JPH04190086A - 縦型精密電気炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、縦型精密電気炉、特にそのヒータに関する。

（従来技術） 内部で、例えば、シリコンウェハーに酸化膜を形成する
ために用いる精密電気炉は、上部が密閉され、下部が開
放された縦型円筒状炉体構造とされており、この下部開
口部より処理物を出し入れする。その内部は、例えば１
．２００″Ｃ±０．５℃と云った高度の均熱が要求され
るため、一般に炉体内をその長軸方向に３ゾーンから５
ゾーンに分割し、各ゾーンに夫々一定ピッチの螺旋状の
太線金属ヒータを軸方向に配設し、各ゾーン毎に温度制
御を行なって上記の均熱を満足させている。

最下段ゾーンのヒータは、炉体下部の開口部からの輻射
損失があるため、これを補なうに足る発熱量を必要とす
る。しかし、炉長に制限があることから、最下段ゾーン
のヒータの螺旋のピッチは、他のゾーンのヒータの螺旋
ピッチよりも短くして熱輻射損失を補っている。

さて、従来技術では、第２図に示す如く、各ゾーン４．
５のヒータ２は直径９〜１２ｍの太線金属ヒータを螺旋
状に巻いて形成されるが、螺旋のピッチを一定に保持す
ることと隣接する部分どうしの絶縁のため、螺旋の各部
間にアルミナ製セパレータ１を挿入している。各セパレ
ータ１は炉体１０の長手方向に延設されたアルミナ管７
に支持゛されている。炉体１０の円筒壁内面及び下端面
の開口６以外の部分の内面には成型断熱材３が装着され
ている。

最下段ゾーン５のヒータは、前述の如く中段ゾー７纏等
他のゾーンよりも炉体長手方向単位長さ当りの発熱量を
大きくすることができるように螺旋のピッチを短くし、
単位長当りのヒータ線の量を多くしである。そのため、
最下段ゾーンのアルミナセパレータ１は、他のゾーンの
ものに比して肉厚が薄くなる。セパレータの厚さがあま
り薄くなるとセパレータの割れを生ずるので、薄くする
にも限度があり、そのため短かいゾーン長さに充分なヒ
ータを配置することができなかった。このため、最下段
のヒータ表面負荷（ヒータ表面積１ｃｍ”当りのヒータ
出力Ｗ）が上り、ヒータ温度も過度に昇温（１３００〜
１３５０℃）して、ヒータの変形、ヒータの劣化が早期
に生じて、ヒータの寿命を短くしていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記構成の従来の縦型精密電気炉の最下段ゾ
ーンのヒータ配置上の上述の問題点にかんがみ、簡単な
構成で、短いゾーン長内に多くのヒータを配置すること
ができるヒータの構成を有する縦型精密電気炉を提供す
ることを課題とする。

（課題解決のための手段） 本発明は上記の課題を解決させるため、縦型精密電気炉
において、最下段ゾーンのヒータは、これを構成する太
線金属ヒータの表面に、螺旋に形成した時隣接部どうし
が接触しても絶縁破壊を起さない程度の耐熱絶縁被膜を
被覆し、螺旋の隣接部を互いに密接させて螺旋状に巻い
て構成されたことを特徴とする。

（作用） 最下段ゾーンのヒータが上記の如く耐熱絶縁被膜を被覆
して、螺旋の隣接部が互いに密着するようにして螺旋状
に巻かれて構成されているので、ヒータ線の螺旋の隣接
部どうしが密着していても絶縁破壊が起ることはなく、
かつヒータの装着量がアルミナセパレータを介在させた
場合に比して３〜５割増加する。これによって最下段ゾ
ーンのヒータのゾーン長さに対する発熱量を他のゾーン
のヒータのゾーン長さ当りの発熱量よりも大きくするこ
とができ、しかもヒータの負荷が下り、ヒータの寿命を
長くすることができる。

アルミナセパレータが設けられていないので、ヒータの
位置を保持し、変形を防止するため、その外側に複数本
のガイドパイプを炉体の長手方向に延設するのがよい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、第２図で説明した縦型精密電気炉に本発明を
適用した実施例を示す図である。したがって、同一の機
能を有する部材には同一の符号を付し、異る点に重点を
置いて説明する。

この実施例では、炉体１０内空間の最下段ゾーン５に設
置されるヒータ２は、螺旋の隣接部どうしが密着するよ
うに太線金属ヒータが螺旋状に巻かれて構成されている
。その場合、互いに密着する太線金属ヒータが確実に絶
縁されるように、ヒータ２が隣接部どうしが密着されて
所定の位置に装着される前工程で、太線金属ヒータの外
面に互いに接触しても絶縁破壊を起さない程度の絶縁被
膜が施されている。絶縁被膜は１．２００℃の高温でも
劣化しないような耐熱材料、例えばアルミナが使用され
る。又、ヒータ２の螺旋の隣接部の間にはアルミナセパ
レータが設けられていないが、第１図に示す如く、炉体
１０の内部全長に亘って鉛直方向に延設されたアルミナ
管７の最下段ゾーンのヒータ２の範囲には、これを囲繞
してこれと同心的に第２アルミナ管８が設けられ、その
上端で最下位のアルミナセパレータ９を保持するととも
に最下段ゾーンのヒータの形状及び位置を保持するガイ
ドパイプの役をしている。

（効果） 以上の如く構成したことにより、最下段ゾーンのヒータ
２は隣接部どうしを互いに密接させて螺旋状に巻いて装
着した場合にも絶縁破壊は起らず、ヒータの装着量を増
加させることができ、発熱量を大きくしても、ヒータの
負荷の増加は防止される。又、絶縁被膜を施したことに
より、ヒータの酸化が防止され、又、第２アルミナ管に
よってヒータの変形が防止され、ヒータの寿命が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦型精密電気炉の最下段ゾー
ン近傍の構成を示す縦断面図、第２図は従来の縦型精密
電気炉の同様の縦断面図である。 １・・・アルミナセパレータ　　２・・・ヒータ３・・
・断熱材　４・・・中段ゾーン　５・・・最下段ゾーン
６・・・開口部　７・・・アルミナ管 ８・・・第２アルミナ管（ガイドパイプ）９・・・最下
段アルミナセパレータ １０・・・炉体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部が密閉され下部が開放された円筒状炉体内を
   その長軸方向に複数ゾーンに分割し、各ゾーンに夫々一
   定ピッチの螺施状の太線金属ヒータを軸方向に配設し、
   各ゾーン毎に温度制御を行なって均熱させる縦型精密電
   気炉において、最下段ゾーンのヒータは、これを構成す
   る太線金属ヒータの表面に、螺旋に形成した時隣接部ど
   うしが接触しても絶縁破壊を起さない程度の耐熱絶縁被
   膜を被覆し、螺旋の隣接部を互いに密接させて螺旋状に
   巻いて構成されたことを特徴とする縦型精密電気炉。
2. （２）上記の最下段ゾーンのヒータの装着位置及び形状
   を保持するガイドパイプが炉体内にかつヒータの外側に
   複数本炉体の長手方向に延設されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の縦型精密電気炉。