後、観察室15に搬送されて評価及び観察が行われたり、導入室14に搬送されて導入口75から取り出されて次工程へ送られたりする。   The treated container 2 is further cooled in the stock chamber 13 by a cooling mechanism (not shown) and then transferred to the observation chamber 15 for evaluation and observation, or transferred to the introduction chamber 14 and taken out from the introduction port 75. And sent to the next process.

以上のプロセスにおける被処理物の温度変化を図9に示す。このグラフで示すように、予備加熱室22から本加熱室21に容器2が移動し、本加熱処理が開始されると同時に、被処理物が急速な昇温カーブで加熱されることが判る。   FIG. 9 shows the temperature change of the object to be processed in the above process. As shown in this graph, it can be seen that the container 2 moves from the preheating chamber 22 to the main heating chamber 21 and the main heating process is started, and at the same time, the workpiece is heated with a rapid temperature rise curve.

この本加熱処理では、容器2内(図8)の内部に設置したシリコンペレット5からのシリコン蒸気の蒸発により、容器2の内部空間はシリコン飽和蒸気圧に保たれ、このために単結晶SiC基板1の表面からのシリコン分子の蒸発が抑制される。また、容器2の内部空間にはタンタルカーバイド層3が露出しているため、単結晶SiC基板1から蒸発して容器2の内部空間に存在するシリコン蒸気及び炭素蒸気の中から、炭素分子だけが選択的に容器2の表面のタンタルカーバイド層3に取り込まれる。   In this main heat treatment, the internal space of the container 2 is kept at the silicon saturated vapor pressure by the evaporation of silicon vapor from the silicon pellet 5 installed inside the container 2 (FIG. 8). The evaporation of silicon molecules from the surface of 1 is suppressed. Further, since the tantalum carbide layer 3 is exposed in the internal space of the container 2, only carbon molecules are evaporated from the silicon vapor and the carbon vapor existing in the internal space of the container 2 by evaporating from the single crystal SiC substrate 1. It is selectively taken into the tantalum carbide layer 3 on the surface of the container 2.

この結果、容器2の内部空間は、単結晶SiC基板1の表面からシリコン蒸気が蒸発しにくい一方、炭素蒸気が蒸発し易い雰囲気に保たれる。この結果、単結晶SiC基板1の表面からシリコン蒸気と炭素蒸気がほぼ同時に蒸発する。加えて、炭素分子は選択的に容器2の表面のタンタルカーバイド層3に取り込まれるので、容器2の内部空間はシリコン蒸気圧が常に高く保たれ自動的にシリコン飽和蒸気圧に保たれる。以上により、単結晶SiC基板1の表面を、シリコン蒸発による荒れが生じていない極めて平坦な表面とすることができる。   As a result, the internal space of the container 2 is maintained in an atmosphere in which silicon vapor hardly evaporates from the surface of the single crystal SiC substrate 1 while carbon vapor easily evaporates. As a result, silicon vapor and carbon vapor are evaporated almost simultaneously from the surface of the single crystal SiC substrate 1. In addition, since carbon molecules are selectively taken into the tantalum carbide layer 3 on the surface of the container 2, the internal space of the container 2 is always kept at a high silicon vapor pressure and is automatically kept at the silicon saturated vapor pressure. By the above, the surface of the single crystal SiC substrate 1 can be made into a very flat surface which is not roughened by silicon evaporation.

本実施形態の高温真空炉11によれば、図9に示すような鋭い昇温カーブが実現されるとともに、単結晶SiC基板1を均一に加熱することができる。   According to the high temperature vacuum furnace 11 of the present embodiment, a sharp temperature rising curve as shown in FIG. 9 is realized and the single crystal SiC substrate 1 can be heated uniformly.

即ち、図9に示す温度制御及び被処理物の搬送制御の例は、単結晶SiC基板の気相処理条件に関して最適なプロセス環境をもたらすものである。この図9に示す処理は、具体的には以下のように行われる。即ち、予備加熱室22に被処理物を搬入し、500℃以上1,000℃以下の温度に予備加熱する(予備加熱処理)。そして、予備加熱室22から前記本加熱室21へ被処理物を移動させるとともに、本加熱室21を1,000℃以上2,400℃以下の任意の温度に維持することにより、鋭い温度勾配で被処理物を、1,000℃以上2,400℃以下の任意の温度まで急速に加熱する(本加熱処理)。本加熱終了後に、本加熱室21から予備加熱室22へ被処理物を移動させ、これにより、鋭い温度勾配で被処理物を冷却する(冷却処理)。   That is, the example of the temperature control and the conveyance control of the object to be processed shown in FIG. Specifically, the process shown in FIG. 9 is performed as follows. That is, the object to be processed is carried into the preheating chamber 22 and preheated to a temperature of 500 ° C. or more and 1,000 ° C. or less (preheating treatment). And while moving a to-be-processed object from the preheating chamber 22 to the said main heating chamber 21, while maintaining the main heating chamber 21 at the arbitrary temperature of 1,000 degreeC or more and 2,400 degrees C or less, it is a sharp temperature gradient. The object to be processed is rapidly heated to an arbitrary temperature between 1,000 ° C. and 2,400 ° C. (main heating process). After the main heating is completed, the object to be processed is moved from the main heating chamber 21 to the preheating chamber 22, thereby cooling the object to be processed with a sharp temperature gradient (cooling process).

