TWI430696B

TWI430696B - 熱處理爐及其製造方法

Info

Publication number: TWI430696B
Application number: TW096135601A
Authority: TW
Inventors: Ken Nakao; Kenichi Yamaga; Makoto Kobayashi
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2014-03-11
Also published as: US7888622B2; KR101332094B1; US20080073334A1; TW200836579A; JP5248826B2; KR20080027204A; JP2008103695A

Description

熱處理爐及其製造方法

本發明係關於一種熱處理爐及其製造方法。

在半導體裝置之製造過程中，使用各種熱處理設備來使作為待處理之目標的半導體晶圓經受氧化過程、擴散過程及CVD(化學氣相沈積)過程。通用熱處理設備包括一熱處理爐，該熱處理爐由以下各者形成：一處理容器(反應管)，在該處理容器中收容及熱處理半導體晶圓；一設於該處理容器周圍之加熱電阻器；及一設於該加熱電阻器周圍之絕熱部件。該加熱電阻器經由一支撐部件而配置於該絕熱部件之一內壁表面上。

在一能夠執行一分批過程之熱處理設備之狀況下，將沿著柱狀絕熱部件之內壁表面而配置之螺旋形加熱器管線用作加熱電阻器。因此，可在諸如800℃至1000℃之高溫下加熱爐之內部。就絕熱部件而言，使用藉由將一絕熱材料(諸如，陶瓷纖維)焙燒成柱形而製成之絕熱部件。因此，以輻射熱及傳導熱形式而被帶走之熱量可得以減小以促進有效之加熱操作。就支撐部件而言，使用由(例如)陶瓷製成之支撐部件而以預定間距支撐加熱器管線從而允許加熱器管線之熱膨脹及熱收縮。

在上述熱處理爐中，加熱器管線被形成為螺旋形形狀，且經支撐而在加熱器管線與絕熱部件之間具有一空隙使得加熱器管線可熱膨脹及熱收縮。然而，在高溫下使用加熱管線引起了一蠕變應變，使得加熱管線之長度逐漸增加。此外，當加熱時，加熱器管線熱膨脹。另外，藉由向某一加熱器管線吹空氣而使該加熱器管線迅速冷卻以便降低溫度。當重複升高及降低加熱器管線之溫度時，加熱器管線被變形。接著，存在一種可能性：由於形成於加熱器管線之一部分與其之一鄰近部分之間的短路而使加熱器管線破裂。

特定言之，在垂直式熱處理爐中，由於由溫度之重複波動造成的加熱器管線之重複熱膨脹及熱收縮，使得加熱器管線在支撐部件中由於重力而逐漸、輕微地向下移動。因為移動量在一最低轉彎處累積，所以加熱器管線之繞組直徑由於移動累積而增加。當加熱管線到達絕熱部件之內表面時，因為加熱器管線不可再向外膨脹，所以使得加熱器管線垂直變形。結果，存在一可能性：由於形成於加熱器管線之一部分與其之一鄰近部分之間的短路而使加熱器管線破裂。

為解決此問題，亦即，為防止由加熱器管線之蠕變或熱膨脹造成的加熱器管線在一側上之伸長的累積，已提議藉由焊接而將一自爐徑向向外突出之棒狀固定部件設於一加熱電阻器之外部部分上，且使該固定部件之一端埋入一絕熱部件中以使其固定於其中(見JP10－233277A)。

然而，因為該固定部件僅藉由焊接而被接合至加熱電阻器之外部部分，所以不僅接合點被曝露於高溫下，而且當加熱電阻器熱膨脹及收縮時，一應力傾向於集中於該接合點上，藉以可使耐久性降級(壽命期限被縮短)。另外，因為固定部件具有棒狀形狀，所以固定部件容易脫離絕熱部件，此導致劣等可維持性。亦即，可能難以保持加熱電阻器之固定效能，藉此使耐久性降級。

