JP6180276B2 - 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。

半導体製造用のウェハに熱処理を行うための、熱処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。熱処理装置の一例として、特許文献１に記載の熱処理装置は、ウェハにアニール処理を施す。この熱処理装置は、ＳｉＣ製の反応管と、ヒータと、ボートと、アダプタと、シールキャップと、ガス導入経路と、を有している。

反応管は、円筒状に形成されており、ヒータに取り囲まれている。反応管の上端は、閉じられている。一方、反応管の下端は開放されており、円筒状のアダプタに接続されている。ボートは、アダプタで囲まれた空間を通って反応管の内部に挿入される、ボートは、複数枚のウェハを保持するために設けられている。このボートが反応管の内部に挿入されると、アダプタの下端は、シールキャップによって閉じられる。すなわち、反応管の内部の空間が閉じられる。

シールキャップがアダプタの下端を閉じると、ガス導入経路から、熱処理用のガスが反応管の内部に供給される。また、ヒータが反応管の内部を加熱することで、反応管の内部が高温になる。その結果、酸化シリコン層がウェハに形成される。

特開２０１１−１７６３２０号公報

ガス導入経路のノズルは、アダプタに固定されており、ボートまでの距離が長い。このため、ノズルから吹き出されたガスは、ボートに置かれたウェハに到達するまえに、反応管内で反応作用を生じてしまい、好ましくない。したがって、ノズルは、可能な限りウェハの近傍に配置されることが好ましい。しかしながら、ノズルはアダプタに固定されている一方で、ウェハを保持しているボートは、反応管に出し入れされる作業に伴って、アダプタおよび反応管に対して変位する。このため、ノズルは、ボートが変位されるときに当該ボートに接触しないように配置される必要があり、ノズルとボートとの距離を短くすることに限界がある。

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、熱処理用ガスをウェハなどの被処理物に供給するためのノズル部を、被処理物のより近くに配置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、一端部が閉じられ且つ他端部が開放された形状を有するチューブと、被処理物を保持するために設けられ、前記チューブの延びる長手方向に沿って変位されることで前記チューブに出し入れされるボートと、前記ボートと前記長手方向に同行移動可能に構成され、前記ボートが前記チューブ内に配置された状態において前記チューブの前記他端部を塞ぐための閉塞部材と、前記ボートが前記チューブ内に配置された状態において前記チューブに取り囲まれる柱部材と、前記チューブ内の前記被処理物に熱処理用ガスを供給するためのガス供給装置と、を備え、前記柱部材は、円筒状の内周部と、この内周部を取り囲む円筒状の外周部と、を含み、前記ガス供給装置は、前記閉塞部材と前記長手方向に同行移動可能な可動部を含み、前記可動部は、前記熱処理用ガスを前記被処理物に供給するためのノズル部と、前記柱部材の前記内周部と前記外周部との間に配置されたガス管と、を含み、前記閉塞部材の外側から前記ガス管および前記ノズル部を通って前記熱処理用ガスが前記被処理物に供給される。

この構成によると、可動部は、チューブの長手方向に沿ってボートと同行移動可能である。すなわち、ボートがチュ−ブに出し入れされる際、可動部のノズル部は、ボートおよび当該ボートに保持された被処理物とともに、チューブに対して変位する。よって、ボートおよび被処理物がチューブに出し入れされる際、ノズル部とボート（被処理物）との相対移動が生じず、したがって、ノズル部をボートおよび被処理物の極めて近くに配置することができる。以上の次第で、本発明によると、熱処理用ガスを被処理物に供給するためのノズル部を、被処理物のより近くに配置することができる。

（２）好ましくは、前記ガス供給装置は、前記可動部へ前記熱処理用ガスを送るための固定部をさらに含み、前記チューブの前記他端部を閉塞するための閉塞位置に前記閉塞部材が位置することで、前記可動部と前記固定部とが接続され、前記閉塞部材が前記閉塞位置から変位することで、前記可動部と前記固定部との接続が解除される。

この構成によると、ボートおよび被処理物がチューブから出された状態のとき、すなわち、閉塞部材が閉塞位置から変位している状態のとき、可動部と固定部との接続が解除される。これにより、たとえば、ボートの外側からボートの内側へ可動部を通して熱処理用ガスの供給を可能にするとともに、ボートなどを、チューブに対して支障なく昇降させることができる。このように、固定部と可動部とを分離できる結果、ボートをチューブから排出するにあたり、可動部などを閉塞部材から取り外す作業が不要となる。

（３）より好ましくは、前記可動部は、前記閉塞部材が前記閉塞位置に配置されているときにおいて前記固定部に接続される接続端部を有し、前記ガス供給装置は、前記固定部と前記接続端部の互いの対向部間に配置されるシール部材をさらに有している。

この構成によると、閉塞部材が閉塞位置に配置されることで、固定部と接続端部との間が気密的にシールされる。これにより、固定部から可動部へ、熱処理用ガスを漏れなく供給することが可能となる。

（４）より好ましくは、前記ガス供給装置は、前記接続端部を前記固定部に向けて加圧する加圧力を調整するための加圧力調整機構をさらに有している。

この構成によると、固定部と接続端部との間のシール部材の締め付け量を適切な値に調整することができる。これにより、固定部と接続端部との間の気密性を、より確実に高めることができる。

（５）より好ましくは、前記加圧力調整機構は、前記接続端部を変位させるための変位機構を有しており、前記接続端部の位置を調整することによって、前記加圧力を調整する。

この構成によると、接続端部の位置を調整するという簡易な構成で、固定部と接続端部との間の気密性を、より確実に高めることができる。

（６）好ましくは、前記可動部は、前記ボートを取り囲むように構成された筒状部をさらに有し、前記ノズル部は、前記筒状部に形成されており、前記ボートに保持された前記被処理物へ向けて熱処理用ガスを供給するように構成されている。

この構成によると、筒状部は、ボートに保持された被処理物を取り囲むように配置される。そして、この筒状部に設けられたノズル部から、上記被処理物へ向けて熱処理用ガスが供給される。このような構成であれば、ノズル部と被処理物との距離を、より小さくできる。よって、熱処理装置は、熱処理用ガスが反応作用を生じる前に当該熱処理用ガスを被処理物へより確実に供給できる。また、ボートに保持された被処理物は、筒状部で囲まれた空間内に配置されることとなる。このため、ノズル部から被処理物へ向けて供給された熱処理用ガスは、筒状部の空間に滞在され得る。よって、筒状部で囲まれた空間内における熱処理用ガスの濃度は、高い状態を維持される。これにより、熱処理装置は、熱処理用ガスの濃度が高い状態で当該熱処理用ガスを被処理物に供給できる。以上の次第で、熱処理装置において、熱処理用ガスが反応作用を生じる前に当該熱処理用ガスを被処理物へより確実に供給でき、且つ、熱処理用ガスの濃度が高い状態で当該熱処理用ガスを被処理物に供給することができる。

（７）より好ましくは、前記ノズル部は、前記筒状部の軸方向および周方向の少なくとも一方に関して複数箇所に形成されている。

この構成によると、筒状部内の空間における熱処理用ガスの濃度を、より均等にすることができる。その結果、熱処理装置は、被処理物を、より均等に熱処理できる。

（８）好ましくは、前記筒状部は、前記ノズル部が設けられた内周部と、この内周部を取り囲む外周部と、これら内周部および外周部間に形成され前記熱処理用ガスが通過するためのチャンバと、を含む。