なお、このように急激な温度勾配で被処理物の温度を上昇又は下降させる熱処理は、様々な熱処理に適用することができる。例えば、被処理物としての単結晶SiC基板の表面に多結晶SiC基板を極めて近接させた状態で配置したものをタンタルカーバイドの坩堝(容器)に収納して、予備加熱室22内で例えば800℃に予備加熱する。その後、前記本加熱室21へ坩堝を移動させることで、坩堝内をシリコン飽和蒸気圧雰囲気とし、数分間で例えば2,000℃まで加熱する。この2,000℃の状態で10分程度加熱処理すると、単結晶SiC基板表面に単結晶SiC薄膜を気相エピタキシャル成長させることができる。その後、本加熱室21から予備加熱室22へ坩堝を移動させることで急速に冷却した後、加熱炉12の外部へ搬出する。このような超近接昇華法ともいうべき気相プロセスを行う場合、本実施形態の高温真空炉11を使用して上述のような短時間での加熱及び短時間での冷却を行うと、無欠陥の単結晶SiC薄膜を短時間で得ることができ、極めて好適である。   Note that heat treatment for increasing or decreasing the temperature of an object to be processed with such a rapid temperature gradient can be applied to various heat treatments. For example, a single crystal SiC substrate as an object to be processed is placed in a state where a polycrystalline SiC substrate is very close to the surface of the substrate, and is stored in a tantalum carbide crucible (container), and in the preheating chamber 22, for example, 800 ° C. Preheat to. Thereafter, the crucible is moved to the main heating chamber 21 to make the inside of the crucible into a silicon saturated vapor pressure atmosphere and heated to, for example, 2,000 ° C. in a few minutes. When the heat treatment is performed for about 10 minutes at the temperature of 2,000 ° C., a single crystal SiC thin film can be vapor-phase epitaxially grown on the surface of the single crystal SiC substrate. Thereafter, the crucible is moved from the main heating chamber 21 to the preheating chamber 22 to be rapidly cooled, and then carried out of the heating furnace 12. When performing such a vapor phase process, which should be referred to as an ultra-close proximity sublimation method, if the high-temperature vacuum furnace 11 of the present embodiment is used to perform heating in the short time and cooling in the short time as described above, there is no defect. This single crystal SiC thin film can be obtained in a short time and is extremely suitable.

他の熱処理としては、例えば、単結晶SiC基板をタンタルカーバイドの坩堝(容器)に収納して、予備加熱室22内で例えば800℃に予備加熱する。その後、前記本加熱室21へ坩堝を移動させることで、坩堝内をシリコン飽和蒸気圧雰囲気とし、例えば2,000℃の温度で10分程度加熱処理すると、単結晶SiC基板表面が熱エッチングされ、基板表面を原子レベルで平坦化することができる。その後、本加熱室21から予備加熱室22へ坩堝を移動させることで急速に冷却した後、加熱炉12の外部へ搬出する。このような気相プロセスにも、本実施形態の高温真空炉11を使用して、上述したような短時間での高温加熱及び短時間での冷却を行うことが好適である。これにより、単結晶SiC基板の表面改質を熱エッチングで効率良く行うことができるとともに、その表面改質の品質は上述のとおり原子レベルに平坦であり、更に均一なモフォロジーが形成されるので、表面状態を極めて良好とすることができる。この結果、例えば、機械化学研磨(CMP)工程を不要とすることができる。   As another heat treatment, for example, a single crystal SiC substrate is accommodated in a tantalum carbide crucible (container) and preheated to, for example, 800 ° C. in the preheating chamber 22. Thereafter, by moving the crucible to the main heating chamber 21, the inside of the crucible is made into a silicon saturated vapor pressure atmosphere, and when the heat treatment is performed at a temperature of, for example, 2,000 ° C. for about 10 minutes, the surface of the single crystal SiC substrate is thermally etched, The substrate surface can be planarized at the atomic level. Thereafter, the crucible is moved from the main heating chamber 21 to the preheating chamber 22 to be rapidly cooled, and then carried out of the heating furnace 12. In such a gas phase process, it is preferable to perform the high-temperature heating in a short time and the cooling in a short time as described above using the high-temperature vacuum furnace 11 of the present embodiment. As a result, the surface modification of the single crystal SiC substrate can be efficiently performed by thermal etching, and the quality of the surface modification is flat at the atomic level as described above, and a more uniform morphology is formed. The surface state can be made extremely good. As a result, for example, a mechanical chemical polishing (CMP) process can be eliminated.

ただし、被処理物を本加熱室21へ移動させることで急激に昇温させる代わりに、以下のような形態で熱処理を行っても良い。即ち、予備加熱室22から本加熱室21へ被処理物を移動させた後に、設定された温度プロフィルに従って本加熱室21の温度を制御することで、被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱する。また、本加熱処理の終了後は、設定された温度プロフィルに従って前記本加熱室21の温度を制御することで、前記本加熱室21内の被処理物を冷却するようにするのである。なお、冷却は、ある程度の温度まで本加熱室21で所定の温度プロフィルに従って冷却処理を行い、その後に、予備加熱室22へ被処理物を移動させることで第2次冷却処理を行うようにしても良い。   However, instead of rapidly increasing the temperature by moving the object to be processed to the main heating chamber 21, heat treatment may be performed in the following manner. That is, after the object to be processed is moved from the preheating chamber 22 to the main heating chamber 21, the temperature of the main heating chamber 21 is controlled according to the set temperature profile so that the object to be processed is 1,000 ° C. or more. Heat to a temperature below 400 ° C. Further, after the main heating process is finished, the temperature of the main heating chamber 21 is controlled in accordance with the set temperature profile so that the object to be processed in the main heating chamber 21 is cooled. The cooling is performed in the main heating chamber 21 according to a predetermined temperature profile up to a certain temperature, and then the second cooling process is performed by moving the workpiece to the preheating chamber 22. Also good.