已鑒於上述情況而製作了本發明。本發明之目標為提供與加熱電阻器之習知固定部件相比具有經改良之耐久性的熱處理爐及其製造方法。

本發明之熱處理爐為一包含以下各物之熱處理爐：一處理容器，其用於收容一待處理物件以用熱之方式加熱該待處理物件；一環繞該處理容器之柱狀絕熱部件；一沿著該絕熱部件之一內圓周表面而設之螺旋形加熱電阻器；軸向設於該絕熱部件之內圓周表面上的支撐部件，其用於以預定間距支撐該加熱電阻器；複數個接線板，其以其間之合適間隔而設於該加熱電阻器之外部且接設至加熱電阻器，該等接線板徑向穿過絕熱部件以延伸至外部；及複數個固定板，其以其間之合適間隔而設於加熱電阻器之外部且接設至加熱電阻器，該等固定板固定於絕熱部件中；其中該等固定板藉由與接線板至加熱電阻器之接設結構相同的接設結構而接設至加熱電阻器。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，加熱電阻器包括一對藉由切斷將接設有固定板之一部分而形成的末端部分及藉由使已藉由切斷加熱電阻器所形成之每一末端部分徑向朝絕熱部件外彎曲而形成的一R彎曲形狀之一彎曲部分，且使固定板之相對表面夾於加熱電阻器之該對末端部分之間，且藉由焊接而固定於該對末端部分上。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，固定板由與接線板之材料相同之材料製成，且具有與接線板之截面形狀相同之截面形狀，固定板被嵌入於絕熱部件中以便不向外突出。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，由支撐部件以加熱電阻器與絕熱部件之內圓周表面之間一預定間隙來支撐加熱電阻器，以此方式使得加熱電阻器可熱膨脹及熱收縮。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，每一支撐部件包括一定位於加熱電阻器之內部的近端部分及複數個自該近端部分向外徑向延伸之支撐件，且每一支撐件在其之一徑向向外遠端處具備一擴大部分或一突出部分。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，將每一固定板直接固定於加熱電阻器之一側表面上，且將每一固定板嵌入於絕熱部件中。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，將每一固定板嵌入於絕熱部件中，且在絕熱部件中使每一固定板之一遠端彎曲。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，每一固定板具有一較薄部分及一設於該較薄部分之一遠端上之較厚部分。

在本發明之熱處理爐中，較佳地，每一固定板徑向穿過絕熱部件以延伸至外部，且藉由固定構件而固定於絕熱部件之外部。

本發明之熱處理爐之製造方法為一種製造一熱處理爐之方法，該熱處理爐包括一包含以下各物之熱處理爐：一處理容器，其用於收容一待處理物件以用熱之方式加熱該待處理物件；一環繞該處理容器之柱狀絕熱部件；一沿著該絕熱部件之一內圓周表面而設之螺旋形加熱電阻器；軸向設於該絕熱部件之內圓周表面上之支撐部件，其用於以預定間距支撐該加熱電阻器；該方法包含以下步驟：預備一藉由相同接設結構而固定有複數個接線板及複數個固定板的螺旋形加熱電阻器、各自具有一定位於該加熱電阻器內部之近端部分及複數個自該近端部分向外徑向延伸之支撐件的支撐部件及一用於將該等支撐部件定位於預定圓周位置處且軸向對準該等支撐部件之夾具；藉由使用該等支撐部件而將加熱電阻器安裝於該夾具上，同時使夾具旋轉；將一過濾部件配置於加熱電阻器之一外圓周上而避開接線板、固定板及各別支撐部件之支撐件；及將複數個具有較小直徑之棒部件以其間之合適間隔而配置於過濾部件上；將加熱電阻器浸於一含有作為絕熱材料之無機纖維的懸浮液中，且此後藉由一來自加熱電阻器之內部之抽吸而將該絕熱材料沈積於過濾部件上；使沈積於過濾部件上之絕熱材料乾燥以形成一絕熱部件；在該乾燥步驟之後，將棒部件自絕熱部件與過濾部件之問的空間中抽出；將過濾部件自絕熱部件與加熱電阻器之間的空間中抽出；及將夾具自該等支撐部件移除。

在本發明之熱處理爐之製造方法中，較佳地，該預備一藉由相同接設結構而固定有複數個接線板及複數個固定板之螺旋形加熱電阻器的步驟包含以下步驟：在欲接設固定板之一部分處切斷加熱電阻器，以便形成一對末端部分；使已藉由該切斷步驟所形成之每一末端部分徑向朝絕熱部件外彎曲，以便形成一R彎曲形狀之一彎曲部分；及將固定板之相對表面夾於加熱電阻器之該對末端部分之間且藉由焊接而將固定板固定於該對末端部分之間。

根據本發明，將以其間之合適間隔而配置之該複數個固定板設於加熱電阻器之外部且固定於絕熱部件中。因為該等固定板係藉由與接線板至加熱電阻器之接設結構相同之接設結構而接設至加熱電阻器，所以可抑制固定板之接合點之溫度的增加及施加於固定板之接合點之應力的集中。此外，因為固定板很少脫離絕熱部件，所以可提供一極佳之可維持性，藉此可提高包括加熱電阻器之熱處理爐的耐久性。