この構成によると、熱処理用ガスは、一旦、チャンバに溜められる。これにより、ノズル部から噴射される熱処理用ガスに、脈動などが生じることを抑制できる。その結果、熱処理装置は、熱処理用ガスを被処理物へより安定した態様で供給することができる。
（９）好ましくは、前記熱処理装置は、前記柱部材の前記内周部に取り囲まれ前記チューブ内から前記閉塞部材への熱の移動を抑制するためのヒートバリアをさらに備えている。
（１０）好ましくは、前記柱部材は、前記柱部材における前記内周部の下端部と前記外周部の下端部を連結し前記ガス管が通される下端部材と、前記柱部材における前記内周部の上端部と前記外周部の上端部を連結し前記ガス管が通される上端部材と、を含んでいる。

本発明によると、熱処理用ガスを被処理物に供給するためのノズル部を、被処理物のより近くに配置することができる。

本発明の第１実施形態にかかる熱処理装置の側面図であり、一部を断面で示している。 熱処理装置の閉塞体の周辺の拡大図である。 熱処理装置の架台の周辺の拡大図であり、一部を省略して示している。 閉塞部材の近傍におけるガス供給装置の周辺の拡大図である。 インナーチューブの上端部の近傍におけるガス供給装置の周辺の拡大図である。 熱処理装置の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態の側面図であり、一部を断面で示している。 本発明の第２実施形態の主要部の拡大図である。

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。なお、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。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる熱処理装置１の側面図であり、一部を断面で示している。図１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。より具体的には、熱処理装置１は、被処理物１００に向けて加熱されたガス（熱処理用ガス）を供給することで、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。本実施形態において、熱処理装置１は、縦型炉である。

本実施形態では、被処理物１００は、半導体を製造するためのウェハであり、円板状に形成されている。また、熱処理装置１が被処理物１００に行う熱処理として、アニール処理、酸化処理、拡散処理、および、リフロー処理などを例示することができる。なお、被処理物１００は、ウェハに限らず、他の部材であってもよい。

熱処理装置１は、ヒータ２と、台座３と、アウターチューブ４と、インナーチューブ５と、端部閉塞機構６と、駆動装置７と、架台８と、架台８に設けられたヒートバリア９と、ガス供給装置１０と、ボート１１と、を備えている。

ヒータ２は、アウターチューブ４内の雰囲気（気体）を加熱するために設けられている。ヒータ２は、たとえば、電熱ヒータである。ヒータ２は、全体として中空の箱形形状に形成されており、アウターチューブ４の一部を収納している。ヒータ２は、周壁２ａと、天壁２ｂとを有している。周壁２ａは、アウターチューブ４を取り囲むように配置されている。天壁２ｂは、周壁２ａの上端部を塞いでおり、アウターチューブ４の上方に位置している。周壁２ａの下端部は、台座３に受けられている。

台座３は、ヒータ２を支持するために設けられている。台座３は、アウターチューブ４における上端部（一端部）４ａと下端部（他端部）４ｂの間の中間部４ｃにおいて、当該アウターチューブ４を取り囲むように配置されている。

アウターチューブ４は、ボート１１に収容された被処理物１００を収容し、当該被処理物１００に熱処理を施すために設けられている。アウターチューブ４は、本発明の「チューブ」の一例である。アウターチューブ４は、たとえば、炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いて形成された、耐熱性の中空部材である。アウターチューブ４は、縦長の円筒状に形成されており、上下方向（鉛直方向）Ｘ１に細長く延びている。本実施形態では、上下方向Ｘ１は、アウターチューブ４の長手方向である。アウターチューブ４の上端部４ａは、閉じられている。また、アウターチューブ４の下端部４ｂは、下方に向けて開放されている。

アウターチューブ４の上端部４ａは、当該アウターチューブ４内の空間を上方から覆っている。アウターチューブ４の上端部４ａおよび中間部４ｃは、ヒータ２で囲まれた空間に配置されている。アウターチューブ４の中間部４ｃは、環状のスペーサ１２によって取り囲まれている。スペーサ１２は、アウターチューブ４とヒータ２の周壁２ａとの間に配置されており、台座３に支持されている。アウターチューブ４の下端部４ｂは、ヒータ２から当該ヒータ２の下方に突出している。アウターチューブ４の下端部４ｂは、フランジ部４ｄを有している。

フランジ部４ｄは、環状のフランジであり、アウターチューブ４の径方向外方に向けて突出した形状を有している。アウターチューブ４の下端部４ｂは、端部閉塞機構６によって閉塞される。

端部閉塞機構６は、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１を閉塞するために設けられている。端部閉塞機構６は、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１を閉塞した状態と、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１を開放した状態とを切り替えることが可能である。

図２は、熱処理装置１の端部閉塞機構６の周辺の拡大図である。図２を参照して、端部閉塞機構６は、環状部１３と、閉塞部材１４と、を有している。

環状部１３は、アウターチューブ４と同軸に配置された環状の部分であり、アウターチューブ４の下端部４ｂから下方に延びる筒状に形成されている。環状部１３は、アウターチューブ４と閉塞部材１４との間のアダプタとして設けられている。

環状部１３は、スペーサ１５と、スペーサ１６と、受け部材１７と、底部スペーサ１８と、を有しており、これらスペーサ１５、スペーサ１６、受け部材１７、および、底部スペーサ１８は、上下方向Ｘ１に並んでいる。

スペーサ１５は、フランジ部４ｄの周囲を取り囲むように配置された、環状の部分である。スペーサ１５の上端部は、台座３の下端部に受けられている。スペーサ１５は、略Ｊ字状に形成された断面形状を有しており、フランジ部４ｄの下方に配置された下端部を有している。スペーサ１５の下端部は、フランジ部４ｄの下端面を受けている。スペーサ１５の下端部の上面には、環状の溝が形成されており、当該溝は、シール部材としてのＯリング１９を保持している。Ｏリング１９は、スペーサ１５の下端部とフランジ部４ｄとの間を気密的にシールしている。スペーサ１５は、スペーサ１６と接触している。

スペーサ１６は、スペーサ１５の下方に配置されている。スペーサ１６の上端部は、スペーサ１５の下端部と密着している。スペーサ１６の中間部には、ガス排出管２０が形成されている。ガス排出管２０は、アウターチューブ４内に供給されたガスなどの気体を、アウターチューブ４の外部に排出するために設けられている。ガス排出管２０は、スペーサ１６を貫通しており、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１に開放されている。また、ガス排出管２０は、図示しない吸引ポンプなどに接続されている。スペーサ１６は、受け部材１７と接触している。

受け部材１７は、スペーサ１６の下方に配置された、環状の板部材である。受け部材１７の上面には、環状の溝が形成されており、当該溝は、シール部材としてのＯリング２１を保持している。Ｏリング２１は、受け部材１７の上端部とスペーサ１６の下端部との間を気密的にシールしている。受け部材１７の内周部は、インナーチューブ５を受けている。

図１を参照して、インナーチューブ５は、アウターチューブ４の内部に配置された、筒状の部材である。インナーチューブ５の材料は、たとえば、アウターチューブ４の材料と同様である。インナーチューブ５は、受け部材１７から上方に延びる円筒状に形成されており、アウターチューブ４の上端部４ａの近傍にまで延びている。

