JP5922534B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱された雰囲気下で被処理物を処理するための、熱処理装置に関する。

基板等の材料に熱処理を行うための、熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。熱処理装置の一例として、特許文献１に記載のＣＶＤ装置は、石英製の反応管を有している。反応管は、材料としてのウェハを収容するように構成されている。また、反応管内には、ソースが供給される。反応管内では、熱反応によって、ソースガスが活性化される。これにより、ウェハの表面に、所望の被膜が形成される。

ウェハの表面への被膜形成工程においては、反応管の内面にも、被膜が生じてしまう。このため、反応管の内面の被膜を除去する清掃作業が必要である。この清掃作業に関連して、特許文献１に記載の構成では、石英管を二重構造にしている。即ち、特許文献１に記載の構成では、アウターチューブと、インナーチューブと、が設けられている。そして、インナーチューブは、アウターチューブに対して、挿入及び引き抜きを可能とされている。アウターチューブから引き抜かれた後のインナーチューブの内面が、清掃される。この清掃によって、当該内面の被膜が除去される。インナーチューブの清掃作業の間、アウターチューブには、別のインナーチューブが挿入される。これにより、ウェハへの被膜の形成作業を行うことができる。このような構成によると、インナーチューブの清掃に起因して、ＣＶＤ装置を使用できない時間を短くできる。

特公平５−５６６４７号公報

前述したように、反応管の内部のうち、材料以外の部分へ被膜が付着すると、当該被膜の清掃作業が必要となり、好ましくない。即ち、材料以外に付着した被膜は、異物として扱われる。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、反応管の内部において、材料以外への被膜の形成を抑制する構成について、特に考慮されているわけではない。

本発明は、上記事情に鑑みることにより、熱処理装置において、被処理物を収容する収納容器の内部における、異物の付着を抑制できるようにすることを、目的とする。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置は、収納容器と、保護部材と、気流発生源と、を備える。前記収納容器は、被処理物を収容するために設けられる。前記保護部材は、対向部を有する。前記対向部は、前記被処理物を熱処理するためのガスに晒されることが可能に配置され且つ前記収納容器の内面と対向する。前記気流発生源は、前記ガスの気流を前記収納容器内で発生させるように構成されている。前記対向部の熱伝導率は、前記収納容器の熱伝導率よりも大きく設定されている。さらに、前記収納容器は、開口部を有しており、前記収納容器には、前記開口部の周囲をシールするための、シール部材が嵌合されており、前記対向部は、前記収納容器のうち、前記シール部材に嵌合されている部分の内面と対向している。前記シール部材を冷却するために、前記開口部が延びる方向に沿って前記開口部と隣接して配置された、冷却部材が更に備えられている。前記保護部材は、前記冷却部材の内面と対向する、冷却部材対向部を有し、前記冷却部材対向部は、前記冷却部材に固定される固定部を有し、前記気流発生源は、前記冷却部材対向部に対して前記収納容器の奥側に配置されている。

この構成によると、保護部材の対向部は、ガスに晒されるように配置され、且つ、収納容器の内面と対向するように配置されている。これにより、収納容器のうち、保護部材の対向部と対向している部分は、ガスの気流を受け難くされている。したがって、収納容器のうち、保護部材の対向部と対向している部分は、ガスの反応に起因して生じる生成物（副生成物）を付着し難くされている。また、保護部材の熱伝導率は、収納容器の熱伝導率よりも大きく設定されている。このため、例えば、保護部材がガス及びヒータ等からの熱を受けることにより、当該保護部材は、迅速に昇温する。このため、保護部材に触れたガスの温度の低下を抑制でき、その結果、保護部材への副生成物の付着を、抑制できる。また、気流発生源からの気流によって、収納容器内のガスの濃度分布を、より均等にできる。よって、被処理物の各部を、より均等に熱処理できる。さらに、収納容器のうち、シール部材と嵌合している部分は、保護部材と対向している。これにより、高温のガスからの熱は、保護部材で受けられ、シール部材へ伝わることを抑制される。したがって、シール部材の過熱を抑制でき、その結果、シール部材の劣化を抑制できる。また、冷却部材によって、シール部材の過熱を、より確実に抑制できる。また、保護部材を、冷却部材によって保持できる。また、ガスが冷却部材と接触することを、保護部材によって抑制できるので、冷却部材への副生成物の付着を、抑制できる。

従って、本発明によると、熱処理装置において、被処理物を収容する収納容器の内部における、異物の付着を抑制できる。

（２）好ましくは、前記保護部材は、前記気流発生源からの前記気流と衝突するように配置されている。

この構成によると、気流発生源からの気流は、保護部材によって受けられることが可能である。これにより、収納容器のうち、保護部材と対向している部分は、気流の衝突を抑制されているので、副生成物が付着することを、より確実に抑制される。また、収納容器内に存在する異物が、気流に乗って収納容器内で飛散している場合でも、当該異物が収納容器の内面に衝突することを、保護部材によって抑制できる。これにより、収納容器の破損を、抑制できる。

（３）好ましくは、前記保護部材は、炭素材料を含む材料によって形成されている。

この構成によると、化学的な安定性の高い炭素材料を用いて、保護部材が形成されている。このため、保護部材が、ガスと化学反応して劣化することを、より確実に抑制できる。

（４）好ましくは、前記収納容器は、曲面部を有している。前記保護部材は、可撓性を有する板部材を用いて形成されている。前記板部材は、前記曲面部に沿って配置されている。

この構成によると、板部材の形状を、予め、曲面部の形状に合わせた形状に形成しておく必要がない。即ち、板部材を、簡易な形状としての平板状等に形成し、その後、板部材を変形させることで、板部材を、曲面部に沿って配置できる。したがって、保護部材を製造する手間を少なくできる。

（５）好ましくは、前記開口部が延びる方向において、前記対向部の長さは、前記冷却部材対向部の長さよりも大きく設定されている。

この構成によると、対向部の長さは、冷却部材対向部の長さよりも、大きく設定されている。これにより、保護部材が冷却部材によって冷却されることを、抑制できる。よって、保護部材に副生成物が付着することを、抑制できる。

本発明によると、熱処理装置において、被処理物を収容する収納容器の内部における、異物の付着を抑制できる。

本発明の実施形態に係る熱処理装置の一部を切断した状態を示す断面図であり、熱処理装置を側方から見た状態を示している。 熱処理装置の一部を切断した状態を示す断面図であり、熱処理装置を斜めから見た状態を示している。 図１の閉塞装置の周辺の拡大図である。 冷却部材の周辺の拡大図である。 図４のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、被処理物を熱処理するための熱処理装置として広く適用することができる。

［熱処理装置の概略構成］
図１は、本発明の実施形態に係る熱処理装置１の一部を切断した状態を示す断面図であり、熱処理装置１を側方から見た状態を示している。図２は、熱処理装置１の一部を切断した状態を示す断面図であり、熱処理装置を斜めから見た状態を示している。図２では、熱処理装置１の一部を省略して示している。

図１及び図２を参照して、熱処理装置１は、被処理物１００の表面に熱処理を施すことが可能に構成されている。この熱処理として、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理、拡散処理、アニール処理、太陽電池の製造処理、半導体デバイスの製造処理等を例示することができる。本実施形態では、被処理物１００は、ガラス基板である。被処理物１００は、例えば、矩形状に形成されている。熱処理装置１は、被処理物１００を、反応性ガスの雰囲気下で熱処理することにより、被処理物１００の表面に、薄膜を形成する。また、熱処理装置１は、横型熱処理装置である。被処理物１００は、熱処理装置１に対して出し入れされる際に、水平方向に変位される。