下文將參看隨附圖式來描述用於執行本發明之較佳實施例。圖1為示意性地展示本發明之熱處理爐之一實施例的縱向剖視圖。圖2為展示熱處理爐之一部分的透視圖。圖3為熱處理爐之部分剖視圖。圖4為熱處理爐之部分縱向剖視圖。

在圖1中，參考數字1描繪一垂直式熱處理設備，其為一種半導體製造設備。熱處理設備1包括一垂直式熱處理爐2，在該垂直式熱處理爐2中，可同時收容複數個待處理物件(諸如半導體晶圓w)且使該複數個物件經受一加熱過程(諸如氧化過程、擴散過程及減壓CVD過程)。熱處理爐2主要包括：一處理容器(亦被稱作"反應管")3，其用於以一層狀方式收容晶圓w且使該等晶圓w經受一預定之加熱過程；一環繞處理容器3之柱狀絕熱部件4；及一沿著絕熱部件4之一內圓周表面而配置之螺旋形加熱電阻器(亦被稱作"加熱器管線")5。絕熱部件4與加熱電阻器5構成一加熱器(加熱設備)6。在下文中所描述之熱處理爐2之製造方法中，特別解釋了加熱器6之製造方法。

熱處理設備1具備一底板7，加熱器6置放於該底板7上。一開口8形成於底板7中，處理容器3經由開口8而自下向上插入。一未圖示之絕熱部件設於開口8上使得得以覆蓋底板7與處理容器3之間的間隙。

處理容器3亦被稱作"處理管"。處理容器3由石英製成，且形成為一伸長之柱形，其之上端關閉且其之下端打開。一向外凸緣設於處理容器3之開口端上。該凸緣經由一凸緣壓具(未圖示)而支撐於底板7上。所說明之處理容器3在其之下部部分中具備一用於將處理氣體及惰性氣體引入處理容器3中之入口埠9及一用於排出處理容器3中之氣體的未圖示之出口埠。一氣體供應源連接至入口埠9。一排氣系統連接至出口埠，該排氣系統具有一能夠將壓力減小至(例如)大約10托至10^－8 托之真空泵。

一用於關閉處理容器3之下端開口(咽喉)之蓋部件10設於處理容器3之下方。蓋部件10能夠垂直打開及關閉且藉由一升高機構(未圖示)而垂直移動。用於保持咽喉熱量之構件(例如，一保熱管11)置放於蓋部件10之上方。在保熱管11之上部部分上，置放一石英舟12作為一用於以其間之預定垂直間隔來固持各自具有300 mm之直徑的複數個(例如，大約100至150個)晶圓w之固持器。蓋部件10裝備有一旋轉機構53，該旋轉機構53使舟12圍繞其之軸中心旋轉。藉由蓋部件10之向下移動，將舟12自處理容器3卸載至下方之一裝載區域。在轉移晶圓w之後，藉由蓋部件10之向上移動而將舟12裝載至處理容器3中。

圖5為一支撐部件之透視圖。圖6(a)為部分地展示一接線板至一加熱電阻器之一接設結構的平面圖。圖6(b)為部分地展示一接線板至加熱電阻器之一接設結構的側視圖。圖7(a)為部分地展示一固定板至一加熱電阻器之一接設結構的平面圖。圖7(b)為部分地展示固定板至一加熱電阻器之一接設結構的側視圖。圖8為示意性地展示一具備接線板及一固定板之加熱電阻器的側視圖。

如圖2至圖8中所示，加熱器6包括：絕熱部件4；沿著絕熱部件4之一內圓周而配置之螺旋形加熱電阻器5；軸向設於絕熱部件4之內圓周表面上的支撐部件13，其用於以預定間距支撐加熱電阻器5；複數個接線板14，該複數個接線板14以其間之合適間隔而軸向配置於加熱電阻器5之外部，該等接線板14徑向穿過絕熱部件4以延伸至外部；及複數個固定板15，該複數個固定板15以其間之合適間隔而配置於加熱電阻器5之外部且固定於絕熱部件4之內部。加熱電阻器5為一堪塔耳管線，該管線為(例如)鐵(Fe)、鉻(Cr)及鋁(Al)之合金管線。雖然加熱電阻器5之厚度取決於熱處理爐2之規格，但(例如)使用具有大約3.5 mm之直徑的加熱電阻器5。