インナーチューブ５は、熱処理装置１における熱処理動作時において、ボート１１および被処理物１００を取り囲むように配置されている。

再び図２を参照して、インナーチューブ５を支持する受け部材１７は、底部スペーサ１８と接触している。底部スペーサ１８は、受け部材１７の下方に配置された、環状の部材である。底部スペーサ１８の上部は、受け部材１７の下面と密着している。底部スペーサ１８は、溝部１８ａを有している。溝部１８ａは、Ｕ字状の断面形状を有しており、アウターチューブ４の径方向の外方に向けて開放されている。

溝部１８ａは、たとえば、底部スペーサ１８の周方向の全域に亘って形成されている。溝部１８ａの底部、すなわち、底部スペーサ１８の中間部には、ガス供給管２２が接続されている。ガス供給管２２は、たとえば、ガス供給装置１０から供給されるガスとは異なるガスを、アウターチューブ４内の空間Ｓ１に供給するために設けられている。

このガス供給管２２は、図示しないガス発生源に接続されている。底部スペーサ１８の下面には、環状の溝が形成されており、当該溝は、シール部材としてのＯリング２３を保持している。Ｏリング２３は、底部スペーサ１８の下面と閉塞部材１４の上面との間を気密的にシールするために設けられている。

また、底部スペーサ１８の下部には、貫通孔１８ｂが形成されている。この貫通孔１８ｂは、ガス供給装置１０の後述する固定部２７の第１ガス管２９が挿入される部分として設けられており、上下方向Ｘ１に延びている。底部スペーサ１８の下方に、閉塞部材１４が配置されている。

図１および図４を参照して、閉塞部材１４は、ボート１１がアウターチューブ４内に配置された状態においてアウターチューブ４の下端部４ｂを塞ぐための蓋部材として設けられている。この閉塞部材１４は、ボート１１と上下方向Ｘ１に同行移動することで、アウターチューブ４に対する上下方向Ｘ１の移動が可能に構成されている。

このように、閉塞部材１４がアウターチューブ４に対して上下方向Ｘ１に変位することで、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１が閉じられた状態と、アウターチューブ４の内部の空間Ｓ１が下方に開放された状態とが、切り替えられる。なお、本実施形態では、閉塞部材１４がアウターチューブ４の下端部４ｂを閉塞しているときの当該閉塞部材１４の位置を、閉塞位置Ｐ１という。図１および図２は、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１にある状態を示している。なお、本実施形態は、特に説明無き場合、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１にある状態を基準に説明する。

閉塞部材１４は、たとえば、円板状に形成されている。閉塞部材１４は、底部スペーサ１８の開口部を塞ぐことが可能な大きさに形成されている。閉塞部材１４が底部スペーサ１８の開口部を塞ぐと、閉塞部材１４の外周部は、Ｏリング２３と接触する。これにより、閉塞部材１４と底部スペーサ１８との間が気密的にシールされる。閉塞部材１４には、複数（たとえば、３つ）の貫通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成されている。これらの貫通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、閉塞部材１４を上下方向Ｘ１に貫通している。

閉塞部材１４の貫通孔１４ａは、底部スペーサ１８の貫通孔１８ｂと上下に並ぶように形成されている。閉塞部材１４が底部スペーサ１８の開口部を塞いでいる状態（閉塞状態）において、これらの貫通孔１４ａ，１８ｂは、連続する。閉塞部材１４の貫通孔１４ｂ，１４ｃは、ガス供給装置１０の後述する第３ガス管３３の第２端部３３ｂおよび第３端部３３ｃを挿入されている。上記の構成を有する閉塞部材１４は、駆動装置７によって、上下方向Ｘ１に変位可能に構成されている。

駆動装置７は、梁部材２４と、駆動機構２５と、を有している。

梁部材２４は、略水平に延びる部材であり、閉塞部材１４のたとえば下端部に固定されている。梁部材２４は、駆動機構２５に支持されている。駆動機構２５は、図示しない電動モータなどを有しており、梁部材２４および閉塞部材１４などを上下方向Ｘ１に変位させる。閉塞部材１４は、架台８を支持している。

図３は、熱処理装置１の架台８の周辺の拡大図であり、一部を省略して示している。図３を参照して、架台８は、柱部材２６と、ヒートバリア９とを有している。

柱部材２６は、閉塞部材１４から上方に延びる柱状に形成されている。柱部材２６は、アウターチューブ４、および、端部閉塞機構６で囲まれた空間Ｓ１に配置されている。柱部材２６は、下端部材２６ａと、内周部２６ｂと、外周部２６ｃと、上端部材２６ｄとを有している。

下端部材２６ａは、環状に形成されたブロック状の部材であり、閉塞部材１４の上面に配置されている。下端部材２６ａは、閉塞部材１４の２つの貫通孔１４ｂ，１４ｃの上方に配置されている。下端部材２６ａは、内周部２６ｂおよび外周部２６ｃを支持している。

内周部２６ｂおよび外周部２６ｃは、それぞれ、円筒状に形成されており、下端部材２６ａから上方に延びている。内周部２６ｂおよび外周部２６ｃは、同軸に配置されており、内周部２６ｂは外周部２６ｃに取り囲まれている。内周部２６ｂの上端部および外周部２６ｃの上端部は、それぞれ、アウターチューブ４の中間部４ｃの近傍に位置している。内周部２６ｂの上端部および外周部２６ｃの上端部は、上端部材２６ｄに連結されている。

上端部材２６ｄは、たとえば、環状に形成されたブロック状の部材である。上端部材２６ｄは、内周部２６ｂと外周部２６ｃとの間の空間の上端を塞いでいる。上記の構成を有する柱部材２６は、ヒートバリア９を保持している。

ヒートバリア９は、ボート１１からの熱が端部閉塞機構６に伝わることを抑制するために設けられている。ヒートバリア９は、たとえば、熱伝導率の比較的低い材料を用いて形成されている。ヒートバリア９は、柱部材２６の内周部２６ｂで囲まれた空間に配置されており、当該内周部２６ｂに支持されている。上記の構成を有する架台８の上方の被処理物１００へ向けて、ガス供給装置１０が、熱処理用ガスを供給する。

図４は、閉塞部材１４の近傍におけるガス供給装置１０の周辺の拡大図である。図５は、インナーチューブ５の上端部の近傍におけるガス供給装置１０の周辺の拡大図である。

図１、図４および図５を参照して、ガス供給装置１０は、アウターチューブ４および端部閉塞機構６で囲まれた空間Ｓ１に、熱処理用ガスを供給するために設けられている。本実施形態では、ガス供給装置１０は、熱処理用ガスを、可及的に被処理物１００の近くから当該被処理物１００へ向けて供給するための構成を有している。なお、ガス供給装置１０の部材内の矢印は、熱処理用ガスの流れの一例を示している。以下、ガス供給装置１０の、より具体的な構成を説明する。

ガス供給装置１０は、アウターチューブ４の外部で生成された熱処理用ガスを、アウターチューブ４内の被処理物１００へ向けて供給するために設けられている。本実施形態では、ガス供給装置１０の一部（後述する可動部２８）は、閉塞部材１４、ボート１１、および、被処理物１００などとともに、上下方向Ｘ１に変位可能に構成されている。この構成が採用されている結果、被処理物１００のより近くから、熱処理用ガスを被処理物１００へ供給することができる。また、本実施形態では、ガス供給装置１０は、ボート１１を取り囲む筒状部３６を有している。この構成が採用されている結果、被処理物１００のより一層近くから、熱処理用ガスを被処理物１００へ供給することができる。