熱処理装置１は、チューブ（収納容器）２と、ヒータ３と、閉塞装置４と、遮熱部５と、ファン装置６と、保護筒（保護部材）７と、を備えている。

チューブ２は、被処理物１００を収納するために設けられている。また、チューブ２は、チューブ２内に収納された被処理物１００を、加熱された雰囲気下で熱処理するために設けられている。本実施形態では、チューブ２は、石英を用いて形成されている。チューブ２は、中空に形成されている。チューブ２の厚みは、数十ｍｍ程度に設定されている。

チューブ２は、チューブ本体８と、閉塞部９と、を有している。

チューブ本体８は、円筒状に形成されており、細長く延びている。チューブ本体８の長手方向Ｌ１を、以下、「長手方向Ｌ１」という場合がある。チューブ本体８の下部は、支持台（図示せず）によって、支持されている。チューブ本体８の一端部は、開口部１１を有している。開口部１１は、被処理物１００を通過させることが可能な大きさに形成されている。被処理物１００は、開口部１１を通して、チューブ２に出し入れされる。チューブ本体８の下部上に、被処理物１００が配置される。被処理物１００は、例えば、支持台１２に乗せられた状態で、チューブ本体８の外側から、開口部１１を通して、チューブ本体８内に挿入される。支持台１２において、被処理物１００は、垂直方向に延びた状態で、複数配置されている。チューブ本体８の他端は、閉塞部９と連続している。閉塞部９は、長手方向Ｌ１に沿ってチューブ本体８から遠ざかる方向に向けて、膨らんだ形状に形成されている。閉塞部９は、チューブ本体８の他端を塞いでいる。上記の構成を有するチューブ２は、ヒータ３によって加熱される。

ヒータ３は、チューブ２内の雰囲気を加熱するために設けられている。ヒータ３は、例えば、電熱ヒータである。ヒータ３は、全体として、中空の箱形形状に形成されており、チューブ２の大部分を収納している。ヒータ３は、支持台（図示せず）によって支持されている。ヒータ３は、チューブ２内の雰囲気を、数百度程度に加熱することが可能である。

ヒータ３は、上部ヒータ１３と、下部ヒータ１４と、端部ヒータ１５と、側部ヒータ１６と、を有している。

上部ヒータ１３は、チューブ本体８の上方に配置されており、水平に延びている。平面視において、上部ヒータ１３は、矩形に形成されている。平面視において、上部ヒータ１３は、チューブ２のうち、開口部１１の周辺部分以外の部分を、覆っている。上部ヒータ１３の下方に、下部ヒータ１４が配置されている。

下部ヒータ１４は、チューブ本体８の下方に配置されており、水平に延びている。底面視において、下部ヒータ１４は、矩形に形成されている。底面視において、下部ヒータ１４は、チューブ２のうち、開口部１１の周辺部分以外の部分を、覆っている。下部ヒータ１４に隣接するように、端部ヒータ１５が配置されている。

端部ヒータ１５は、チューブ２の閉塞部９と長手方向Ｌ１に並んで配置されており、垂直に延びている。端部ヒータ１５は、略矩形に形成されている。端部ヒータ１５は、チューブ２の閉塞部９を、チューブ２の後方から覆っている。端部ヒータ１５に隣接するように、側部ヒータ１６が配置されている。

側部ヒータ１６は、チューブ２のチューブ本体８及び閉塞部９に隣接して配置されており、垂直に延びている。側部ヒータ１６は、略矩形に形成されており、長手方向Ｌ１と平行な方向に延びている。図示していないけれども、側部ヒータ１６と同様の側部ヒータが、チューブ２に隣接して配置されている。これら一対の側部ヒータの間に、チューブ２が配置されている。前述したように、上記の構成を有するヒータ３によって、チューブ２内の雰囲気が、加熱される。チューブ２内の雰囲気が加熱されている間、チューブ２の開口部１１は、閉塞装置４によって閉塞されている。

図３は、図１の閉塞装置４の周辺の拡大図である。図３を参照して、閉塞装置４は、冷却部材１９と、ドア装置２０と、第１シール部材２１と、第２シール部材２２を有するシール装置２３と、を含んでいる。

図４は、冷却部材１９の周辺の拡大図である。図４を参照して、冷却部材１９は、第１シール部材２１、及び第２シール部材２２を冷却するために設けられている。冷却部材１９が設けられていることにより、第１シール部材２１、及び第２シール部材２２は、ヒータ３からの熱による過熱を抑制される。その結果、第１シール部材２１、及び第２シール部材２２の劣化を抑制できる。冷却部材１９は、チューブ２の開口部１１に隣接して配置されている。冷却部材１９は、長手方向Ｌ１において、チューブ２と、ドア装置２０との間に配置されている。冷却部材１９は、２つの円筒部材を組み合わせた形状を有しており、チューブ２とは、略同軸に配置されている。冷却部材１９は、金属材料を用いて形成されている。この金属材料は、例えば、ステンレス材である。

冷却部材１９は、内筒２４と、外筒２５と、第１フランジ２６と、第２フランジ２７と、冷却水路２８と、を有している。

内筒２４は、円筒状に形成されている。本実施形態では、内筒２４の内径、即ち、内筒２４の内周面の直径は、チューブ本体８の内径よりも小さく設定されている。内筒２４を取り囲むようにして、外筒２５が配置されている。

外筒２５は、円筒状に形成されており、内筒２４と、同軸に配置されている。長手方向Ｌ１において、外筒２５の位置と、内筒２４の位置とは、揃えられている。外筒２５は、支持部材２９（図１参照）に固定されている。これにより、冷却部材１９は、支持部材２９によって、支持されている。外筒２５の一端部２５ａ、及び内筒２４の一端部２４ａは、第１フランジ２６に固定されている。

第１フランジ２６は、ドア装置２０の後述するドア３６と接触する部分として設けられている。第１フランジ２６は、環状に形成されており、内筒２４及び外筒２５と同軸に配置されている。第１フランジ２６は、溶接等によって、内筒２４及び外筒２５に固定されている。これにより、第１フランジ２６は、内筒２４の一端部２４ａと、外筒２５の一端部２５ａとの間の空間を、長手方向Ｌ１の一方側から塞いでいる。第１フランジ２６のうち、ドア装置２０に対向する部分には、環状の溝２６ａが形成されている。この溝２６ａは、第１フランジ２６の外周面に開放されている。この溝２６ａには、環状のプレート３０が収容されている。プレート３０は、固定部材としてのねじ部材３１を用いて、第１フランジ２６に固定されている。プレート３０に隣接して、第１シール部材２１が配置されている。

第１シール部材２１は、ドア装置２０のドア３６と、冷却部材１９との間を、気密的にシールするために設けられている。本実施形態では、第１シール部材２１は、合成ゴム等を用いて形成されたＯリングであり、弾性及び可撓性を有している。第１シール部材２１は、環状に形成されている。第１シール部材２１は、第１フランジ２６の溝２６ａに嵌められており、当該第１フランジ２６と、プレート３０との間に位置している。これにより、第１シール部材２１は、第１フランジ２６に保持されている。第１フランジ２６と長手方向Ｌ１に離隔した位置に、第２フランジ２７が配置されている。