例えば、単結晶SiC基板表面と多結晶SiC基板との間にシリコンプレートを介在させたものを、タンタルカーバイドからなる坩堝(容器)に収納して、予備加熱室22で例えば800℃に予備加熱する。続いて、前記本加熱室21へ坩堝を移動させる。その後、所定の温度プロフィルに従って、本加熱室21の温度を約1時間程度の時間を掛けて上昇させ、2,000℃に到達してから約10時間程度の高温処理を行う。すると、坩堝内がシリコン飽和蒸気圧雰囲気となり、かつ、単結晶SiC基板と多結晶SiC基板との間にシリコン溶融液が介在されて、単結晶SiC基板表面に単結晶SiCを液相エピタキシャル成長させることができる。その後、所定の温度プロフィルに従って、本加熱室21の温度を約1時間程度の時間を掛けて下降させ、800℃に到達した時点で前記予備加熱室22へ移動させ、加熱炉12の外部へ搬出する。このような液相プロセスを行う場合、温度勾配が緩やかな温度プロフィルを本実施形態の高温真空炉11に設定して、長時間をかけて被処理物を加熱及び冷却することが、単結晶SiC液相エピタキシャル成長膜の歪を防止できる点で極めて有効である。   For example, a silicon plate interposed between the surface of a single crystal SiC substrate and a polycrystalline SiC substrate is accommodated in a crucible (container) made of tantalum carbide and preheated to, for example, 800 ° C. in the preheating chamber 22. . Subsequently, the crucible is moved to the main heating chamber 21. Thereafter, according to a predetermined temperature profile, the temperature of the main heating chamber 21 is increased over a period of about 1 hour, and after reaching 2,000 ° C., a high temperature treatment is performed for about 10 hours. Then, the inside of the crucible becomes a silicon saturated vapor pressure atmosphere, and the silicon melt is interposed between the single crystal SiC substrate and the polycrystalline SiC substrate, and the single crystal SiC is liquid phase epitaxially grown on the surface of the single crystal SiC substrate. Can do. Thereafter, according to a predetermined temperature profile, the temperature of the main heating chamber 21 is lowered over a period of about 1 hour, and when it reaches 800 ° C., it is moved to the preheating chamber 22 and carried out of the heating furnace 12. To do. When such a liquid phase process is performed, it is possible to set a temperature profile with a gentle temperature gradient in the high-temperature vacuum furnace 11 of the present embodiment, and to heat and cool the workpiece over a long period of time. This is extremely effective in that the distortion of the liquid phase epitaxial growth film can be prevented.

以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、以上の構成は例えば以下のように変更することができる。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be modified as follows, for example.

図10に加熱炉の例の模式図を示す。なお、以下の説明において、前記実施形態と同一又は類似する部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。   FIG. 10 shows a schematic diagram of an example of a heating furnace. In the following description, members that are the same as or similar to those in the above-described embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

図10に示す加熱炉12においては、支持体28の下端部に位置する前記第4多層熱反射金属板44に、シリンダロッド30の先端が、温度絶縁体38を介して連結されている。この構成により、本加熱室21や予備加熱室22の熱がシリンダロッド30を伝わって逃げるロスを温度絶縁体38によっても低減できている。   In the heating furnace 12 shown in FIG. 10, the tip end of the cylinder rod 30 is connected to the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44 located at the lower end of the support 28 via a temperature insulator 38. With this configuration, the temperature insulator 38 can reduce the loss of heat from the main heating chamber 21 and the preheating chamber 22 that travels through the cylinder rod 30 and escapes.

また、図3等においては図示を省略したが、図10で示すように、本加熱室21において、前記被処理物(容器2)の本加熱処理時の位置の周囲にシールド39が備えられても良い。このシールド39は、例えばタングステン、モリブデン、又はタンタルからなり、円筒状に形成されている。この構成によれば、本加熱処理時に被処理物から発生する分子線やガスにメッシュヒータ33が晒されることがシールド39によって防止されるので、メッシュヒータ33の寿命を延ばすことができる。このシールド39は、移動機構27の支持体28側に(被処理物とともに移動可能に)備えられても良く、この場合でも上記と同様の効果を発揮することができる。シールド39を他の部材に取り付けるには、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジを用いるのが、高温環境での焼き付きを防止できる点で好ましい。   Although not shown in FIG. 3 and the like, as shown in FIG. 10, in the main heating chamber 21, a shield 39 is provided around the position of the object to be processed (container 2) during the main heat processing. Also good. The shield 39 is made of, for example, tungsten, molybdenum, or tantalum, and is formed in a cylindrical shape. According to this configuration, the mesh heater 33 is prevented from being exposed to the molecular beam or gas generated from the object to be processed during the main heat treatment, so that the life of the mesh heater 33 can be extended. The shield 39 may be provided on the support 28 side of the moving mechanism 27 (movable together with the object to be processed). In this case, the same effect as described above can be exhibited. In order to attach the shield 39 to another member, it is preferable to use an attachment screw made of tantalum carbide-treated tantalum in terms of preventing seizure in a high temperature environment.