ガス供給装置１０は、固定部２７と、可動部２８と、を有している。

固定部２７は、被処理物１００がインナーチュ−ブ４から出し入れされる際にアウターチューブ４とは相対変位しない部分として設けられている。この固定部２７は、可動部２８へ熱処理用ガスを送るために設けられている。

固定部２７は、第１ガス管２９と、底部スペーサ１８と、を有している。すなわち、底部スペーサ１８は、端部閉塞機構６の一部であり、且つ、ガス供給装置１０の一部でもある。

第１ガス管２９は、たとえば、Ｌ字状に形成されている。第１ガス管２９の一部は、底部スペーサ１８の溝部１８ａに収容されている。第１ガス管２９の一端部２９ａは、底部スペーサ１８の貫通孔１８ｂに挿入されており、底部スペーサ１８に固定されている。第１ガス管２９の他端部２９ｂは、たとえば、熱処理用ガス発生装置（図示せず）に接続されている。固定部２７の第１ガス管２９内のガスは、可動部２８へ送られる。

可動部２８は、閉塞部材１４、架台８、および、ボート１１などとともに、アウターチューブ４に対して上下方向Ｘ１に変位可能な部分として設けられている。可動部２８は、閉塞部材１４、架台８、および、ボート１１とともに、上下方向Ｘ１に同行移動可能に構成されている。

可動部２８は、第２ガス管３１と、加圧力調整機構３２と、第３、第４、および、第５ガス管３３，３４，３５と、筒状部３６と、筒状部３６に形成されたノズル部３７，３８と、第１端壁部４１と、第２端壁部４２と、を有している。

第２ガス管３１は、固定部２７の第１ガス管２９と接続される部分として設けられている。この第２ガス管３１は、可動部２８の接続端部として設けられており、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１に配置されているときにおいて、固定部２７の底部スペーサ１８に接続される。第２ガス管３１は、閉塞部材１４の貫通孔１４ａに挿入されている。第２ガス管３１は、第１ガス管２９の一端部２９ａに接続されている。

第２ガス管３１は、フランジ部３１ａと、第２ガス管本体３１ｂと、を有している。

フランジ部３１ａは、閉塞部材１４の貫通孔１４ａ内において、底部スペーサ１８の貫通孔１８ｂと上下方向Ｘ１に向かい合って配置されている。フランジ部３１ａの上面には、環状の溝が形成されており、この溝に、シール部材としてのＯリング４３が配置されている。Ｏリング４３は、ガス供給装置１０の一要素であり、底部スペーサ１８の下面に接触している。

このように、Ｏリング４３は、固定部２７の底部スペーサ１８と、第２ガス管３１の互いの対向部間に配置されている。これにより、第２ガス管３１と底部スペーサ１８（第１ガス管２９の一端部２９ａ）との間が気密的にシールされている。フランジ部３１ａは、第２ガス管本体３１ｂに固定されている。

第２ガス管本体３１ｂは、フランジ部３１ａから下方に延びている。第２ガス管本体３１ｂの下部には、溝部が形成されており、この溝部には、雌ねじ部３１ｄが形成されている。雌ねじ部３１ｄには、加圧力調整機構３２の後述する可動管４５が差し込まれている。

加圧力調整機構３２は、第２ガス管３１を固定部２７の底部スペーサ１８に向けて加圧する力を調整するために設けられている。換言すれば、加圧力調整機構３２は、ガス供給装置１０の固定部２７と可動部２８との接続部分における、気密性を調整するために設けられている。加圧力調整機構３２は、第２ガス管３１を閉塞部材１４に対して変位させるための変位機構として設けられている。加圧力調整機構３２は、閉塞部材１４に対する第２ガス管３１の上下方向Ｘ１の位置を調整することで、上記の加圧力を調整するように構成されている。

加圧力調整機構３２は、ベース管４４と、可動管４５と、締結部材４６と、を有している。

ベース管４４は、閉塞部材１４に固定される部分として設けられている。ベース管４４は、フランジ部４４ａと、ベース管本体４４ｂとを有している。

フランジ部４４ａは、閉塞部材１４の下方に配置されている。フランジ部４４ａは、ボルトなどの固定部材４７を用いて閉塞部材１４に固定されており、閉塞部材１４の下面に受けられている。フランジ部４４ａは、ベース管本体４４ｂに貫通されている。

ベース管本体４４ｂは、第２ガス管本体３１ｂを取り囲んでいる。ベース管本体４４ｂとフランジ部４４ａとの接続部には、Ｏリング４８が配置されている。このＯリング４８は、ベース管本体４４ｂと閉塞部材１４の貫通孔１４ａとの間を気密的にシールしている。ベース管本体４４ｂの下部は、雄ねじ部４４ｃと、溝部４４ｄとを有している。

雄ねじ部４４ｃは、ベース管本体４４ｂの下部の外周部に形成されている。溝部４４ｄは、ベース管本体４４ｂの下部の内周面に形成されており、ベース管本体４４ｂの下端面に開放されている。ベース管本体４４ｂは、可動管４５の一部を取り囲んでいる。

可動管４５は、第２ガス管３１に対して上下方向Ｘ１に変位可能であり、且つ、ベース管４４に対して上下方向Ｘ１に変位可能な部分として設けられている。可動管４５は、雄ねじ部４５ａと、段部４５ｂと、を有している。

可動管４５の雄ねじ部４５ａは、当該可動管４５の上部に形成されている。この雄ねじ部４５ａは、第２ガス管３１の下部の雌ねじ部３１ｄにねじ結合している。これら雄ねじ部４５ａと雌ねじ部３１ｄとの結合量を調整することで、可動管４５からの第２ガス管３１の突出量を調整することができる。雄ねじ部４５ａの下方に、段部４５ｂが形成されている。

段部４５ｂは、可動管４５の中間部の直径が当該可動管４５の上部の直径よりも大きいことで形成された、環状の部分であり、上方を向いている。この段部４５ｂと、第２ガス管３１の下端面との間に、Ｏリング４９が配置されている。これにより、第２ガス管３１と可動管４５との接続部分が、気密的にシールされている。

可動管４５の中間部の外周には、複数のＯリング５０，５１が取り付けられている。これらのＯリング５０，５１は、ベース管４４の溝部４４ｄに収容されており、ベース管４４と可動管４５との間を気密的にシールしている。可動管４５の中間部の外周部には、筒状のカラー５２が固定されている。このカラー５２の一部は、溝部４４ｄ内に配置されている。また、カラー５２には、環状の段部５２ａが形成されている。この段部５２ａは、下方を向いており、この段部４５ｂは、締結部材４６に支持されている。

締結部材４６は、可動管４５をベース管４４に保持させるために設けられている。締結部材４６は、たとえば、ナット部材であり、雌ねじ部４６ａを有している。締結部材４６の雌ねじ部４６ａは、ベース管４４の外周の雄ねじ部４４ｃにねじ結合している。また、締結部材４６は、カラー５２の環状の段部５２ａを受けている。締結部材４６がベース管４４にねじ結合される結果、締結部材４６は、カラー５２を支持している。これにより、カラー５２、可動管４５、および、第２ガス管３１が下方に変位することは、規制される。

加圧力調整機構３２による加圧力調整は、下記のようにして行われる。すなわち、加圧力調整の際、作業員は、まず、第２ガス管３１と可動管４５とのねじ結合量を調整する。次に、作業員は、締結部材４６をベース管４４にねじ結合する。これにより、可動管４５および第２ガス管３１は、ベース管４４に対する上下方向Ｘ１の位置を規定され、その結果、第２ガス管３１と閉塞部材１４との加圧力が規定される。加圧力調整機構３２は、第３ガス管３３と接続されている。