第２フランジ２７は、チューブ２に隣接する部分として設けられている。第２フランジ２７は、環状に形成されており、内筒２４及び外筒２５と同軸に配置されている。第２フランジ２７は、一端面２７ａと、他端面２７ｂと、溝部２７ｃと、を有している。

一端面２７ａは、溶接等によって、内筒２４及び外筒２５に固定されている。これにより、第２フランジ２７は、内筒２４の他端部２４ｂと、外筒２５の他端部２５ｂとの間の空間を、長手方向Ｌ１の他方側から塞いでいる。第２フランジ２７の一部は、チューブ２に対して、冷却部材１９の径方向の外方に突出するように配置されている。即ち、第２フランジ２７の外径は、チューブ本体８の外径よりも大きい。第２フランジ２７のうち、チューブ２に対向する他端面２７ｂには、環状の溝２７ｃが形成されている。この溝２７ｃは、第２フランジ２７の内周部に形成されている。この溝２７ｃには、受け部材３２が配置されている。

図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４及び図５を参照して、受け部材３２は、第２フランジ２７と、チューブ２との間に介在する部材として設けられている。これにより、第２フランジ２７と、チューブ２とが直接接触することを防止している。受け部材３２は、複数設けられている。複数の受け部材３２は、第２フランジ２７の周方向に等間隔に配置されている。隣り合う受け部材３２，３２間には、隙間ＣＬ１が形成されている。各受け部材３２の表面は、摩擦抵抗を低減するための材料によって形成されている。このような材料として、ＰＴＦＥ（PolyTetraFluoroEthylene）等のフッ素樹脂材料を例示することができる。

各受け部材３２は、厚みが数ｍｍ程度の板部材を用いて形成された、円弧状の部材である。尚、図５では、複数の受け部材３２のうちの、一部の受け部材３２を図示している。各受け部材３２は、固定部材としてのねじ部材３３を用いて、溝２７ｃに固定されている。各受け部材３２は、第２フランジ２７からチューブ２に向かって突出しており、チューブ本体８の一端面８ａに接触している。図４を参照して、第２フランジ２７、第１フランジ２６、内筒２４及び外筒２５によって、冷却水路２８が形成されている。

冷却水路２８は、円筒状の水路として設けられている。冷却水路２８は、図示しない熱交換器と接続されている。冷却水路２８は、この熱交換機で冷却された冷却水が通過するように構成されている。これにより、冷却水路２８に隣接して配置された第１シール部材２１、及び第２シール部材２２が、冷却される。

第２シール部材２２を有するシール装置２３は、チューブ２と、冷却部材１９との間をシールするために設けられている。シール装置２３は、チューブ２の開口部１１を取り囲むように配置されている。シール装置２３は、第２シール部材２２と、シール保持部材３５と、を有している。

第２シール部材２２は、冷却部材１９と、チューブ２との間を、気密的にシールするために設けられている。本実施形態では、第２シール部材２２は、第１シール部材２１と同様の構成を有している。即ち、第２シール部材２２は、合成ゴム等を用いて形成されたＯリングであり、弾性及び可撓性を有している。第２シール部材２２は、環状に形成されている。第２シール部材２２は、チューブ本体８の開口部１１の外周面に嵌められている。第２シール部材２２は、チューブ本体８の一端面８ａに隣接して配置されている。また、第２シール部材２２は、第２フランジ２７の他端面２７ｂに接触している。これにより、第２シール部材２２は、チューブ本体８の開口部１１と、第２フランジ２７との間の空間を、チューブ本体８の外側から塞いでいる。第２シール部材２２は、シール保持部材３５によって、保持されている。

シール保持部材３５は、円環状に形成されており、第２フランジ２７に固定されている。シール保持部材３５の内周部は、第２シール部材２２を、チューブ本体８側へ加圧している。上記の構成を有するシール装置２３とは長手方向Ｌ１に離隔した位置に、ドア装置２０が配置されている。

図１及び図３を参照して、ドア装置２０は、ドア３６と、ドア支持装置３７と、を有している。

ドア３６は、冷却部材１９の第１フランジ２６の内側空間を長手方向Ｌ１の一方側から塞ぐために設けられている。換言すれば、ドア３６は、チューブ２の開口部１１を、長手方向Ｌ１の一方側から塞ぐために設けられている。ドア３６は、例えば、金属板を用いて形成されている。本実施形態では、ドア３６は、円板状に形成されている。ドア３６の外周部３６ａは、冷却部材１９の第１フランジ２６に接触可能に構成されている。ドア３６の外周部３６ａが第１フランジ２６に接触した場合、ドア３６と、第１フランジ２６との間は、第１シール部材２１によって、気密的にシールされる。このドア３６は、ドア支持装置３７によって支持されている。ドア支持装置３７は、ドア３６を変位可能に支持するために設けられている。

ドア支持装置３７は、支柱３８と、駆動装置３９と、を有している。

支柱３８は、上下方向Ｚ１（鉛直方向）に延びる部材として設けられている。支柱３８は、ドア３６に固定されている。支柱３８は、駆動装置３９に接続されている。

駆動装置３９は、支柱３８及びドア３６を変位させるために設けられている。駆動装置３９は、支柱３８を、長手方向Ｌ１に変位可能に構成されている。また、駆動装置３９は、支柱３８を、長手方向Ｌ１と直交する方向に変位可能に構成されている。これにより、駆動装置３９は、第１フランジ２６で囲まれた空間を開放するように、ドア３６を変位させることができる。即ち、駆動装置３９は、ドア３６を、開閉することができる。ドア３６が開いた状態で、被処理物１００を、チューブ２に対して出し入れすることができる。ドア３６は、遮熱部５を保持している。

遮熱部５は、ヒータ３からの熱が、第２シール部材２２、冷却部材１９、第１シール部材２１、及びドア３６等に伝わることを抑制するために設けられている。遮熱部５は、チューブ２の開口部１１の周辺に配置されている。

図３を参照して、遮熱部５は、ステー４１，４２と、遮熱部材４３と、を有している。

ステー４１，４２は、遮熱部材４３を支持するために設けられている。各ステー４１，４２は、ドア３６に固定されており、ドア３６から、長手方向Ｌ１に沿って、チューブ２側に延びている。各ステー４１，４２は、長手方向Ｌ１に並ぶ複数の凹部４４を有している。凹部４４は、上方に向けて開放されており、遮熱部材４３を嵌めることが可能である。

遮熱部材４３は、熱バリアを形成するために設けられている。遮熱部材４３は、１又は複数設けられている。本実施形態では、遮熱部材４３は、７つ設けられている。各遮熱部材４３は、円板状に形成されている。複数の遮熱部材４３が、長手方向Ｌ１に離隔して配置されている。各遮熱部材４３には、複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔に、対応するステー４１，４２が挿入されている。また、これらの貫通孔の周縁部は、凹部４４に嵌められている。これにより、各遮熱部材４３は、長手方向Ｌ１に位置決めされている。各遮熱部材４３は、凹部４４に取り外し可能に嵌合されている。これにより、長手方向Ｌ１における各遮熱部材４３の位置を、容易に変更できる。また、ステー４１，４２に取り付けられる遮熱部材４３の数を、容易に変更することができる。その結果、遮熱部５が熱を遮断する度合いを、容易に調整できる。遮熱部５には、サブヒータ４５が配置されている。サブヒータ４５は、発熱体を有しており、チューブ２内の雰囲気を加熱可能に構成されている。