図11に加熱炉の別の例の模式図を示す。この図11の加熱炉12においては、断熱室23の下側に第2断熱室(第4室)24を更に配置している。この第2断熱室24は、その上側を多層熱反射金属板47によって覆われ、側部及び下側を多層熱反射金属板48によって覆われている。移動機構27の支持体28は、第4多層熱反射金属板44の下側に、更にパンチメタル構造の第5多層熱反射金属板45を備えている。この第5多層熱反射金属板45は、他の多層熱反射金属板42〜44と同様に、被処理物とともに移動可能とされている。そして、この第5多層熱反射金属板45に前記シリンダロッド30が温度絶縁体38を介して連結されている。   FIG. 11 shows a schematic diagram of another example of the heating furnace. In the heating furnace 12 of FIG. 11, a second heat insulating chamber (fourth chamber) 24 is further disposed below the heat insulating chamber 23. The upper side of the second heat insulation chamber 24 is covered with a multilayer heat reflecting metal plate 47, and the side portion and the lower side thereof are covered with a multilayer heat reflecting metal plate 48. The support 28 of the moving mechanism 27 further includes a fifth multilayer heat reflecting metal plate 45 having a punch metal structure below the fourth multilayer heat reflecting metal plate 44. The fifth multilayer heat reflecting metal plate 45 is movable together with the object to be processed, like the other multilayer heat reflecting metal plates 42 to 44. The cylinder rod 30 is connected to the fifth multilayer heat reflecting metal plate 45 via a temperature insulator 38.

図11は予備加熱処理時の様子を示し、このとき、多層熱反射金属板47に形成されている貫通孔59は、支持体28が備える第4多層熱反射金属板44によって閉鎖されて、断熱室23と第2断熱室24との間が第4多層熱反射金属板44によって隔てられる。また、多層熱反射金属板48に形成されている貫通孔57及び収納凹部58は、支持体28が備える第5多層熱反射金属板45によって閉鎖されて、第2断熱室24とその外部の空間とが第5多層熱反射金属板45によって隔てられる。従って、予備加熱時においては断熱室23及び第2断熱室24の閉鎖状態が実現され、2つの断熱室の断熱効果によって一層の熱効率向上が図られる。   FIG. 11 shows a state during the preheating process. At this time, the through holes 59 formed in the multilayer heat-reflecting metal plate 47 are closed by the fourth multilayer heat-reflecting metal plate 44 provided in the support body 28 to insulate the heat. The chamber 23 and the second heat insulating chamber 24 are separated by a fourth multilayer heat reflecting metal plate 44. Further, the through hole 57 and the housing recess 58 formed in the multilayer heat reflecting metal plate 48 are closed by the fifth multilayer heat reflecting metal plate 45 provided in the support 28, so that the second heat insulating chamber 24 and the space outside thereof are closed. Are separated by a fifth multilayer heat reflecting metal plate 45. Therefore, the closed state of the heat insulation chamber 23 and the second heat insulation chamber 24 is realized at the time of preheating, and the thermal efficiency is further improved by the heat insulation effect of the two heat insulation chambers.

また、図11の状態から支持体28を上昇させた本加熱処理時では、多層熱反射金属板46の貫通孔56が第4多層熱反射金属板44によって閉鎖され、多層熱反射金属板47の貫通孔59が第5多層熱反射金属板45によって閉鎖される。従って、この図11の構成では本加熱処理時においても断熱室23の閉鎖状態が実現されて、その断熱効果によって熱効率を一層上昇させることができる。また、本加熱処理時ではシリンダロッド30が前記断熱室23を挟んで予備加熱室22と反対側に位置するので、シリンダロッド30の熱損傷を効果的に防止できる。   Further, during the main heat treatment in which the support 28 is raised from the state of FIG. 11, the through hole 56 of the multilayer heat reflective metal plate 46 is closed by the fourth multilayer heat reflective metal plate 44, and The through hole 59 is closed by the fifth multilayer heat reflecting metal plate 45. Therefore, in the configuration shown in FIG. 11, the heat insulation chamber 23 is closed even during the main heat treatment, and the heat efficiency can be further increased by the heat insulation effect. Further, since the cylinder rod 30 is located on the opposite side of the preheating chamber 22 with the heat insulating chamber 23 interposed during the main heat treatment, the thermal damage of the cylinder rod 30 can be effectively prevented.

予備加熱室22に通路孔50を設ける構成に代えて、例えば以下の構成とすることができる。即ち、予備加熱室22の多層熱反射金属板46を例えば水平方向(又は上下方向)に分割した構成とし、分割された一部又は全部が移動することで多層熱反射金属板46の間に隙間(通路空間)を形成できるようにする。この場合、前記通路空間を通じて、予備加熱室22に対して被処理物を出し入れすることができる。   Instead of the configuration in which the passage hole 50 is provided in the preheating chamber 22, for example, the following configuration can be adopted. That is, the multilayer heat reflecting metal plate 46 of the preheating chamber 22 is divided into, for example, the horizontal direction (or the up and down direction), and a part or all of the divided parts moves so that there is a gap between the multilayer heat reflecting metal plates 46. (Passage space) can be formed. In this case, the workpiece can be taken in and out of the preheating chamber 22 through the passage space.

予備加熱室22に対して被処理物(容器2)を出し入れする搬送機構は、搬送アーム68を用いたものに限定されない。例えば、水平な回転テーブルを有する回転テーブル式の搬送機構に変更することができる。   The conveyance mechanism for taking in and out the object (container 2) to / from the preheating chamber 22 is not limited to the one using the conveyance arm 68. For example, it can be changed to a rotary table type transport mechanism having a horizontal rotary table.

被処理物(容器2)が本加熱室21内にあるときに、シリンダロッド30の先端を支持体28に対して切離し可能に構成することもできる。なお、シリンダロッド30を切り離す前に、前記支持体28は適宜の機構によって本加熱室21側に保持しておく。この構成によれば、シリンダロッド30を介した熱ロスやシリンダロッド30の熱損傷を大幅に抑制することができる。   When the object to be processed (container 2) is in the main heating chamber 21, the tip of the cylinder rod 30 can be separated from the support 28. Before the cylinder rod 30 is cut off, the support 28 is held on the main heating chamber 21 side by an appropriate mechanism. According to this configuration, heat loss through the cylinder rod 30 and thermal damage to the cylinder rod 30 can be significantly suppressed.