第３ガス管３３の第１端部３３ａは、加圧力調整機構３２の可動管４５の下端部に接続されている。第３ガス管３３の第１端部３３ａは、フレキシブル管３３ｄを有している。フレキシブル管３３ｄは、伸縮可能な管であり、可動管４５の変位に伴う第３ガス管３３の第１端部３３ａの先端の変位に応じて、伸縮する。

また、第３ガス管３３の途中部は、２本に分岐しており、その結果、当該第３ガス管３３は、第１、第２、および、第３端部３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有している。第３ガス管３３の第２端部３３ｂは、閉塞部材１４の貫通孔１４ｂに挿入されている。また、第３ガス管３３の第３端部３３ｃは、閉塞部材１４の貫通孔１４ｃに挿入されている。

第３ガス管３３の第２端部３３ｂは、第４ガス管３４に接続されている。具体的には、閉塞部材１４の上面における貫通孔１４ｂの周縁部には、環状の溝部が形成されており、この溝部にＯリング５３が配置されている。このＯリング５３は、柱部材２６の下端部材２６ａに接触しており、閉塞部材１４と下端部材２６ａとの間を気密的にシールしている。そして、Ｏリング５３と下端部材２６ａと閉塞部材１４とで囲まれた空間を介して、第３ガス管３３の第２端部３３ｂと、第４ガス管３４の下端部とが接続されている。

第４ガス管３４は、柱部材２６の内周部２６ｂと外周部２６ｃとの間に配置されており、上下方向Ｘ１に沿って直線状に延びている。第４ガス管３４の上端部は、筒状部３６に接続されている。

第３ガス管３３の第３端部３３ｃは、第５ガス管３５に接続されている。具体的には、閉塞部材１４の上面における貫通孔１４ｃの周縁部には、環状の溝部が形成されており、この溝部にＯリング５４が配置されている。このＯリング５４は、柱部材２６の下端部材２６ａに接触しており、閉塞部材１４と下端部材２６ａとの間を気密的にシールしている。そして、Ｏリング５４と下端部材２６ａと閉塞部材１４とで囲まれた空間を介して、第３ガス管３３の第３端部３３ｃと、第５ガス管３５の下端部とが接続されている。

第５ガス管３５は、柱部材２６の内周部２６ｂと外周部２６ｃとの間に配置されており、上下方向Ｘ１に沿って直線状に延びている。第５ガス管３５の上端部は、筒状部３６に接続されている。

図１および図５を参照して、筒状部３６は、ボート１１に保持された被処理物１００に向けて熱処理用ガスを供給するために設けられている。筒状部３６は、アウターチューブ４の上端部４ａの近傍に配置されており、架台８の柱部材２６によって支持されている。筒状部３６は、ボート１１を取り囲んでいる。この筒状部３６は、アウターチューブ４の中間部４ｃに取り囲まれている。また、筒状部３６は、インナーチューブ５によって取り囲まれている。本実施形態では、筒状部３６は、円筒状に形成されている。

筒状部３６は、内周部３６ａと、外周部３６ｂと、仕切部材３６ｃと、下端部材３６ｄと、上端部材３６ｅと、を有している。

内周部３６ａ、および、外周部３６ｂは、それぞれ、所定の厚みを有する板部材を円筒状に曲げた形状を有している。内周部３６ａおよび外周部３６ｂは、互いに同軸に配置されている。外周部３６ｂは、内周部３６ａを取り囲んでいる。内周部３６ａと外周部３６ｂとは、筒状部３６の径方向に所定の距離だけ離隔して配置されている。上下方向Ｘ１における内周部３６ａの中間部に、仕切部材３６ｃが配置されている。

仕切部材３６ｃは、内周部３６ａと外周部３６ｂとの間の空間を上下に分割するために設けられている。仕切部材３６ｃは、内周部３６ａと外周部３６ｂとの間に配置されており、仕切部材３６ｃの上方の空間と、仕切部材３６ｃの下方の空間とを仕切っている。仕切部材３６ｃと、内周部３６ａと、外周部３６ｂと、下端部材３６ｄとで仕切られた空間が、下チャンバ３６ｆを構成している。また、仕切部材３６ｃと、内周部３６ａと、外周部３６ｂと、上端部材３６ｅとで仕切られた空間が、上チャンバ３６ｇを構成している。

上チャンバ３６ｇおよび下チャンバ３６ｆは、それぞれ、熱処理用ガスが通過する部分であり、筒状部３６の周方向の全域に亘って形成されている。内周部３６ａおよび外周部３６ｂの下端部に、下端部材３６ｄが固定されている。

下端部材３６ｄは、筒状部３６の下端部として設けられている。下端部材３６ｄは、平板状且つ環状に形成されている。下端部材３６ｄは、架台８の柱部材２６の上端部材２６ｄに固定されており、当該上端部材２６ｄ上に位置している。より具体的には、下端部材３６ｄの外周部が、柱部材２６の上端部材２６ｄに固定されている。下端部材３６ｄは、ガス通路３６ｈ，３６ｉを有している。

ガス通路３６ｈは、第４ガス管３４に対応して形成されている。このガス通路３６ｈは、上下方向Ｘ１に延びており、下端部材３６ｄの上面に開放されている。ガス通路３６ｈは、第４ガス管３４の上端部に接続されている。外周部３６ｂの下端部は、当該外周部３６ｂの周方向の一部が当該外周部３６ｂの径方向の外方に延びた部分３６ｊを有しており、当該延びた部分３６ｊは、ガス通路３６ｈに接続されている。これにより、第４ガス管３４からのガスは、下チャンバ３６ｆへ導入される。一方、第５ガス管３５からのガスは、ガス通路３６ｉなどを介して、上チャンバ３６ｇへ導入される。

ガス通路３６ｉは、第５ガス管３５に対応して形成されている。このガス通路３６ｉは、上下方向Ｘ１に延びており、下端部材３６ｄの上面に開放されている。ガス通路３６ｉは、第５ガス管３５の上端部に接続されている。ガス通路３６ｉは、バイパス管３６ｋに接続されている。

バイパス管３６ｋは、下チャンバ３６ｆ内を通過するように配置されている。バイパス管３６ｋの下端部は、ガス通路３６ｉに接続されている。バイパス管３６ｋの上端部は、仕切部材３６ｃを貫通しており、且つ、上チャンバ３６ｇに開放されている。これにより、第５ガス管３５からのガスは、下チャンバ３６ｆへは導入されず、上チャンバ３６ｇに導入される。上チャンバ３６ｇの上方に配置された上端部材３６ｅは、内周部３６ａおよび外周部３６ｂによって支持されている。

上端部材３６ｅは、筒状部３６の上端部として設けられている。上端部材３６ｅは、平板状且つ環状に形成されており、内周部３６ａおよび外周部３６ｂに固定されている。

上記のように、上下方向Ｘ１に関して複数のチャンバ３６ｆ，３６ｇが設けられており、これらのチャンバ３６ｆ，３６ｇは、異なるガス管３４，３５を介して熱処理用ガスを供給される。これにより、各チャンバ３６ｆ，３６ｇにおけるガス供給量の偏りが、より少なくされている。熱処理用ガスは、これらのチャンバ３６ｆ，３６ｇから、ノズル部３７，３８を介して、被処理物１００へ向けて供給される。