サブヒータ４５は、一対の第１部分４５ａ，４５ａと、第２部分４５ｂと、を有している。

各第１部分４５ａ，４５ａは、長手方向Ｌ１に沿って延びる部分として設けられている。各第１部分４５ａ，４５ａは、ドア３６に形成された貫通孔を貫通し、且つ、各遮熱部材４３に形成された貫通孔を貫通している。各第１部分４５ａ，４５ａの先端部に、第２部分４５ｂが接続されている。第２部分４５ｂは、上下方向Ｚ１に延びている。第２部分４５ｂは、各遮熱部材４３に対して、チューブ２の奥側（長手方向Ｌ１の一方側）に配置されている。第２部分４５ｂは、発熱体を有している。第２部分４５ｂの発熱体は、例えば、ファン装置６の周辺の温度が所定値未満である場合に、発熱するように構成されている。上記の構成を有するサブヒータ４５、及び遮熱部５に隣接した位置に、ファン装置６が配置されている。

ファン装置６は、ドア３６に支持されており、ドア３６とともに変位可能である。ファン装置６は、チューブ２内に気流Ａ１を生じさせるために設けられている。

ファン装置６は、電動モータ（動力源）４６と、伝動装置４７と、シャフトユニット４８と、ファン４９と、軸受ユニット５０と、を有している。

電動モータ４６は、例えば、支柱３８に支持されている。電動モータ４６の出力は、伝動装置４７を介して、シャフトユニット４８に伝達される。

伝動装置４７は、例えば、プーリ機構である。伝動装置４７は、第１プーリ５１と、第２プーリ５２と、ベルト５３と、を有している。第１プーリ５１は、電動モータ４６の出力軸に一体回転可能に連結されている。第２プーリ５２は、シャフトユニット４８に一体回転可能に連結されている。ベルト５３は、第１プーリ５１と、第２プーリ５２と、に巻き掛けられている。

シャフトユニット４８は、ファン４９の回転軸として設けられており、回転軸線Ｓ１を有している。回転軸線Ｓ１は、シャフトユニット４８の中心軸線でもある。シャフトユニット４８は、ファン４９に連結されており、電動モータ４６からの出力を、ファン４９に伝達する。シャフトユニット４８は、ドア３６に形成された貫通孔３６ｂを貫通しており、ドア３６の外側から、チューブ２内に向けて延びている。シャフトユニット４８の一端部４８ａに、第２プーリ５２が固定されている。シャフトユニット４８は、各遮熱部材４３に形成された貫通孔４３ａを貫通している。シャフトユニット４８の他端部４８ｂには、ファン４９が同軸に連結されている。

ファン４９は、気流Ａ１を発生することにより、チューブ２内のガスを撹拌するように構成されている。これにより、チューブ２内の各種ガスの濃度分布が、より均等になり、且つ、チューブ２内の温度が、より均等になる。ファン４９は、チューブ２内に配置されており、回転軸線Ｓ１を中心として、回転可能である。ファン４９とドア３６との間に各遮熱部材４３が配置されるように、ファン４９は配置されている。

ファン４９は、ボス部５４と、複数の羽根５５と、を有している。

ボス部５４は、筒状に形成されており、シャフトユニット４８の他端部４８ｂに嵌合している。複数の羽根５５は、ボス部５４の外周部に固定されており、ボス部５４から放射状に延びている。上記の構成により、ファン４９が回転すると、当該ファン４９から当該ファン４９の径方向外方に向かう気流Ａ１が、発生する。ファン４９を回転させるためのシャフトユニット４８は、軸受ユニット５０によって、回転可能に支持されている。軸受ユニット５０は、ドア３６の外側に配置されている。即ち、軸受ユニット５０は、ドア３６の一端面３６ｃ側に配置されている。

軸受ユニット５０は、ケーシング５６と、フランジ部５７と、を有している。

ケーシング５６は、円筒状に形成されている。ケーシング５６は、シャフトユニット４８によって貫通されている。ケーシング５６内には、軸受（図示せず）が配置されている。この軸受は、シャフトユニット４８を回転可能に支持している。ケーシング５６の一端部には、フランジ部５７が固定されている。

フランジ部５７は、固定部材としてのねじ部材５８によって、座部５９に固定されている。座部５９は、ドア３６の一端面３６ｃに固定された、筒状の部材である。座部５９は、シャフトユニット４８によって、貫通されている。

図３及び図４を参照して、上記の構成を有するファン装置６において、ファン４９は、ファン４９の径方向外方に向かう気流Ａ１を発生する。この気流Ａ１における気体は、ヒータ３によって加熱されており、高温である。このため、気流Ａ１からの熱は、第２シール部材２２にできるだけ伝わらないことが好ましい。また、気流Ａ１における気体中には、チューブ２内での化学反応等で生じた微粉末が存在している。この微粉末が、気流Ａ１に乗って、チューブ２に強い勢いで衝突することは、抑制されていることが好ましい。そこで、熱処理装置１には、保護筒７が設置されている。

保護筒７は、ファン４９で生じた気流Ａ１からの熱が、第２シール部材２２に伝わることを抑制するために設けられている。また、保護筒７は、気流Ａ１が、チューブ２に勢いよく当てられることを抑制するために設けられている。

保護筒７は、全体として、円筒状に形成されている。保護筒７は、数ｍｍの厚みを有する、薄板部材である。保護筒７は、チューブ２の開口部１１の周辺に配置されており、チューブ２の長手方向Ｌ１と平行に延びている。保護筒７の一端部７ａは、冷却部材１９の第１フランジ２６の内周部に、固定部材としてのねじ部材６３を用いて固定されている。保護筒７の中間部７ｂは、冷却部材１９の第２フランジ２７の内周部に、固定部材としてのねじ部材６４を用いて固定されている。保護筒７の他端部７ｃは、チューブ２内に配置されており、且つ、チューブ本体８とは離隔して配置されている。

保護筒７は、ガス供給口６１と、排気口６２と、を有している。ガス供給口６１は、ガス供給管（図示せず）に接続されており、被処理物１００の熱処理に用いられるガスをチューブ２内へ供給することが可能である。ガス供給管は、冷却部材１９を貫通するように延びている。排気口６２は、排気管（図示せず）に接続されており、チューブ２内の気体を吸引するように構成されている。尚、排気管は、冷却部材１９を貫通するように延びており、真空ポンプ等の吸引装置に接続されている。

保護筒７は、遮熱部５と、サブヒータ４５と、を取り囲んでいる。また、保護筒７は、シャフトユニット４８の一部と、ファン４９と、を取り囲んでいる。また、保護筒７は、第２シール部材２２とは、保護筒７の径方向に並んで配置されている。上記の構成により、ファン４９からの気流Ａ１は、保護筒７に当たった後、チューブ２の長手方向Ｌ１と平行な方向に向きを変え、チューブ２の奥側（閉塞部９側）へ進む。