垂直配置之螺旋形加熱電阻器5經由用於每一區之接線板14而固定於絕熱部件4上，且經由支撐部件13來支撐使得加熱電阻器5可熱膨脹及熱收縮。在此狀態下，當加熱電阻器5由於蠕變或熱膨脹及其類似物而伸長時，該伸長由於重力而傾向於累積於每一區之下側上。因此，為防止由蠕變或熱膨脹及其類似物造成的加熱電阻器5之伸長之累積，在每一區之下側上，在每一轉彎處或在用於將一轉彎劃分為每一區中之複數個轉彎之劃分點處將固定板15適當地接設至加熱電阻器5。加熱電阻器5藉由此等固定板15及此等接線板14而固定於絕熱部件4上。如圖8中所示，每一固定板15被合適地接設至鄰近接線板14之間的轉彎。

加熱電阻器5形成為一螺旋形形狀以具有一預定之繞組直徑及沿絕熱部件4之內壁表面的預定間距，使得加熱電阻器5不與絕熱部件4接觸。穿過絕熱部件4以延伸至外部以便連接至電極的接線板14在絕熱部件4之軸向方向上以其間之合適間隔而設於螺旋形加熱電阻器5上。因此，處理容器3之內部(亦即，熱處理爐2之內部)被垂直分離成複數個區，且可單獨控制每一區之溫度。接線板14由與加熱電阻器5之材料相同之材料製成。就預防熔融及抑制放熱之量而言，將接線板14形成為一具有一所需之截面區域的板。

為將接線板14接設至加熱電阻器5，在欲接設接線板14之一部分處切斷加熱電阻器5，以便形成一對末端部分5a。使已藉由切斷加熱電阻器5所形成之每一末端部分5a自絕熱部件4徑向向外彎曲，以便形成一彎曲部分16。接線板14之相對表面藉由焊接而固定於該對彎曲末端部分5a之間。詳言之，加熱電阻器5之彎曲部分16具有一R彎曲形狀以便減小施加至焊接接合點之應力的集中。

固定板15由與接線板14之材料相同之材料製成，且具有與接線板14之截面形狀相同之截面形狀。然而，固定板15之長度小於接線板14之長度。將固定板15嵌入於絕熱部件中以便不向外部突出。固定板15藉由與接線板14至加熱電阻器5之接設結構相同之接設結構而接設至加熱電阻器5。亦即，如圖6(a)及圖6(b)中所示，為將接線板14接設至加熱電阻器5，在欲接設固定板15之一部分處切斷加熱電阻器5，以便形成一對末端部分5a。使已藉由切斷加熱電阻器5所形成之每一末端部分5a自絕熱部件4徑向向外彎曲，以便形成一彎曲部分16。接線板14之相對表面藉由焊接而固定於該對彎曲末端部分5a之間。加熱電阻器5之彎曲部分16具有一R彎曲形狀。

如圖3中所示，加熱電阻器5經由支撐部件13(其由一具有耐熱性及熱絕緣特性之材料(諸如陶瓷)製成)而以用於保證一預定熱量之配置間距設於柱狀絕熱部件4之內部，加熱電阻器5與絕熱部件4之內壁表面之間具有一預定間隙s以允許加熱電阻器5之熱膨脹及熱收縮。支撐部件13在絕熱部件4之軸向方向上被劃分成複數個部分。如圖5中所示，每一支撐部件13具有一定位於加熱電阻器5之內部的近端部分17及複數個支撐件18，該複數個支撐件18中之每一者自近端部分17向外徑向延伸以穿過加熱電阻器5之鄰近間距之間的空間。該等支撐件18與近端部分17一體式形成，從而形成一類似於梳子之梳齒的形狀。如圖4中所示，在將加熱電阻器5插入形成於鄰近支撐件18之間的凹槽19中的情況下，支撐部件13以預定間距鬆散地支撐加熱電阻器5，使得加熱電阻器5可熱膨脹及熱收縮(在螺旋形形狀之徑向及圓周方向上移動)。

支撐部件13接設於絕熱部件4之內部，其中支撐件18之遠端嵌入於絕熱部件4中。在此狀況下，為改良接設強度以防止支撐部件13脫離絕熱部件4起見，較佳地，將每一支撐件18之一遠端合適地形成為一伸長形狀，且將一擴大部分或一突出部分20形成於該遠端上。沿絕熱部件4之軸向方向逐次配置支撐部件13，其中支撐件18之遠端嵌入於絕熱部件4中(見圖4)，且以預定間隔(諸如30度之間隔)圓周配置該等支撐部件13(見圖3)。

為保持絕熱部件4之形狀並加強絕熱部件4，如圖1中所示，用一由諸如不鏽鋼之金屬製成之外殼21來覆蓋絕熱部件4之外圓周。此外，為抑制施加於加熱器之外部上的熱影響，用一冷卻水套22來覆蓋外殼21之外圓周。一用於覆蓋絕熱部件4之上部絕熱部件23設於絕熱部件4之頂部部分上。一用於覆蓋外殼21之頂部部分(上端部分)之不鏽鋼頂板24設於上部絕熱部件23之上部部分上。