受け台36は、タンタルカーバイドで構成されることに代えて、例えばタングステンカーバイド、タングステン、又はグラファイトからなるように変更することができる。   The cradle 36 can be modified to be made of, for example, tungsten carbide, tungsten, or graphite instead of being made of tantalum carbide.

前記メッシュヒータ33は、タングステンで構成されることに代えて、例えばモリブデン又はタンタルからなるように変更することができる。   The mesh heater 33 can be changed to be made of, for example, molybdenum or tantalum instead of being made of tungsten.

メッシュヒータ33を覆う図略のカバーは、タングステンで構成されることに代えて、例えばモリブデン又はタンタルからなるように変更することができる。   A cover (not shown) covering the mesh heater 33 can be changed to be made of molybdenum or tantalum, for example, instead of being made of tungsten.

熱処理で用いる容器2は、タンタルカーバイド処理されたタンタルによって構成されることに代えて、例えばタンタルカーバイド、(タンタルカーバイド処理なしの)タンタル、タングステンカーバイド、タングステン、又はグラファイトからなるように変更することができる。   The container 2 used in the heat treatment may be changed to be made of tantalum carbide, tantalum carbide (without tantalum carbide treatment), tungsten carbide, tungsten, or graphite, for example, instead of being composed of tantalum carbide-treated tantalum. it can.

上記実施形態の熱処理は、単結晶SiC基板1に関する熱処理に限らず、他の様々な化学変化及び物理変化を被処理物に生じさせるために用いることができる。   The heat treatment of the above embodiment is not limited to the heat treatment related to the single crystal SiC substrate 1 but can be used to cause other various chemical changes and physical changes to be processed.

本発明の一実施形態に係る高温真空炉の全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole high-temperature vacuum furnace structure which concerns on one Embodiment of this invention. 加熱炉及びストック室の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of a heating furnace and a stock chamber. 加熱炉において、被処理物を収納した容器を予備加熱室に移動させ、予備加熱処理を行っている様子を詳細に示す断面拡大図。The cross-sectional enlarged view which shows a mode that the container which accommodated to-be-processed object is moved to a preheating chamber, and the preheating process is performed in a heating furnace. 図3のIV−IV線断面矢視図。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 図3のV−V線断面矢視図。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3. 図3の状態から容器を本加熱室へ移動させ、本加熱処理を行っている様子を示す断面拡大図。The cross-sectional enlarged view which shows a mode that the container is moved to the main heating chamber from the state of FIG. 3, and this heat processing is performed. 加熱処理に使用される容器の上容器と下容器を取り外した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which removed the upper container and lower container of the container used for heat processing. 容器内の被処理物の配置例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of arrangement | positioning of the to-be-processed object in a container. 予備加熱処理及び本加熱処理の温度制御と被処理物の移動の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the temperature control of preheating processing and this heat processing, and the movement of a to-be-processed object. 加熱炉の他の例において予備加熱処理が行われる様子を示す模式断面図。The schematic cross section which shows a mode that a preheating process is performed in the other example of a heating furnace. 加熱炉の更に他の例において予備加熱処理が行われる様子を示す模式断面図。The schematic cross section which shows a mode that a preheating process is performed in the further another example of a heating furnace.

符号の説明Explanation of symbols

1 単結晶SiC基板(試料、被処理物)
2 容器
11 高温真空炉(熱処理装置)
12 加熱炉
13 ストック室
19 真空チャンバ
21 本加熱室(第1室)
22 予備加熱室(第2室)
23 断熱室(第3室)
24 第2断熱室(第4室)
27 移動機構
28 支持台
29 シリンダ部
30 シリンダロッド
33 メッシュヒータ(加熱ヒータ)
41 第1多層熱反射金属板
42 第2多層熱反射金属板
43 第3多層熱反射金属板
44 第4多層熱反射金属板
45 第5多層熱反射金属板
46〜48 多層熱反射金属板
1 Single crystal SiC substrate (sample, workpiece)
2 Vessel 11 High-temperature vacuum furnace (heat treatment equipment)
12 Heating furnace 13 Stock room 19 Vacuum chamber 21 Heating room (first room)
22 Preheating room (2nd room)
23 Insulation room (third room)
24 Second heat insulation room (4th room)
27 Moving Mechanism 28 Supporting Base 29 Cylinder Unit 30 Cylinder Rod 33 Mesh Heater (Heating Heater)
41 1st multilayer heat reflecting metal plate 42 2nd multilayer heat reflecting metal plate 43 3rd multilayer heat reflecting metal plate 44 4th multilayer heat reflecting metal plate 45 5th multilayer heat reflecting metal plate 46-48 multilayer heat reflecting metal plate

Claims (42)