［熱処理装置の主な動作］
図１を参照して、以上の構成により、熱処理装置１が、被処理物１００を熱処理する際には、まず、駆動装置３９の動作によって、ドア３６が開かれる。この状態で、被処理物１００は、チューブ２内に収納される。次に、駆動装置３９の動作によって、ドア３６が閉じられる。即ち、ドア３６は、冷却部材１９の開口を閉じることにより、チューブ２内の空間を、熱処理装置１の外部の空間から遮断する。

次に、チューブ２内の空気が、排気口６２を通して吸引されることにより、チューブ２内の圧力は、負圧となる。また、反応性ガスが、ガス供給口６１を通して、チューブ２内に供給される。この状態で、ヒータ３からの熱により、チューブ２内の雰囲気が、加熱される。そして、電動モータ４６の出力によって、ファン４９が回転する。これにより、チューブ２内に気流Ａ１が生じ、チューブ２内の雰囲気は、撹拌される。この状態で、被処理物１００の表面に、元素が付着し、拡散される。この際、冷却水路２８には、冷却水が通過している。これにより、第１シール部材２１、及び第２シール部材２２（図４参照）の過熱が抑制される。また、ヒータ３からの熱は遮熱部５によって、各シール部材２１，２２、及びドア３６等に伝わることを、抑制される。

被処理物１００に薄膜が形成された後、ヒータ３による加熱が停止される。その後、駆動装置３９の動作によって、ドア３６が開かれる。この状態で、チューブ２内の被処理物１００は、チューブ２内から取り出される。

［シール装置の詳細な構成］
次に、シール装置２３における、より詳細な構成を説明する。図３及び図４に示すように、シール装置２３は、第２シール部材２２と、シール保持部材３５を有するシール保持装置７１と、エアブロー装置７２と、を有している。

第２シール部材２２の構成については、前述した通りであり、開口部１１の周囲をシールするように構成されている。この第２シール部材２２は、シール保持装置７１によって、保持されている。これにより、第２シール部材２２は、チューブ２の開口部１１の外周面１１ａとは、チューブ２の周方向Ｃ１の全域に亘って密着している。尚、外周面１１ａは、チューブ２の内周面２ｃの一部である。また、第２シール部材２２は、第２フランジ２７の他端面２７ｂとは、チューブ２の周方向Ｃ１の全域に亘って密着している。

シール保持装置７１は、開口部１１の外周面１１ａと、第２フランジ２７の他端面２７ｂとの間の領域を、第２シール部材２２によって、確実に気密的にシールさせるために設けられている。これにより、チューブ２内の気体は、隙間ＣＬ１（図５参照）を通ってチューブ２の外部の空間に漏れることを抑制されている。

尚、以下では、チューブ２の周方向Ｃ１を、単に「周方向Ｃ１」という場合がある。また、チューブ２の径方向Ｒ１を、単に「径方向Ｒ１」という場合がある。また、長手方向Ｌ１は、チューブ２の軸方向、及び当該軸方向と平行な方向を含んでいる。また、長手方向Ｌ１は、開口部１１が延びる方向でもある。

シール保持装置７１は、シール保持部材３５と、受け部材保持機構７３と、を有している。

シール保持部材３５は、円環状に形成されており、第２シール部材２２を取り囲んだ状態で、第２フランジ２７に固定されている。シール保持部材３５の曲率中心は、チューブ２の中心軸線Ｓ２上に配置されている。シール保持部材３５は、ステンレス等の金属材料を用いて形成されている。

シール保持部材３５は、本体７５と、溝部７６と、鍔部７７と、を有している。

本体７５は、第２フランジ２７とは長手方向Ｌ１に隣接して配置されている。本体７５は、環状の薄板によって形成されている。本体７５と、開口部１１の外周面１１ａとの間には、隙間ＣＬ２が形成されている。本体７５の内周部に、溝部７６が形成されている。

溝部７６は、第２シール部材２２が配置される部分として設けられている。溝部７６は、周方向Ｃ１における本体７５の全域に亘って形成された、円環状の部分である。溝部７６は、径方向Ｒ１の内方に開放されており、チューブ２の開口部１１の外周面１１ａと向かい合っている。また、溝部７６は、長手方向Ｌ１の一方に開放されており、第２フランジ２７の他端面２７ｂと向かい合っている。

溝部７６は、第１加圧部８１と、第２加圧部８２とを有している。

第１加圧部８１は、溝部７６の底面として形成されている。第１加圧部８１は、円筒面によって形成されている。第１加圧部８１は、第２シール部材２２を、径方向Ｒ１の内方に向けて加圧している。これにより、第２シール部材２２は、周方向Ｃ１の全域に亘って、開口部１１の外周面１１ａと、密着している。

第２加圧部８２は、溝部７６の内側面として形成されている。第２加圧部８２は、長手方向Ｌ１の一方を向く円環状の面である。第２加圧部８２は、第２シール部材２２を、長手方向Ｌ１の一方に向けて加圧している。これにより、第２シール部材２２は、周方向Ｃ１の全域に亘って、第２フランジ２７の他端面２７ｂと、密着している。上記の構成により、第２シール部材２２は、第２フランジ２７の他端面２７ｂと、チューブ本体８の一端面８ａとの間を、気密的にシールしている。上記の構成を有する溝部７６に対して長手方向Ｌ１の一方側の位置に、鍔部７７が配置されている。

鍔部７７は、本体７５の外周部から、長手方向Ｌ１の一方に向けて延びる、円環状の部分である。鍔部７７は、第２フランジ２７に対して、径方向Ｒ１の外方に配置されている。上記の構成を有するシール保持部材３５は、受け部材保持機構７３によって、保持されている。

受け部材保持機構７３は、第２フランジ２７と、固定用ねじ部材８３と、を有している。

第２フランジ２７は、前述した冷却部材１９の一部を構成しているとともに、受け部材保持機構７３の一部を構成している。第２フランジ２７は、長手方向Ｌ１において、本体７５と隣接している。また、第２フランジ２７は、長手方向Ｌ１において、開口部１１と隣接している。第２フランジ２７には、固定用ねじ部材８３が取り付けられている。

固定用ねじ部材８３は、シール保持部材３５を第２フランジ２７に締結するために設けられている。固定用ねじ部材８３は、複数備えられており、周方向Ｃ１に等間隔に配置されている。尚、図３及び図４では、複数の固定用ねじ部材８３のうちの一部の固定用ねじ部材８３を図示している。各固定用ねじ部材８３のねじ軸は、第２フランジ２７に形成された長孔８６を貫通している。また、各固定用ねじ部材８３のねじ軸は、シール保持部材３５に形成されたねじ孔７８に、ねじ結合されている。これにより、シール保持部材３５は、第２フランジ２７に固定されている。上記の構成を有するシール保持装置７１には、エアブロー装置７２が取り付けられている。

エアブロー装置７２は、チューブ２の外部から、第２シール部材２２の周囲の領域に向けて、空気を吹き出すために設けられている。エアブロー装置７２は、エア用管８９と、ステー９０と、を有している。

エア用管８９は、例えば、円環状に形成されており、チューブ２の外周面１１の外周面１１ａを取り囲むようにして配置されている。エア用管８９は、シール保持部材３５に隣接して配置されている。エア用管８９には、吹出し口８９ａが形成されている。吹出し口８９ａは、エア用管８９内の空気を、チューブ２の開口部１１の外周面１１ａに向けて吹き出すために設けられている。