為藉由在加熱過程之後迅速降低晶圓之溫度而加速一過程或改良產量，使加熱器6裝備有一將加熱器6與處理容器3之間的空間25中之大氣排至外部之排熱系統26及一藉由將冷卻流體(例如，空氣)引入空間25中而強制冷卻該空間25的冷卻單元27。排熱系統26主要由(例如)一形成於加熱器6之上方之出口埠28及一未圖示之排熱管組成，該排熱管連接出口埠28與一未圖示之工廠排氣系統。未圖示之一排風機及一熱交換器設於排熱管中。

冷卻單元27包括複數個在一高度方向上形成於絕熱部件4與外殼21之間的環形流動路徑29及形成於絕熱部件4中之吹風孔30。在絕熱部件4之一中心傾斜方向上經由吹風孔30而自環形流動路徑29吹出冷卻流體使得在空間25之一圓周方向上產生一螺旋流。藉由將一帶狀或環形絕熱部件31黏附至絕熱部件4之外圓周或藉由環形地刮擦絕熱部件4之外圓周而形成環形流動路徑29。

一共同之單一供應管道(未圖示)在一高度方向上設於外殼21之外表面上，該供應管道用於將冷卻流體分配及供應至各別環形流動路徑29。連通孔形成於外殼21中使得供應管道之內部與各別環形流動路徑29彼此連通。一未圖示之冷卻流體供應源(例如，一風扇)經由一開/關閥而連接至供應管道，該冷卻流體供應源抽吸一清潔室中之空氣作為冷卻流體且壓力饋入該冷卻流體。

根據如上述所建構之熱處理爐2，以其間之合適而間隔配置之該複數個固定板15設於加熱電阻器5之外部且固定於絕熱部件中。因為固定板15係藉由與接線板14至加熱電阻器5之接設結構相同之接設結構而接設至加熱電阻器5，所以可抑制固定板15之接合點之溫度的增加及施加至固定板15之接合點之應力的集中。此外，因為固定板15很少脫離絕熱部件4，所以可提供一極佳之可維持性，且因此可提高包括加熱電阻器5之熱處理爐2之耐久性。因為加熱電阻器5在每一轉彎處藉由固定板15(除支撐部件13及接線板14之外)而合適地固定於絕熱部件4上，所以可防止由蠕變或熱膨脹及其類似物造成的加熱電阻器5之伸長累積於一末端側處。因此，因為不存在以下可能性：加熱電阻器5之一末端側處之繞組直徑被增加使得加熱電阻器5開始與絕熱部件4之內圓周表面接觸，所以可防止加熱電阻器5之變形(諸如壓曲及破裂)，此導致改良加熱電阻器5之耐久性。

在固定板15之接設結構中，類似於接線板14之接設結構，在欲接設固定板15之一部分處切斷加熱電阻器5，以便形成一對末端部分5a。使每一末端部分5a徑向朝絕熱部件4外彎曲，以便形成一具有一R彎曲形狀之彎曲部分16。接線板14之相對表面藉由焊接而固定於該對彎曲末端部分5a之間。另外，固定板15由與接線板14之材料相同之材料製成，且具有與接線板14之截面形狀相同之截面形狀。固定板15嵌入於絕熱部件4中以便不向外部突出。接線板14及其之接設結構之實際效能已得到證明。亦即，在使用期間不出現裂痕或過熱。可提供絕熱部件4中之一極佳之可維持性，藉以使得接線板14不可能脫離絕熱部件4。藉由將接線板14之接設結構應用於固定板15，可產生相同效果。

亦即，因為將固定板15固持於徑向向外遠離加熱電阻器5之位置的絕熱部件4中，所以固定板15與加熱電阻器5之間的接合點由於放熱效應而很少過熱。亦即，可將接合點之溫度保持為低，藉以可改良接合點及因此加熱電阻器5之耐久性。因為在加熱電阻器5之徑向方向上彎曲之彎曲部分16具有一R彎曲形狀，所以可吸收並減輕由加熱電阻器5之熱收縮造成的施加至該等接合點之應力之集中。因此，可抑制裂痕或破裂之產生，使得可改良耐久性。此外，因為固定板15具有與接線板14之截面相同之截面，所以固定板15在絕熱部件4中可具有一極佳之可維持性，且很少脫離絕熱部件4。因此，可保持加熱電阻器5之一固定效能歷時較長之時間週期，以藉此改良加熱電阻器5及因此熱處理爐2之耐久性(壽命期限之延長)。