被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱するための第1室と、
この第1室に隣接する第2室と、
この第2室と前記第1室との間で前記被処理物を移動させるための移動機構と、
を備え、
前記第1室の内部には、前記被処理物を周囲から加熱できるように配置される加熱ヒータと、この加熱ヒータの熱を前記被処理物に向けて反射するように配置される第1多層熱反射金属板と、が備えられ、
前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第2多層熱反射金属板を備え、
前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第2多層熱反射金属板が前記第1室と前記第2室とを隔てるように位置し、前記加熱ヒータから発生する熱の一部が前記第2多層熱反射金属板を介して前記第2室に供給されて、これにより当該第2室内の被処理物を予備加熱することが可能に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
A first chamber for heating the workpiece to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less;
A second chamber adjacent to the first chamber;
A moving mechanism for moving the object to be processed between the second chamber and the first chamber;
With
Inside the first chamber, a heater arranged to heat the object to be processed from the surroundings, and a first multilayer arranged to reflect the heat of the heater toward the object to be processed A heat reflecting metal plate,
The moving mechanism includes a second multilayer heat-reflecting metal plate that can move with the object to be processed,
When the object to be processed is in the second chamber, the second multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the first chamber and the second chamber, and a part of the heat generated from the heater is generated. A heat treatment apparatus, wherein the heat treatment apparatus is configured to be supplied to the second chamber through the second multilayer heat-reflecting metal plate and thereby to preheat the object to be processed in the second chamber.
請求項1に記載の熱処理装置であって、
前記第2多層熱反射金属板の積層枚数は、前記第1多層熱反射金属板の積層枚数よりも少ないことを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1,
The heat treatment apparatus characterized in that the number of laminated layers of the second multilayer heat reflecting metal plates is smaller than the number of laminated layers of the first multilayer heat reflecting metal plates.
請求項1又は2に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第3多層熱反射金属板を備え、
前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第3多層熱反射金属板が前記第2室とその外部とを隔てるように位置し、
前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第3多層熱反射金属板が前記第1室と前記第2室とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The moving mechanism includes a third multilayer heat reflecting metal plate movable with the object to be processed,
When the object to be processed is in the second chamber, the third multilayer heat-reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber from the outside thereof.
A heat treatment apparatus, wherein the third multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the first chamber and the second chamber when the object to be processed is in the first chamber.
請求項3に記載の熱処理装置であって、
前記第3多層熱反射金属板は、多数の貫通孔を有する金属板を、当該貫通孔の位置を異ならせながら積層して構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 3,
The third multilayer heat-reflecting metal plate is formed by laminating metal plates having a large number of through-holes while varying the positions of the through-holes.
請求項3又は4に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第4多層熱反射金属板を備え、
前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第2室とその外部とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 3 or 4,
The moving mechanism includes a fourth multilayer heat-reflecting metal plate movable with the object to be processed,
The heat treatment apparatus, wherein when the object to be processed is in the first chamber, the fourth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber from the outside.
請求項3又は4に記載の熱処理装置であって、
多層熱反射金属板に囲われた第3室を、前記第2室の外側に隣接させて備え、
前記第2室は前記第1室に対して上下方向に隣接しており、
前記第3室は前記第2室に対して上下方向に隣接しており、
前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第4多層熱反射金属板を備え、
前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第2室と前記第3室とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 3 or 4,
A third chamber surrounded by a multilayer heat-reflecting metal plate is provided adjacent to the outside of the second chamber;
The second chamber is vertically adjacent to the first chamber;
The third chamber is vertically adjacent to the second chamber,
The moving mechanism includes a fourth multilayer heat-reflecting metal plate movable with the object to be processed,
The heat treatment apparatus, wherein the fourth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the second chamber and the third chamber when the object to be processed is in the first chamber.
請求項6に記載の熱処理装置であって、
前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第4多層熱反射金属板が前記第3室とその外部とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 6,
The heat treatment apparatus, wherein when the object to be processed is in the second chamber, the fourth multilayer heat-reflecting metal plate is positioned so as to separate the third chamber from the outside.
請求項7に記載の熱処理装置であって、
前記第4多層熱反射金属板にはロッドが連結されており、
このロッドは、前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第3室を挟んで前記第2室と反対側に位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 7,
A rod is connected to the fourth multilayer heat reflecting metal plate,
The rod is located on the opposite side of the second chamber across the third chamber when the workpiece is in the second chamber.
請求項5から8までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第4多層熱反射金属板は、多数の貫通孔を有する金属板を、当該貫通孔の位置を異ならせながら積層して構成されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 5 to 8,
The fourth multilayer heat-reflecting metal plate is formed by laminating metal plates having a large number of through holes while varying the positions of the through holes.
請求項6又は7に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物とともに移動可能な第5多層熱反射金属板を備え、
前記被処理物が前記第1室内にあるときは、前記第5多層熱反射金属板が前記第3室とその外部とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 6 or 7,
The moving mechanism includes a fifth multilayer heat reflecting metal plate movable with the object to be processed,
When the object to be processed is in the first chamber, the fifth multilayer heat reflecting metal plate is positioned so as to separate the third chamber from the outside.
請求項10に記載の熱処理装置であって、
多層熱反射金属板に囲われた第4室を、前記第3室の外側かつ下側に隣接させて備え、
前記被処理物が前記第2室内にあるときには、前記第5多層熱反射金属板が前記第4室とその外部とを隔てるように位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 10,
A fourth chamber surrounded by a multilayer heat-reflecting metal plate is provided adjacent to the outside and the lower side of the third chamber;
An apparatus for heat treatment, wherein when the object to be processed is in the second chamber, the fifth multilayer heat-reflecting metal plate is positioned so as to separate the fourth chamber from the outside.