吹出し口８９ａは、径方向Ｒ１の内方を向いており、外周面１１ａと径方向Ｒ１に向かい合っている。吹出し口８９ａは、周方向Ｃ１に等間隔に複数形成されている。尚、図４では、複数の吹出し口８９ａのうちの１つの吹出し口８９ａを、図示している。吹出し口８９ａは、シール保持部材３５と長手方向Ｌ１に隣接する位置に、形成されている。エア用管８９は、ポンプ等の気流発生源（図示せず）と接続されており、エア用管８９内を、空気等の気流が通過するように構成されている。エア用管８９内の気体は、気流Ａ２として、各吹出し口８９ａから、チューブ２の開口部１１の外周面１１ａに向けて吹き出される。これにより、各吹出し口８９ａからの気流Ａ２は、チューブ２の開口部１１の外周面１１ａに吹き付けられる。また、気流Ａ２は、外周面１１ａと、シール保持部材３５との間の隙間ＣＬ２に到達し、第２シール部材２２を冷却する。エア用管８９は、ステー９０を介して、シール保持部材３５に支持されている。

ステー９０は、複数設けられている。各ステー９０は、Ｌ字状に形成されており、径方向Ｒ１に沿って細長く延びている。径方向Ｒ１におけるステー９０の一端部に、エア用管８９が固定されている。径方向Ｒ１におけるステー９０の他端部は、ステー用ねじ部材９１を用いて、シール保持部材３５の外周部に固定されている。上記の構成を有するステー９０に対して径方向Ｒ１の内方に、保護筒７が配置されている。

［保護筒の詳細な構成］
前述したように、保護筒７は、気流発生源としてのファン４９からの気流Ａ１が、チューブ２に勢いよく直接当てられることを抑制するために設けられている。また、保護筒７は、気流Ａ１からの熱が、チューブ２、第２シール部材２２、冷却部材１９、及び第１シール部材２１等に伝わることを抑制するために、設けられている。保護筒７は、開口部（曲面部）１１に沿って配置されている。

本実施形態では、保護筒７は、複数（３つ）の板部材９３（９３ａ，９３ｂ，９３ｃ）を有している。尚、以下では、複数の板部材９３ａ，９３ｂ，９３ｃを総称していう場合は、単に「板部材９３」という。保護筒７は、複数の板部材９３ａ，９３ｂ，９３ｃを組み合わせることで、全体として、円筒状に形成されている。

板部材９３ａ，９３ｂ，９３ｃは、周方向Ｃ１に沿って配列されている。本実施形態では、各板部材９３は、中心軸線Ｓ２を中心として略１２０度の角度範囲に配置されている。周方向Ｃ１における、板部材９３間の間隔は、数ｍｍ未満（ゼロｍｍを含む）程度に設定されており、複数の板部材９３は、周方向Ｃ１に連続するように配置されている。本実施形態では、各板部材９３は、ガス供給口６１及び排気口６２の有無を除いて、同様の構成を有している。

各板部材９３は、炭素材料を含む材料によって形成されており、可撓性を有している。各板部材９３は、自由状態において、略水平に延びる平板状に形成されている。尚、自由状態とは、外力が作用していない状態をいう。各板部材９３は、曲面状となるように変形された状態で、チューブ２内に配置されている。具体的には、各板部材９３は、炭素によって形成された母材（マトリックス）に、炭素繊維が強化繊維として組み込まれた構成を有している。即ち、各板部材９３は、表面及び内部が、炭素によって形成されている。これにより、各板部材９３、即ち、保護筒７は、反応性ガスと化学反応を生じない部材として用いられている。また、各板部材９３の表面は、滑らかな面とされていることにより、異物の付着を抑制されている。

各板部材９３の熱伝導率、即ち、保護筒７の熱伝導率ＨＣ７は、チューブ２の熱伝導率ＨＣ２よりも大きく設定されている（ＨＣ７＞ＨＣ２）。本実施形態では、保護筒７は、炭素材料で形成されており、且つ、チューブ２は、石英材料で形成されている。これにより、上記した熱伝導率の関係が成立している。

更に、板部材９３の厚み、即ち、保護筒７の厚みＴ７は、チューブ２の厚みＴ２よりも、小さく設定されている（Ｔ７＜Ｔ２）。また、長手方向Ｌ１において、保護筒７の全長は、チューブ２の全長よりも、小さく設定されている。その結果、保護筒７の質量は、チューブ２の質量よりも小さい。このような構成により、保護筒７の熱容量は、チューブ２の熱容量よりも小さく設定されている。

本実施形態では、板部材９３は、撓まされることにより、円弧状の曲面を構成しており、このように撓まされた状態で、冷却部材１９の内周面１９ａ、及びチューブ２の開口部１１の内周面１１ｂと対向している。各板部材９３は、開口部１１に沿うように円弧状に配置されている。

前述したように、保護筒７の一端部７ａは、冷却部材１９の第１フランジ２６の内周部に、固定部材としてのねじ部材６３を用いて、固定されている。より具体的には、長手方向Ｌ１における各板部材９３の一端部は、第１固定部９４を有している。第１固定部９４には、ねじ部材６３が貫通されている。ねじ部材６３は、雄ねじ部材である。各板部材９３において、ねじ部材６３は、複数設けられており、周方向Ｃ１に等間隔に配置されている。即ち、各板部材９３は、複数の第１固定部９４を有している。各ねじ部材６３は、第１フランジ２６のねじ孔２６ｂに、ねじ結合されている。ねじ孔２６ｂは、ねじ部材６３の数と同じ数だけ形成されており、対応するねじ部材６３のねじ軸とねじ結合している。尚、図３及び図４では、複数のねじ孔２６ｂのうちの一部を図示している。上記の構成により、各第１固定部９４は、冷却部材１９に固定されている。

また、前述したように、保護筒７の中間部７ｂは、冷却部材１９の第２フランジ２７の内周部に、固定部材としてのねじ部材６４を用いて固定されている。より具体的には、長手方向Ｌ１における板部材９３の中間部は、第２固定部９５を有している。第２固定部９５には、ねじ部材６４が貫通されている。ねじ部材６４は、雄ねじ部材である。各板部材９３において、ねじ部材６４は、複数設けられており、周方向Ｃ１に等間隔に配置されている。即ち、各板部材９３は、複数の第２固定部９５を有している。各ねじ部材６４は、第２フランジ２７のねじ孔２７ｄに、ねじ結合されている。ねじ孔２７ｄは、ねじ部材６４の数と同じ数だけ形成されており、対応するねじ部材６４のねじ軸とねじ結合している。尚、図３及び図４では、複数のねじ孔２７ｄのうちの一部を図示している。上記の構成により、各第２固定部９５は、冷却部材１９に固定されている。

また、保護筒７のガス供給口６１、及び排気口６２は、複数の板部材９３ａ，９３ｂ，９３ｃのうちの１つの板部材９３ｂに形成されている。

保護筒７は、第１対向部（冷却部材対向部）９６と、第２対向部（対向部）９７と、を有している。

第１対向部９６は、冷却部材１９の内周面１９ａと径方向Ｒ１に対向する部分として設けられている。第１対向部９６は、冷却部材１９の内周面１９ａと接触しており、当該内周面１９ａによって、安定した姿勢で保持されている。冷却部材１９の内周面１９ａは、第１フランジ２６の内周面と、内筒２４の内周面と、第２フランジ２７の内周面と、によって形成された、円筒面である。第１対向部９６は、前述した第１固定部９４及び第２固定部９５を有している。第１対向部９６は、複数の遮熱部材４３の一部と、シャフトユニット４８の一部と、を取り囲んでいる。第１対向部９６と長手方向Ｌ１に並ぶようにして、第２対向部９７が配置されている。