緊接著，參看圖11(a)至圖11(f)來描述固定板15之修改。

在上述實施例中，固定板15夾於加熱電阻器5之該對末端部分5a之間。然而，並不限於此，如圖11(a)及圖11(b)中所示，可藉由使用焊接構件而將固定板15a及15b直接固定於加熱電阻器5之一側表面(不是末端5a)上。在此狀況下，固定板15a及15b可具有如圖11(a)中所示之伸長角形狀，或如圖11(b)中所示之方形棒形狀或一圓形棒形狀。

如圖11(c)及圖11(d)中所示，一固定板15c之一遠端可在絕熱部件4中彎曲。藉由使固定板15c之遠端彎曲，可將固定板15c更安全地固定於絕熱部件4中，使得可將加熱電阻器5更安全地緊固至絕熱部件4。

在此狀況下，如圖11(c)中所示，可藉由使用焊接構件而將固定板15c直接固定於加熱電阻器5之側表面上。或者，如圖11(d)中所示，固定板15c可夾於加熱電阻器5之該對末端部分5a之間。固定板15c之形狀並未特定受限，且固定板15c可具有(例如)一伸長角形狀、一方形棒形狀或一圓形棒形狀。此外，固定板15c之遠端之彎曲方向並未特定受限，且遠端可在所有方向上彎曲。

如圖11(e)中所示，一固定板15f可具有一較小直徑部分(較薄部分)15d及一設於該較小直徑部分15d之一遠端上之較大直徑部分(較厚部分)15e。藉由將較大直徑部分15e設於較小直徑部分15d之遠端上，可將固定板15f更安全地固定於絕熱部件4中，使得可將加熱電阻器5更安全地固定至絕熱部件4。

在此狀況下，如圖11(e)中所示，可藉由使用焊接構件而將固定板15f直接固定於加熱電阻器5之側表面上。並不限於此，固定板15f可夾於加熱電阻器5之該對末端部分之間(未圖示)。圖11(e)說明了較小直徑部分15d為較薄部分且較大直徑部分15e為較厚部分，每一部分具有為一圓形截面之圓形棒形狀。然而，並不限於此，較薄部分與較厚部分中之每一者可具有一伸長角形狀或一方形棒形狀。

或者，可獨立於較小直徑部分(較薄部分)15d而形成較厚部分。亦即，較厚部分可為一裝配於較小直徑部分(較薄部分)15d之遠端上之物品(例如，螺母)。在此狀況下，例如，較小直徑部分(較薄部分)15d之截面可為圓形，而較厚部分之截面非為圓形而可為六邊形。

或者，如圖11(f)中所示，一固定板15g可徑向穿過絕熱部件4以延伸至外部，且可藉由固定構件50而固定於絕熱部件4之一外表面上。在此狀況下，如圖11(f)中所示，固定構件50由一固定於絕熱部件4之外表面上之固定部件55及一設於固定部件55之一外表面上以將固定板15g支撐於固定部件55上的L狀托架56形成。

因為固定板15g徑向穿過絕熱部件4以延伸至外部，且延伸部分固定於絕熱部件4之外表面上，所以固定板15g可更安全地固定至絕熱部件4，使得加熱電阻器5可更安全地固定至絕熱部件4。

在此狀況下，如圖11(f)中所示，可藉由使用焊接構件而將固定板15g直接固定於加熱電阻器5之側表面上。並不限於此，固定板15g可夾於加熱電阻器5之該對末端部分(未圖示)之間。固定板15g之形狀並未特定受限，且固定板15g可具有(例如)一伸長角形狀、一方形棒形狀或一圓形棒形狀。L狀托架56之一腿部分56a之方向並未特定受限，且可將腿部分56a定向於所有方向上。

緊接著，參看圖9及圖10來描述熱處理爐2(具體言之，加熱器6)之製造方法之一實例。圖9為解釋用於一應用本發明之熱處理爐之製造方法中的一夾具之結構的透視圖。圖10為解釋在根據本發明之熱處理爐之製造方法中將一絕熱部件沈積於一過濾部件上之步驟的示意圖