請求項11に記載の熱処理装置であって、
前記第5多層熱反射金属板にはロッドが連結されており、
このロッドは、前記被処理物が前記第1室内にあるときには、前記第3室を挟んで前記第2室と反対側に位置することを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 11,
A rod is connected to the fifth multilayer heat reflecting metal plate,
The rod is located on the opposite side of the second chamber across the third chamber when the workpiece is in the first chamber.
請求項1から12までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第2室内の被処理物を500℃以上の温度に予備加熱できることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 12,
A heat treatment apparatus characterized in that the object to be treated in the second chamber can be preheated to a temperature of 500 ° C. or higher.
請求項1から13までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物を支持する支持体と、この支持体に連結されるロッドと、を備え、
前記ロッドは、温度絶縁体を介して前記支持体に連結されることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 13,
The moving mechanism includes a support that supports the object to be processed, and a rod that is coupled to the support.
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the rod is connected to the support through a temperature insulator.
請求項1から14までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物を支持する支持体と、この支持体に連結されるロッドと、を備え、
前記被処理物が前記第1室内にあるときに、前記ロッドと前記支持体との連結を切離し可能に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 14,
The moving mechanism includes a support that supports the object to be processed, and a rod that is coupled to the support.
A heat treatment apparatus configured to be capable of releasing the connection between the rod and the support when the object to be processed is in the first chamber.
請求項15に記載の熱処理装置であって、
前記第2室は多層熱反射金属板を備え、この多層熱反射金属板には通路孔が形成されて、この通路孔を通じて前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能に構成したことを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 15,
The second chamber is provided with a multilayer heat reflecting metal plate, and a passage hole is formed in the multilayer heat reflecting metal plate, and an object to be processed can be taken in and out of the second chamber through the passage hole. Heat treatment equipment.
請求項16に記載の熱処理装置であって、前記通路孔を開閉可能な開閉部材が設けられていることを特徴とする熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 16, wherein an opening / closing member capable of opening and closing the passage hole is provided. 請求項14に記載の熱処理装置であって、
前記第2室は多層熱反射金属板を備え、この多層熱反射金属板の少なくとも一部が移動することで通路空間を形成可能に構成され、
この通路空間を通じて、前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能に構成したことを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 14,
The second chamber includes a multilayer heat reflecting metal plate, and is configured to be able to form a passage space by moving at least a part of the multilayer heat reflecting metal plate.
A heat treatment apparatus characterized in that a workpiece can be taken in and out of the second chamber through the passage space.
請求項1から18までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能な搬送機構を備え、
この搬送機構はアームを備え、このアームによって被処理物を搬送するように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 18,
A transport mechanism capable of loading and unloading an object to and from the second chamber;
The transport mechanism includes an arm, and is configured to transport an object to be processed by the arm.
請求項1から19までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第2室に対し被処理物を出し入れ可能な搬送機構を備え、
この搬送機構は回転テーブル式に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 19,
A transport mechanism capable of loading and unloading an object to and from the second chamber;
A heat treatment apparatus characterized in that the transport mechanism is configured as a rotary table.
請求項1から20までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
被処理物を上下方向に並べて複数ストックすることが可能なストック室と、
被処理物を前記第2室と前記ストック室との間で水平方向に搬送可能な搬送機構と、
を備え、
前記第2室は前記第1室に対し上下方向に隣接していることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 20,
A stock room capable of stocking a plurality of workpieces in a vertical direction; and
A transport mechanism capable of transporting a workpiece in a horizontal direction between the second chamber and the stock chamber;
With
The heat treatment apparatus, wherein the second chamber is adjacent to the first chamber in a vertical direction.
請求項21に記載の熱処理装置であって、
前記ストック室は、当該ストック室にストックされる被処理物を冷却するための冷却機構を備えていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 21, wherein
The heat treatment apparatus, wherein the stock chamber includes a cooling mechanism for cooling an object to be processed stocked in the stock chamber.
請求項1から22までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
被処理物を大気中から装置内に導入するための導入室を備え、
この導入室に導入された被処理物を前記第2室に搬送可能に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 22,
Provided with an introduction chamber for introducing workpieces from the atmosphere into the equipment,
A heat treatment apparatus configured to be capable of transporting an object to be treated introduced into the introduction chamber to the second chamber.
請求項1から23までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第1室は、10-2Pa以下の真空とすることが可能に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 23,
The heat treatment apparatus is characterized in that the first chamber is configured to be able to be a vacuum of 10 −2 Pa or less.
請求項1から23までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第1室は、10-2Pa以下の真空に到達した後に不活性ガスを導入した希薄ガス雰囲気下とすることが可能に構成されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 23,
The heat treatment apparatus is characterized in that the first chamber is configured to be in a rare gas atmosphere into which an inert gas is introduced after reaching a vacuum of 10 −2 Pa or less.
請求項1から25までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構は、前記被処理物を載置するための受け台を備え、
この受け台は、タンタルカーバイド、タングステンカーバイド、タングステン、タンタル、モリブデン又はグラファイトの少なくとも何れかよりなることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 25,
The moving mechanism includes a cradle for placing the object to be processed,
The cradle is made of at least one of tantalum carbide, tungsten carbide, tungsten, tantalum, molybdenum, or graphite.
請求項26に記載の熱処理装置であって、
前記受け台は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる固定ネジによって他の部材に固定されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 26,
The heat treatment apparatus, wherein the cradle is fixed to another member by a fixing screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.
請求項1から27までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記加熱ヒータは、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 27,
The heating heater is made of at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum.
請求項28に記載の熱処理装置であって、
前記加熱ヒータは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 28, wherein