ノズル部３７，３８は、ボート１１に保持された被処理物１００に熱処理用ガスを供給するために設けられている。ノズル部３７，３８は、筒状部３６の内周部３６ａに形成されており、当該内周部３６ａを貫通している。ノズル部３７，３８は、たとえば、丸孔形状のノズルである。なお、ノズル部３７，３８の形状は、特に限定されず、被処理物１００へ向けて熱処理用ガスを供給可能であればよい。

ノズル部３７，３８は、筒状部３６に取り囲まれた空間Ｓ２を向いている。ノズル部３７は、仕切部材３６ｃの下方に配置されている。ノズル部３７は、下チャンバ３６ｆに連続しており、この下チャンバ３６ｆに供給された熱処理用ガスが、ノズル部３７から、ボート１１の下半部に保持された被処理物１００（空間Ｓ２）へ向けて供給される。また、ノズル部３８は、仕切部材３６ｃの上方に配置されている。ノズル部３８は、上チャンバ３６ｇに連続しており、この上チャンバ３６ｇに供給された熱処理用ガスが、ノズル部３８から、ボート１１の上半部に保持された被処理物１００（空間Ｓ２）へ向けて供給される。

ノズル部３７およびノズル部３８は、それぞれ、複数設けられている。具体的には、ノズル部３７は、筒状部３６の軸方向（上下方向Ｘ１）に関して等間隔に複数設けられている。また、ノズル部３７は、筒状部３６の周方向に関して等間隔に複数設けられている。同様に、ノズル部３８は、筒状部３６の軸方向に関して等間隔に複数設けられている。また、ノズル部３８は、筒状部３６の周方向に関して等間隔に複数設けられている。

なお、ノズル部３７は、筒状部３６の軸方向における１箇所にのみ形成されていてもよいし、筒状部３６の周方向における１箇所にのみ形成されていてもよい。同様に、ノズル部３８は、筒状部３６の軸方向における１箇所にのみ形成されていてもよいし、筒状部３６の周方向における１箇所にのみ形成されていてもよい。また、ノズル部３７およびノズル部３８の何れかは、省略されてもよい。

上記の構成を有する筒状部３６には、一対の端壁部としての第１端壁部４１、および、第２端壁部４２が取り付けられている。第１端壁部４１は、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２を下方（筒状部３６の軸方向の一方）側から塞ぐ底壁として設けられている。第２端壁部４２は、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２を上方（筒状部３６の軸方向の他方）側から塞ぐ天壁として設けられている。

その結果、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２は、当該筒状部３６と、第１端壁部４１と、第２端壁部４２とによって、閉じられた空間となっている。これにより、ノズル部３７，３８から供給された熱処理用ガスは、空間Ｓ２の内部に、より確実に滞留することができる。よって、被処理物１００の熱処理が、より確実且つ均等に行われる。

第１端壁部４１は、筒状部３６の下部に配置されている。第１端壁部４１は、円板状に形成されており、筒状部３６の内周部３６ａの内周面に固定されている。この第１端壁部４１には、下チャンバ３６ｆから熱処理用ガスが供給される。

具体的には、第１端壁部４１と下チャンバ３６ｆとを接続する中継管５５が設けられている。中継管５５の一端部は、下チャンバ３６ｆに接続されている。中継管５５の他端部は、第１端壁部４１を貫通しており、第１端壁部４１の上面に開放されている。この他端部は、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２に開放されている。このような構成により、第１端壁部４１の上面には、ノズル部５６が形成されている。

ノズル部５６は、ボート１１に保持された被処理物１００へ向けて熱処理用ガスを供給するように構成されている。より具体的には、下チャンバ３６ｆからの熱処理用ガスは、中継管５５および第１端壁部４１のノズル部５６を介して、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２に供給される。

第２端壁部４２は、筒状部３６の上端部に配置されている。第２端壁部４２は、円板状に形成されている。第２端壁部４２の下部の外周部には、環状の窪み部４２ａが形成されている。当該窪み部４２ａは、上端部材３６ｅに載せられている。また、窪み部４２ａには、複数の位置決め用突起４２ｂが形成されている。

位置決め用突起４２ｂは、上端部材３６ｅに形成された位置決め用孔部３６ｍに挿入されている。これにより、第２端壁部４２が位置決めされている。第２端壁部４２には、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２から熱処理用ガス（気体）を排出するための排気口４２ｃが形成されている。

排気口４２ｃは、空間Ｓ２の上方に配置されており、第２端壁部４２を上下に貫通している。排気口４２ｃは、複数形成されており、空間Ｓ２からの気体の排出量が、空間Ｓ２の上端においてより均等になるように配置されている。上記の構成を有する第２端壁部４２は、ボート１１に固定されている。

ボート１１は、前述したように、アウターチューブ４内において被処理物１００を保持するために設けられており、アウターチューブ４の延びる上下方向Ｘ１（長手方向）に沿って変位されることで、アウターチューブ４に出し入れされる。ボート１１は、筒状部３６、第１端壁部４１、および、第２端壁部４２で取り囲まれた空間Ｓ２に配置されており、当該空間Ｓ２から抜き出されることが可能に構成されている。

ボート１１は、底部１１ａと、複数の柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、を有している。

底部１１ａは、たとえば、円板状に形成されており、第１端壁部４１に隣接して配置されている。底部１１ａには、複数の位置決め用孔部１１ｅが形成されている。これらの位置決め用孔部１１ｅは、第１端壁部４１に設けられた位置決め用突起４１ａに挿入されており、これにより、底部１１ａは、第１端壁部４１に対して位置決めされている。

また、底部１１ａには、通気口１１ｆが形成されている。通気口１１ｆは、底部１１ａを上下方向Ｘ１に貫通しており、第１端壁部４１に形成されたノズル部５６からの熱処理用ガスを、底部１１ａの上方へ向けて通過させる。底部１１ａは、複数の柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを支持している。

柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、被処理物１００が載せられる部分として設けられている。柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、底部１１ａの外周部に固定されている。２つの柱部１１ｂ，１１ｄは、底部１１ａの周方向に１８０°のピッチで配置されている。また、１つの柱部１１ｃは、上記２つの柱部１１ｂ，１１ｄから、底部１１ａの周方向に９０°のピッチで配置されている。

このように柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが配置されていることにより、上記１つの柱１１ｃとは底部１１ａの径方向に向かい合う箇所に、開口部１１ｇが形成されている。開口部１１ｇは、ボート１１に被処理物１００を出し入れするために設けられている。作業員は、この開口部１１ｇを通して被処理物１００をボート１１に出し入れすることが可能である。

各柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、複数の保持溝１１ｈを有している。保持溝１１ｈは、柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの内側部に形成されており、柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの長手方向（上下方向Ｘ１）と直交する方向（水平方向）に延びている。３つの柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの保持溝１１ｈは、１つの被処理物１００の外周縁部を、３箇所で受けている。

各柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄには、保持溝１１ｈが上下方向Ｘ１に等間隔に配置されている。これにより、３つの柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、複数の被処理物１００を上下に並べた状態で、これらの被処理物１００を保持することができる。各柱部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの上端部は、第２端壁部４２に固定されている。これにより、作業員は、第２端壁部４２を持ち上げることで、第２端壁部４２およびボート１１を筒状部３６に対して引き上げることができる。