首先，預備先前經螺旋形成且具備接線板14及固定板15之加熱電阻器5、用於支撐加熱電阻器5之支撐部件13及一用於支撐支撐部件13之鼓狀夾具32。夾具32形成為一鼓狀形狀，且包括：一中空支撐軸33；經由徑向輪輻34而以其間之合適間隔軸向配置於支撐軸33上的環形基板35；及藉由使用相對於一軸向方向而徑向形成於基板35中之凹槽來橋接基板35的導向部件36，該等導向部件36以其間之相等間隔圓周配置而成。導向部件36中之每一者具有大體上U狀截面且相對於基板35之外圓周向外開放。支撐部件13逐次設於夾具32之導向部件36中。複數個抽吸孔42形成於支撐軸33之周邊中。當使如上文所建構之夾具32旋轉時，藉由使螺旋形加熱電阻器5自夾具32之一端穿過各別支撐部件13之支撐件18之間的每一凹槽19而使加熱電阻器5圍繞夾具32螺旋纏繞。

接著，將一網狀過濾部件38配置於夾具32上之加熱電阻器5的外部而避開接線板14、固定板15及各別支撐部件13之支撐件18。此後，在加熱電阻器5之軸向方向上將複數個較小直徑之棒部件39以其間之合適間隔圓周配置於過濾部件38上。過濾部件38較佳為一鋁細網格部件。就棒部件39而言，較佳為一具有(例如)大約1 mm至2 mm之直徑的不鏽鋼圓形棒。將一預定厚度之過濾部件38設於加熱電阻器5之所有外圓周之上部而避開支撐件18、接線板14及固定板15，使得可軸向抽出過濾部件38。將棒部件39設於過濾部件38上且借助於線或橡皮圈而將棒部件39固定至過濾部件38。

如圖10中所示，將夾具32浸於一含有作為絕熱材料之無機纖維的懸浮液40中。藉由自夾具32之內部抽吸絕熱材料而將絕熱材料沈積於過濾部件38上。在此狀況下，可藉由使夾具32旋轉而攪拌絕熱材料之懸浮液40，且可將絕熱材料以一均勻厚度沈積於過濾部件38上。就懸浮液40而言，使用由以下各物製成之漿料懸浮液：含有(例如)二氧化矽、氧化鋁或矽酸鋁之無機纖維；水；及黏合劑。

借助於一連接至夾具32之中空支撐軸33之抽吸泵41，經由支撐軸33中之抽吸孔42而使加熱電阻器5之內部減壓。接著，將懸浮液40朝過濾部件38之一表面吸引，使得一纖維組份被放置於過濾部件38上，該纖維組份為不能夠透過過濾部件38之絕熱材料。經由抽吸泵41之一排出管43來收集已透過過濾部件38之水及纖維組份。可經由一懸浮液貯槽44來使所收集之水及纖維性組份再次循環。

在此狀況下，可藉由經由支撐軸33而使夾具32旋轉來攪拌懸浮液貯槽44中之懸浮液40，且可將絕熱材料以一均勻厚度沈積於過濾部件38上。可藉由驅動一連接至被裝配入軸承45中的支撐軸33中之一者的馬達46而使夾具32旋轉。此時，較佳將一氣密密封部件47設於懸浮液貯槽44與支撐軸33之間，(例如)以便防止液體自懸浮液貯槽44洩漏。在此步驟中，形成具有一所要之層厚度的絕熱部件4，且使各別支撐部件13之支撐件18的遠端、接線板14及固定板15嵌入於絕熱部件4中。

隨後，將夾具32自懸浮液40中向上抽出，且使沈積於過濾部件38上之絕熱材料自然乾燥或強制使其乾燥，使得可獲得柱狀絕熱部件4。在乾燥之後，將棒部件39自絕熱部件4與過濾部件38之間的空間中軸向抽出，且接著將過濾部件38自絕熱部件4與加熱電阻器5之間的空間中抽出。因為每一棒部件39具有一較小直徑且其之一接觸絕熱部件4之區域較小，所以容易抽出棒部件39。藉由抽出棒部件39，在絕熱部件4與過濾部件38之間形成一微小間隙，可相對容易地抽出過濾部件38。藉由抽出過濾部件38，在絕熱部件4與加熱電阻器5之間形成間隙s(對應於過濾部件38及棒部件39之厚度)。由於間隙s，使得允許加熱電阻器5藉由其之熱膨脹而在一徑向向外方向上移動。

藉由在絕熱部件4之軸向方向上抽出支撐支撐部件13之夾具32而將夾具32自支撐部件13移除。此後，藉由處理絕熱部件4之一表面而獲得熱處理爐2(亦即，加熱器6)，其中加熱電阻器5經由支撐部件13而設於柱狀絕熱部件4之內壁表面上。