The said heater is fixed to the other member with the attachment screw which consists of a tantalum which performed the tantalum carbide process, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1から29までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記加熱ヒータは、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなるカバーによって覆われていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 29,
The heat treatment apparatus is characterized in that the heater is covered with a cover made of at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum.
請求項30に記載の熱処理装置であって、
前記カバーは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 30, wherein
The heat treatment apparatus, wherein the cover is fixed to another member by a mounting screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.
請求項1から31までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第1多層熱反射金属板及び第2多層熱反射金属板は、タングステンカーバイド、タングステン、タンタル又はモリブデンの少なくとも何れかよりなることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 31,
The heat treatment apparatus, wherein the first multilayer heat reflective metal plate and the second multilayer heat reflective metal plate are made of at least one of tungsten carbide, tungsten, tantalum, and molybdenum.
請求項32に記載の熱処理装置であって、
前記第1多層熱反射金属板又は第2多層熱反射金属板の少なくとも何れか一方は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to claim 32, wherein
At least one of the first multilayer heat-reflecting metal plate and the second multilayer heat-reflecting metal plate is fixed to another member by a mounting screw made of tantalum carbide-treated tantalum. .
請求項1から33までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記移動機構において、被処理物の周囲に、タングステン、モリブデン、又はタンタルの少なくとも何れかよりなるシールドが配置されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 33,
In the moving mechanism, a heat treatment apparatus is characterized in that a shield made of at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum is disposed around an object to be processed.
請求項34に記載の熱処理装置であって、
前記シールドは、タンタルカーバイド処理を施したタンタルよりなる取付ネジによって他の部材に固定されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to claim 34,
The heat treatment apparatus, wherein the shield is fixed to another member by a mounting screw made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.
請求項1から35までの何れか一項に記載の熱処理装置であって、
前記第1多層熱反射金属板において、積層されている金属板の間に温度検知部が配置されていることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 35, wherein
In the first multilayer heat-reflecting metal plate, a temperature detecting unit is disposed between the stacked metal plates.
請求項1から36までの何れか一項に記載の熱処理装置を用いて被処理物を熱処理する熱処理方法であり、
前記第2室で被処理物を500℃以上1,000℃以下の温度に予備加熱する予備加熱処理と、
前記第2室から前記第1室へ被処理物を移動させることで、前記第1室において被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱する本加熱処理と、
この本加熱処理の終了後に、前記第1室から前記第2室へ被処理物を移動させることで被処理物を冷却する冷却処理と、
を行うことを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heat-treating an object to be treated using the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 36,
A preheating treatment in which the object to be treated is preheated to a temperature of 500 ° C. or more and 1,000 ° C. or less in the second chamber;
A main heat treatment for heating the object to be processed to a temperature of 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. or less in the first chamber by moving the object to be processed from the second chamber to the first chamber;
A cooling process for cooling the object to be processed by moving the object to be processed from the first chamber to the second chamber after the end of the main heat treatment;
The heat processing method characterized by performing.
請求項1から36までの何れか一項に記載の熱処理装置を用いて被処理物を熱処理する熱処理方法であり、
前記第2室で被処理物を500℃以上1,000℃以下の温度に予備加熱する予備加熱処理と、
前記第2室から前記第1室へ被処理物を移動させた後に、設定された温度プロフィルに従って前記第1室の温度を制御することで、被処理物を1,000℃以上2,400℃以下の温度に加熱する本加熱処理と、
この本加熱処理の終了後に、設定された温度プロフィルに従って前記第1室の温度を制御することで、前記第1室内の被処理物を冷却する冷却処理と、
を行うことを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heat-treating an object to be treated using the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 36,
A preheating treatment in which the object to be treated is preheated to a temperature of 500 ° C. or more and 1,000 ° C. or less in the second chamber;
After the workpiece is moved from the second chamber to the first chamber, the temperature of the first chamber is controlled in accordance with a set temperature profile, so that the workpiece is 1,000 ° C. or more and 2,400 ° C. A main heat treatment for heating to the following temperature;
After the completion of the main heating process, by controlling the temperature of the first chamber according to a set temperature profile, a cooling process for cooling the object to be processed in the first chamber;
The heat processing method characterized by performing.
請求項37又は38に記載の熱処理方法であって、
前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、10-2Pa以下の真空において行われることを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method according to claim 37 or 38,
The heat treatment method, wherein the preliminary heat treatment and the main heat treatment are performed in a vacuum of 10 −2 Pa or less.
請求項37又は38に記載の熱処理方法であって、
前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、10-2Pa以下の真空に到達した後に不活性ガスを導入した希薄ガス雰囲気下において行われることを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method according to claim 37 or 38,
The preheating treatment and the main heating treatment are performed in a dilute gas atmosphere into which an inert gas is introduced after reaching a vacuum of 10 −2 Pa or less.
請求項39又は40に記載の熱処理方法であって、
前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、上容器と下容器からなる容器に前記被処理物を収納し、前記上容器と前記下容器とを嵌合させた状態で行うものとし、
この容器は、タンタルカーバイド処理を施したタンタルにより構成されていることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 39 or 40,
The preliminary heat treatment and the main heat treatment are performed in a state in which the object to be processed is accommodated in a container composed of an upper container and a lower container, and the upper container and the lower container are fitted with each other.
The container is made of tantalum subjected to tantalum carbide treatment.
請求項39又は40に記載の熱処理方法であって、
前記予備加熱処理及び前記本加熱処理は、上容器と下容器からなる容器に前記被処理物を収納し、前記上容器と前記下容器とを嵌合させた状態で行うものとし、
この容器は、タングステンカーバイド、タングステン、又はグラファイトの少なくとも何れかよりなることを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 39 or 40,
The preliminary heat treatment and the main heat treatment are performed in a state in which the object to be processed is accommodated in a container composed of an upper container and a lower container, and the upper container and the lower container are fitted with each other.
The container is made of at least one of tungsten carbide, tungsten, or graphite.
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