また、たとえば、柱部１１ｂ，１１ｄの外側面には、凸条部１１ｉが形成されている。凸条部１１ｉは、上下方向Ｘ１に延びる突起状部分であり、内周部３６ａの内周面に形成された対応する凹条部３６ｎに嵌め込まれている。凹条部３６ｎは、上下方向Ｘ１に延びる溝状部分である。これら凸条部１１ｉと凹条部３６ｎとの結合により、ボート１１は、筒状部３６の周方向に関して位置決めされる。

以上が、熱処理装置１の概略構成である。次に、熱処理装置１における動作の一例を説明する。

図１、図４、および、図５を参照して、被処理物１００に熱処理が施されるとき、閉塞部材１４は、閉塞位置Ｐ１に配置されており、可動部２８の第２ガス管３１と固定部２７の底部スペーサ１８（第１ガス管２９）とが接続されている。この場合、被処理物１００は、ボート１１に保持されており、且つ、アウターチューブ４内において筒状部３６に取り囲まれている。この状態において、ガス供給装置１０に熱処理用ガスが供給されると、この熱処理用ガスは、固定部２７の第１ガス管２９から可動部２８の第２ガス管３１を通り、さらに、可動管４５、および、第３ガス管３３に送られる。

第３ガス管３３に送られた熱処理用ガスの一部は、第４ガス管３４および下チャンバ３６ｆなどを介してノズル部３７へ送られ、当該ノズル部３７から、被処理物１００に向けて供給される。また、第３ガス管３３に送られた熱処理用ガスの一部は、第５ガス管３５、バイパス管３６ｋ、および、上チャンバ３６ｇなどを介してノズル部３８へ送られ、当該ノズル部３７から、被処理物１００に向けて供給される。

被処理物１００に供給された熱処理用ガスは、被処理物１００の表面において酸素などと反応作用を生じ、その結果、被処理物１００が熱処理される。被処理物１００に供給された熱処理用ガスは、排気口４２ｃを通して筒状部３６内の空間Ｓ２から当該空間Ｓ２の外部へ排出され、インナーチューブ５の径方向外方の空間を通って、ガス排出管２０へ排出される。

被処理物１００の熱処理が完了した後、駆動機構２５が動作することにより、閉塞部材１４は、閉塞位置Ｐ１から下方に変位する。これにより、ボート１１、可動部２８、架台８、および、閉塞部材１４は、図６に示すように、アウターチューブ４の下方へ変位される。これにより、ガス供給装置１０の固定部２７の底部スペーサ１８および第１ガス管２９と、可動部２８の第２ガス管３１との接続が解除される。この状態で、作業員（図示せず）は、第２端壁部４２を持ち上げることで、ボート１１を筒状部３６から引き出す。その後、作業員は、次に熱処理装置１で熱処理される被処理物１００を保持したボート１１を、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２に配置する。

次いで、熱処理装置１が熱処理を行う場合には、駆動機構２５が動作することにより、ボート１１、筒状部３６などの可動部２８、架台８、および、閉塞部材１４は、アウターチューブ４へ向けて変位され、再び、アウターチューブ４の下端部４ｂが塞がれる。この状態で、再び、前述した熱処理動作が行われる。

以上説明したように、本実施形態の熱処理装置１によると、ガス供給装置１０の可動部２８は、アウターチューブ４の長手方向（上下方向Ｘ１）に沿ってボート１１と同行移動可能である。すなわち、ボート１１がアウターチュ−ブ４に出し入れされる際、可動部２８のノズル部３７，３８は、ボート１１および当該ボート１１に保持された被処理物１００とともに、アウターチューブ４に対して変位する。よって、ボート１１および被処理物１００がアウターチューブ４に出し入れされる際、ノズル部３７，３８とボート１１（被処理物１００）との相対移動が生じず、したがって、ノズル部３７，３８をボート１１および被処理物１００の極めて近くに配置することができる。以上の次第で、熱処理装置１は、熱処理用ガスを被処理物１００に供給するためのノズル部３７，３８を、被処理物１００のより近くに配置することができる。

また、熱処理装置１によると、アウターチューブ４の下端部４ｂを閉塞するための閉塞位置Ｐ１に閉塞部材１４が位置することで、可動部２８の第２ガス管３１と固定部２７の第１ガス管２９（底部スペーサ１８の下面）とが接続され、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１から変位することで、可動部２８の第２ガス管３１と固定部２７の第１ガス管２９との接続が解除される。この構成によると、ボート１１および被処理物１００がアウターチューブ４から出された状態のとき、すなわち、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１から変位している状態のとき、可動部２８の第２ガス管３１と固定部２７の第１ガス管２９との接続が解除される。これにより、架台８に対する下側からボート１１の内側へガス管３３〜３５などを通して熱処理用ガスの供給を可能にするとともに、ボート１１などを、アウターチューブ４に対して支障なく昇降させることができる。このように、固定部２７の第１ガス管２９と可動部２８の第３ガス管３３とを分離できる結果、ボート１１をアウターチューブ４から排出するにあたり、第３ガス管３３などを閉塞部材１４から取り外す作業が不要となる。

また、熱処理装置１によると、ガス供給装置１０のＯリング４３は、固定部２７の底部スペーサ１８と第２ガス管３１の互いの対向部間に配置される。この構成によると、閉塞部材１４が閉塞位置Ｐ１に配置されることで、固定部２７の底部スペーサ１８と第２ガス管３１との間が気密的にシールされる。これにより、固定部２７から可動部２８へ、熱処理用ガスを漏れなく供給することが可能となる。

また、熱処理装置１によると、ガス供給装置１０は、第２ガス管３１を固定部２７の底部スペーサ１８に向けて加圧する加圧力を調整するための加圧力調整機構３２を有している。この構成によると、固定部２７の底部スペーサ１８と第２ガス管３１との間のＯリング４３の締め付け量を適切な値に調整することができる。これにより、固定部２７の底部スペーサ１８と第２ガス管３１との間の気密性を、より確実に高めることができる。

また、熱処理装置１によると、加圧力調整機構３２は、第２ガス管３１の位置を調整することによって、上記の加圧力を調整する。この構成によると、加圧力調整機構３２は、第２ガス管３１の位置を調整するという簡易な構成で、固定部２７の底部スペーサ１８と第２ガス管３１との間の気密性を、より確実に高めることができる。

また、熱処理装置１によると、筒状部３６は、ボート１１に保持された被処理物１００を取り囲むように配置される。そして、この筒状部３６に設けられたノズル部３７，３８から、被処理物１００へ向けて熱処理用ガスが供給される。このような構成であれば、ノズル部３７，３８と被処理物１００との距離を、より小さくできる。よって、熱処理装置１は、熱処理用ガスが反応作用を生じる前に当該熱処理用ガスを被処理物１００へより確実に供給できる。また、ボート１１に保持された被処理物１００は、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２内に配置されることとなる。このため、ノズル部３７，３８から被処理物１００へ向けて供給された熱処理用ガスは、筒状部３６内の空間Ｓ２に滞在され得る。よって、筒状部３６で囲まれた空間Ｓ２内における熱処理用ガスの濃度は、高い状態を維持される。これにより、熱処理装置１は、熱処理用ガスの濃度が高い状態で当該熱処理用ガスを被処理物１００に供給できる。以上の次第で、熱処理装置１において、熱処理用ガスが反応作用を生じる前に当該熱処理用ガスを被処理物１００へより確実に供給でき、且つ、熱処理用ガスの濃度が高い状態で当該熱処理用ガスを被処理物１００に供給することができる。