第２対向部９７は、ファン４９から径方向Ｒ１の外方へ向かう気流Ａ１と直接衝突する部分として、設けられている。即ち、第２対向部９７は、気流発生源としてのファン４９によって生じた、被処理物１００を熱処理するための気流Ａ１に晒されるように配置されている。気流Ａ１には、反応性ガスの気流が含まれている。また、第２対向部９７は、チューブ２の内周面２ｃと径方向Ｒ１に対向する部分として、設けられている。また、第２対向部９７は、ファン４９からの気流Ａ１を、被処理物１００側へ向けて案内する導風部材として、設けられている。

第２対向部９７は、チューブ２の開口部１１、及び第２シール部材２２と、径方向Ｒ１に並んでいる。即ち、チューブ２のうち第２シール部材２２に嵌合されている開口部１１の内周面１１ｂと、第２対向部９７とは、径方向Ｒ１に対向している。第２対向部９７は、開口部１１の内周面１１ｂとは、径方向Ｒ１に離隔して配置されている。本実施形態では、第２対向部９７とチューブ本体８（開口部１１）との間の距離は、数ｍｍ程度の小さな値に設定されている。

第２対向部９７と、チューブ本体８との間には、空間ＳＰ１が形成されている。この空間ＳＰ１は、第２対向部９７と、チューブ本体８と、第２フランジ２７と、第２シール部材２２と、によって形成されている。空間ＳＰ１のうち、長手方向Ｌ１の一方の端部領域ＳＰ１ａは、第２シール部材２２によって塞がれている。このため、空間ＳＰ１内では、気流が生じ難くされており、長手方向Ｌ１の他方の端部領域ＳＰ１ｂから空間ＳＰ１内への、気体の侵入が抑制される。これにより、ファン４９の駆動によってチューブ２内を循環する高温の気体が、空間ＳＰ１内に侵入することは、抑制されている。

第２対向部９７は、複数の遮熱部材４３のうちの一部と、シャフトユニット４８の一部と、サブヒータ４５の一部と、ファン４９と、を取り囲んでいる。長手方向Ｌ１において、第２対向部９７の長さＤ９７は、第１対向部９６の長さＤ９６よりも大きく設定されている（Ｄ９７＞Ｄ９６）。

第２対向部９７の一部は、ヒータ３と径方向Ｒ１に向かい合っている。これにより、保護筒７は、ヒータ３からの熱を受けて、迅速に昇温される。一方、保護筒７は、熱処理中の被処理物１００の周囲は、取り囲まないように配置されている。また、保護筒７の第２対向部９７に対して径方向Ｒ１の外方の位置に、エア用管８９が配置されている。エア用管８９の吹出し口８９ａから吹き出された空気は、保護筒７によって昇温を抑制された開口部１１に衝突し、その後、第２シール部材２２と接触する。これにより、エア用管８９から吹き出された空気は、開口部１１との接触に起因する昇温を抑制されており、より低い温度で、第２シール部材２２と接触できる。

［熱処理装置の動作時における、保護筒の作用］
次に、保護筒７の作用の一例について、説明する。前述したように、被処理物１００を熱処理する際には、チューブ２内に被処理物１００が収容された後に、ドア３６が閉じられる。次いで、チューブ２内の圧力は、負圧にされ、更に、チューブ２内に、被処理物１００を熱処理するための反応性ガスが供給される。この状態で、ヒータ３からの熱により、チューブ２内のガスが、加熱される。

ヒータ３からの熱は、保護筒７にも伝わる。保護筒７の熱容量は小さく設定されているので、保護筒７は、熱に対する応答性が高い。このため、単位時間当たりの保護筒７の温度上昇量は、単位時間当たりのチューブ２の温度上昇量よりも、大きい。即ち、保護筒７は、迅速に昇温する。これにより、反応性ガスに起因する副生成物は、保護筒７に付着し難くされている。

また、電動モータ４６の出力によって、ファン４９が回転する。これにより、チューブ２内に気流Ａ１が生じる。この気流Ａ１は、ファン４９から、径方向Ｒ１の外方を向いており、保護筒７の第２対向部９７と衝突する。これにより、気流Ａ１は、向きを変え、被処理物１００へ向かう。このように、気流Ａ１は、チューブ２の開口部１１には直接衝突することなく、保護筒７によって、向きを変更される。気流Ａ１は、チューブ２と直接接触する頃には、長手方向Ｌ１と概ね平行な方向を向いており、チューブ２の内周面２ｃと衝突するように接触することを抑制されている。したがって、チューブ２の内周面２ｃへの、上記副生成物の付着が抑制されている。

また、空間ＳＰ１の端部領域ＳＰ１ａは、第２シール部材２２によって塞がれている。よって、空間ＳＰ１内において、気体の流れは生じにくくされており、空間ＳＰ１への反応性ガスの侵入は、抑制されている。

尚、被処理物１００の熱処理が完了した後は、ヒータ３の加熱が停止される。その後、ドア３６が開かれることにより、当該被処理物１００は、チューブ２から取り出される。次いで、チューブ２には、熱処理が未だの被処理物１００が、再度挿入される。その後、前述したのと同様に、被処理物１００に熱処理が施される。この際も、保護筒７は、ヒータ３によって、迅速に昇温される。よって、保護筒７への副生成物の付着は、抑制される。

以上説明したように、熱処理装置１によると、保護筒７の第２対向部９７は、チューブ２内のガスに晒されるように配置され、且つ、チューブ２の開口部１１の内周面１１ｂと対向するように配置されている。これにより、チューブ２のうち、保護筒７の第２対向部９７と対向している内周面１１ｂは、ガスの気流を受け難くされている。したがって、当該内周面１１ｂは、ガスの反応に起因して生じる生成物（副生成物）を付着し難くされている。また、保護筒７の熱伝導率ＨＣ７は、チューブ２の熱伝導率ＨＣ２よりも大きく設定されている（ＨＣ７＞ＨＣ２）。このため、保護筒７がガス及びヒータ３等からの熱を受けることにより、当該保護筒７は、迅速に昇温する。このため、保護筒７に触れたガスの温度の低下を抑制でき、その結果、保護筒７への副生成物の付着を、抑制できる。特に、反応性ガスとして、金属原料含有ガス（例えば、セレン化水素等）が用いられる場合、異物の析出を生じ易いけれども、保護筒７により、チューブ２を保護することができる。また、保護筒７が炭素材料を含む材料によって形成される場合、金属原料含有ガスと化学反応して劣化することを、より確実に防止できる。

従って、熱処理装置１において、チューブ２の内部における、異物の付着を抑制できる。

また、熱処理装置１によると、ファン４９からの気流Ａ１によって、チューブ２内のガスの濃度分布を、より均等にできる。よって、被処理物１００の各部を、より均等に熱処理できる。また、ファン４９からの気流Ａ１は、保護筒７の第２対向部９７によって受けられる。これにより、チューブ２の開口部１１の内周面１１ｂは、気流Ａ１の衝突を抑制されているので、副生成物が付着することを、より確実に抑制される。また、チューブ２内に存在する異物が、気流Ａ１に乗ってチューブ２内で飛散している場合でも、当該異物がチューブ２の内周面２ｃに衝突することを、保護筒７によって抑制できる。これにより、チューブ２の破損を、抑制できる。