また、熱処理装置１によると、ノズル部３７，３８は、筒状部３６の軸方向および周方向の少なくとも一方に関して複数箇所に形成されている。この構成によると、筒状部３６内の空間Ｓ２における熱処理用ガスの濃度を、より均等にすることができる。その結果、熱処理装置１は、被処理物１００を、より均等に熱処理できる。

また、熱処理装置１によると、熱処理用ガスは、一旦、チャンバ３６ｆ，３６ｇに溜められる。これにより、ノズル部３７，３８から噴射される熱処理用ガスに脈動などが生じることを抑制できる。その結果、熱処理装置１は、熱処理用ガスを被処理物１００へより安定した態様で供給することができる。

また、熱処理装置１によると、可動部２８の第１端壁部４１は、ボート１１に保持された被処理物１００へ向けて熱処理用ガスを供給するためのノズル部５６を有している。この構成によると、筒状部３６に囲まれた被処理物１００へ向けて、より均等に熱処理用ガスを供給することができる。

また、熱処理装置１によると、可動部２８の第２端壁部４２は、筒状部３６内の気体を排出するための排気口４２ｃを有している。この構成によると、反応作用を生じた後の熱処理用ガスを、筒状部３６に囲まれた空間Ｓ２からスムーズに排出することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態の側面図であり、一部を断面で示している。図８は、本発明の第２実施形態の主要部の拡大図である。なお、以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と同様の構成には、図に同様の符号を付して説明を省略する。

図７および図８を参照して、熱処理装置１Ａの構成が熱処理装置１の構成と異なっている点は、主に、以下である。すなわち、（１）熱処理装置１Ａが、筒状部３６、第１端壁部４１、および、第２端壁部４２を有していない点、（２）ボート１１が架台８の上端部材２６ｄＡに直接支持されている点、（３）ガス供給装置１０Ａからの熱処理用ガスが、筒状部３６を介すること無く被処理物１００に供給される点、である。

より具体的には、架台８の上端部材２６ｄＡは、円板状に形成されており、当該上端部材２６ｄＡの中央の上面にボート１１の底部１１ａが置かれている。底部１１ａの位置決め用孔部１１ｅは、上端部材２６ｄＡに設けられた位置決め用突起６１に嵌合している。

また、第４ガス管３４内の熱処理ガス、および、第５ガス管３５内の熱処理用ガスは、上端部材２６ｄＡの外周部の上面において、ガス供給装置１０Ａから放出され、被処理物１００へ向けて流れる。

なお、この実施形態では、熱処理用ガスは、第４ガス管３４または第５ガス管３５からガス供給装置１０Ａの外部の被処理物１００へ向けて噴射され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。たとえば、第４ガス管３４および第５ガス管３５が省略されてもよい。この場合、ガス供給装置１０Ａ内の熱処理用ガスは、第３ガス管３３の第２端部３３ｂまたは第３端部３３ｃからガス供給装置１０Ａの外部へ放出され、被処理物１００に供給される。この場合でも、インナーチューブ５が設けられていることにより、熱処理用ガスは、よりスムーズに被処理物１００へ向けて案内される。

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。

本発明は、熱処理装置として、広く適用することができる。

１，１Ａ 熱処理装置
４ チューブ
４ａ 上端部（チューブの一端部）
４ｂ 下端部（チューブの他端部）
１０，１０Ａ ガス供給装置
１１ ボート
１４ 閉塞部材
２７ 固定部
２８ 可動部
３１ 第２ガス管（接続端部）
３１ａ フランジ部（接続端部）
３２ 加圧力調整機構（変位機構）
３６ 筒状部
３６ａ 内周部
３６ｂ 外周部
３６ｆ，３６ｇ チャンバ
３７，３８ ノズル部
４３ Ｏリング（シール部材）
１００ 被処理物
Ｐ１ 閉塞位置
Ｘ１ 上下方向（長手方向）

Claims (10)

1. 一端部が閉じられ且つ他端部が開放された形状を有するチューブと、
   被処理物を保持するために設けられ、前記チューブの延びる長手方向に沿って変位されることで前記チューブに出し入れされるボートと、
   前記ボートと前記長手方向に同行移動可能に構成され、前記ボートが前記チューブ内に配置された状態において前記チューブの前記他端部を塞ぐための閉塞部材と、
   前記ボートが前記チューブ内に配置された状態において前記チューブに取り囲まれる柱部材と、
   前記チューブ内の前記被処理物に熱処理用ガスを供給するためのガス供給装置と、を備え、
   前記柱部材は、円筒状の内周部と、この内周部を取り囲む円筒状の外周部と、を含み、
   前記ガス供給装置は、前記閉塞部材と前記長手方向に同行移動可能な可動部を含み、
   前記可動部は、前記熱処理用ガスを前記被処理物に供給するためのノズル部と、前記柱部材の前記内周部と前記外周部との間に配置されたガス管と、を含み、
   前記閉塞部材の外側から前記ガス管および前記ノズル部を通って前記熱処理用ガスが前記被処理物に供給され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、
   前記ガス供給装置は、前記可動部へ前記熱処理用ガスを送るための固定部をさらに含み、
   前記チューブの前記他端部を閉塞するための閉塞位置に前記閉塞部材が位置することで、前記可動部と前記固定部とが接続され、
   前記閉塞部材が前記閉塞位置から変位することで、前記可動部と前記固定部との接続が解除されることを特徴とする、熱処理装置。
3. 請求項２に記載の熱処理装置であって、
   前記可動部は、前記閉塞部材が前記閉塞位置に配置されているときにおいて前記固定部に接続される接続端部を有し、
   前記ガス供給装置は、前記固定部と前記接続端部の互いの対向部間に配置されるシール部材をさらに有していることを特徴とする、熱処理装置。
4. 請求項３に記載の熱処理装置であって、
   前記ガス供給装置は、前記接続端部を前記固定部に向けて加圧する加圧力を調整するための加圧力調整機構をさらに有していることを特徴とする、熱処理装置。
5. 請求項４に記載の熱処理装置であって、
   前記加圧力調整機構は、前記接続端部を変位させるための変位機構を有しており、前記接続端部の位置を調整することによって、前記加圧力を調整することを特徴とする、熱処理装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記可動部は、前記ボートを取り囲むように構成された筒状部をさらに有し、
   前記ノズル部は、前記筒状部に形成されており、前記ボートに保持された前記被処理物へ向けて熱処理用ガスを供給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。
7. 請求項６に記載の熱処理装置であって、
   前記ノズル部は、前記筒状部の軸方向および周方向の少なくとも一方に関して複数箇所に形成されていることを特徴とする、熱処理装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の熱処理装置であって、
   前記筒状部は、前記ノズル部が設けられた内周部と、この内周部を取り囲む外周部と、これら内周部および外周部間に形成され前記熱処理用ガスが通過するためのチャンバと、を含むことを特徴とする、熱処理装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記柱部材の前記内周部に取り囲まれ前記チューブ内から前記閉塞部材への熱の移動を抑制するためのヒートバリアをさらに備えていることを特徴とする、熱処理装置。
10. 請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
    前記柱部材は、前記柱部材における前記内周部の下端部と前記外周部の下端部を連結し前記ガス管が通される下端部材と、前記柱部材における前記内周部の上端部と前記外周部の上端部を連結し前記ガス管が通される上端部材と、を含んでいることを特徴とする、熱処理装置。

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