また、熱処理装置１によると、化学的な安定性の高い炭素材料を含む材料によって、保護筒７が形成されている。このため、保護筒７が、チューブ２内の反応性ガスと化学反応して劣化することを、より確実に抑制できる。

また、熱処理装置１によると、保護筒７の各板部材９３は、変形されることにより、チューブ２の開口部１１に沿うように配置されている。この構成であれば、各板部材９３の形状を、予め、開口部１１の形状に合わせた形状に形成しておく必要がない。即ち、各板部材９３を、簡易な形状としての平板状に形成し、その後、各板部材９３を変形させることで、各板部材９３を、開口部１１に沿って配置できる。したがって、保護筒７を製造する手間を少なくできる。

また、熱処理装置１によると、チューブ２のうち、第２シール部材２２と嵌合している開口部１１は、保護筒７と対向している。これにより、高温のガスからの熱は、保護筒７で受けられ、第２シール部材２２へ伝わることを抑制される。したがって、第２シール部材２２の過熱を抑制でき、その結果、第２シール部材２２の劣化を抑制できる。

また、熱処理装置１によると、保護筒７の第１対向部９６は、冷却部材１９に固定されている。また、長手方向Ｌ１において、第２対向部９７の長さは、第１対向部９６の長さよりも大きく設定されている。この構成であれば、冷却部材１９によって、第２シール部材２２の過熱を、より確実に抑制できる。また、保護筒７を、冷却部材１９によって保持できる。また、ガスが冷却部材１９と接触することを、保護筒７によって抑制できるので、冷却部材１９への副生成物の付着を、抑制できる。また、長手方向Ｌ１において、第２対向部９７の長さＤ９７は、第１対向部９６の長さＤ９６よりも、大きく設定されている（Ｄ９７＞Ｄ９６）。これにより、保護筒７が冷却部材１９によって冷却されることを、抑制できる。よって、保護筒７に副生成物が付着することを、抑制できる。

以上の次第で、チューブ２内の清掃の手間を、より少なくできる。また、チューブ２内を所定期間毎に定期的に清掃する際の、当該所定期間（メンテナンスの間隔）を、より長くできる。

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

（１）上述の実施形態では、保護部材としての保護筒７は、全体として円筒状である形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、保護部材は、多角形の筒状でもよい。また、保護部材は、周方向Ｃ１のうちの一部にのみ配置されていてもよい。保護部材は、被処理物１００を熱処理するためのガスに晒されることが可能に配置され、且つ、チューブ２の内周面２ｃと対向していればよく、形状は、特に限定されない。

（２）上述の実施形態では、保護筒７の全体を、炭素材料で形成する形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、保護筒７において、第１対向部９６の材料と、と第２対向部９７の材料と、を異ならせてもよい。

（３）上述の実施形態では、ファン４９を設ける形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、ファン４９は、省略されていてもよい。

（４）上述の実施形態では、保護筒７は、炭素のマトリックス及び炭素繊維を有する、炭素繊維強化材料を用いて形成される形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、保護筒７は、炭素繊維強化樹脂を用いて形成されていてもよい。保護筒７は、少なくとも外面が、炭素材料によって形成されていることが好ましく、保護筒７の内部の材料は、炭素材料でなくてもよい。また、保護筒７は、炭素材料以外の材料で形成されていてもよい。

（５）上述の実施形態では、保護筒７は、平板状の板部材９３を撓ませることにより形成する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、保護筒７は、円筒状の単一材料によって形成されていてもよい。

（６）上述の実施形態では、第２シール部材２２を、Ｏリングによって形成する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、第２シール部材を、弾性及び可撓性を有する、Ｏリング以外のシール部材で形成してもよい。

（７）上述の実施形態では、保護筒７の第２対向部９７の長さＤ９７が、第１対向部９６の長さＤ９６よりも大きい（Ｄ９７＞Ｄ９６）形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、Ｄ９７≦Ｄ９６であってもよい。また、保護筒７は、冷却部材１９以外の部材に固定されていてもよい。

（８）上記実施形態では、第１シール部材２１は、Ｏリングである形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。第１シール部材２１は、Ｏリング以外の、固体状のシール部材等であってもよい。

本発明は、加熱された雰囲気下で被処理物を処理するための熱処理装置として、広く適用することができる。

１ 熱処理装置
２ チューブ（収納容器）
２ｃ 内周面（収納容器の内面）
７ 保護筒（保護部材）
１１ 開口部（曲面部）
１９ 冷却部材
１９ａ 冷却部材の内周面（冷却部材の内面）
２２ 第２シール部材（開口部の周囲をシールするためのシール部材）
４９ ファン（気流発生源）
９３ 板部材
９４ 第１固定部（冷却部材に固定される固定部）
９５ 第２固定部（冷却部材に固定される固定部）
９６ 第１対向部（冷却部材対向部）
９７ 第２対向部（収納容器の内面と対向する対向部）
１００ 被処理物
Ａ１ 気流
Ｄ９６ 第１対向部の長さ（冷却部材対向部の長さ）
Ｄ９７ 第２対向部の長さ（対向部の長さ）
ＨＣ２ チューブの熱伝導率（収納容器の熱伝導率）
ＨＣ７ 保護筒の熱伝導率（対向部の熱伝導率）
Ｌ１ 長手方向（開口部が延びる方向）

Claims (5)

1. 被処理物を収容するための、収納容器と、
   前記被処理物を熱処理するためのガスに晒されることが可能に配置され且つ前記収納容器の内面と対向する対向部を有する、保護部材と、
   前記ガスの気流を前記収納容器内で発生させるための、気流発生源と、を備え、
   前記対向部の熱伝導率は、前記収納容器の熱伝導率よりも大きく設定され、
   前記収納容器は、開口部を有しており、
   前記収納容器には、前記開口部の周囲をシールするための、シール部材が嵌合されており、
   前記対向部は、前記収納容器のうち、前記シール部材に嵌合されている部分の内面と対向しており、
   前記シール部材を冷却するために、前記開口部が延びる方向に沿って前記開口部と隣接して配置された、冷却部材を更に備え、
   前記保護部材は、前記冷却部材の内面と対向する、冷却部材対向部を有し、
   前記冷却部材対向部は、前記冷却部材に固定される固定部を有し、
   前記気流発生源は、前記冷却部材対向部に対して前記収納容器の奥側に配置されていることを特徴とする、熱処理装置。
2. 請求項１に記載の熱処理装置であって、
   前記保護部材は、前記気流発生源からの前記気流と衝突するように配置されていることを特徴とする、熱処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置であって、
   前記保護部材は、炭素材料を含む材料によって形成されていることを特徴とする、熱処理装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記収納容器は、曲面部を有しており、
   前記保護部材は、可撓性を有する板部材を用いて形成されており、
   前記板部材は、前記曲面部に沿って配置されていることを特徴とする、熱処理装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記開口部が延びる方向において、前記対向部の長さは、前記冷却部材対向部の長さよりも大きく設定されていることを特徴とする、熱処理装置。

Images