根據包括上述步驟的熱處理爐2之製造方法，可抑制固定板15之接合點之溫度的增加及施加於固定板15之接合點之應力的集中。同時，因為固定板15很少脫離絕熱部件4，所以可提供一極佳之可維持性，藉以可獲得包括加熱電阻器之高度耐久的熱處理爐。另外，預先將加熱電阻器5形成為一螺旋形形狀。藉由使用各自具有定位於加熱電阻器5之內部的近端17及該複數個支撐件18(該複數個支撐件18中之每一者自近端17向外徑向延伸)的支撐部件13及用於將支撐部件13定位於預定圓周位置處且軸向對準支撐部件13之夾具32，可將加熱電阻器5安裝於夾具32上同時經由支撐部件13而使該加熱電阻器5旋轉。因此，可省略一用於螺旋地纏繞加熱電阻器5之操作。此外，由於各別支撐部件13之該複數個支撐件18，使得可自動設定加熱電阻器5之配置間距。因此，可省略一用於配置之操作，以及可提高配置間距之精度。

在本發明中，在於加熱電阻器5之外部形成絕熱部件4之步驟中，可藉由來自浸於懸浮液40中之加熱電阻器5之內部的純粹之抽吸動作而經由過濾部件38將絕熱材料沈積於加熱電阻器5之外部，使得可在加熱電阻器5之外部形成絕熱部件4。亦即，不需要組裝模及脫模。另外，因為絕熱部件4不需要一烘焙過程，而是僅需要一乾燥過程，所以可在一較短之時間週期中形成絕熱部件4。此外，當在模製步驟之後將插入於加熱電阻器5與絕熱部件4之間的過濾部件38抽出時，可容易地將該過濾部件38自絕熱部件4中抽出。此係因為：藉由抽出插入於過濾部件38與絕熱部件4之間的棒部件39，在過濾部件38與絕熱部件4之間形成一間隙。此外，因為接線板14之板表面被定位於絕熱部件4之軸向方向上，所以過濾部件38常常被接線板14絆住。因此，在熱處理爐3之製造過程中，可改良可工作性，同時可減小製造週期。此外，可改良加熱電阻器5之配置間距之精度。

本發明並不限於上述實施例，且各種設計改變在在本發明之範疇內係可能的。舉例而言，處理容器可為一裝備有一入口管部分及一排氣管部分之柱狀歧管所通向之處理容器，該歧管由耐熱金屬(諸如不鏽鋼)製成。或者，處理容器可為一雙管結構之處理容器。

1．．．熱處理設備

2．．．垂直式熱處理爐

3．．．處理容器/反應管

4．．．絕熱部件

5．．．加熱電阻器/加熱器

5a．．．末端部分

6．．．加熱器(加熱設備)

7．．．底板

8．．．開口

9．．．入口埠

10．．．蓋部件

11．．．保熱管

12．．．石英舟

13．．．支撐部件

14．．．接線板

15．．．固定板

15a．．．固定板

15b．．．固定板

15c．．．固定板

15d．．．較小直徑部分/較薄部分

15e．．．較大直徑部分/較厚部分

15f．．．固定板

15g．．．固定板

16．．．彎曲部分

17．．．近端部分

18．．．支撐件

19．．．凹槽

20．．．擴大部分或突出部分

21．．．外殼

22．．．冷卻水套

23．．．上部絕熱部件

24．．．不鏽鋼頂板

25．．．空間

26．．．排熱系統

27．．．冷卻單元

28．．．出口埠

29．．．環形流動路徑

30．．．吹風孔

31．．．帶狀或環形絕熱部件

32．．．鼓狀夾具

33．．．中空支撐軸

34．．．徑向輪輻

35．．．環形基板

36．．．導向部件

38．．．網狀過濾部件

39．．．棒部件

40．．．懸浮液

41．．．抽吸泵

42．．．抽吸孔

43．．．排出管

44．．．懸浮液貯槽

45．．．軸承

46．．．馬達

47．．．氣密密封部件

50．．．固定構件

53．．．旋轉機構

55．．．固定部件

56．．．L狀托架

56a．．．腿部分

s．．．間隙

w．．．半導體晶圓

圖1為示意性地展示本發明之熱處理爐之一實施例的縱向剖視圖；圖2為展示熱處理爐之一部分的透視圖；圖3為熱處理爐之部分剖視圖；圖4為熱處理爐之部分縱向剖視圖；圖5為一支撐部件之透視圖；圖6(a)為部分地展示一接線板至一加熱電阻器之一接設結構的平面圖；圖6(b)為部分地展示一接線板至加熱電阻器之接設結構的側視圖；圖7(a)為部分地展示一固定板至一加熱電阻器之一接設結構的平面圖；圖7(b)為部分地展示固定板至一加熱電阻器之一接設結構的側視圖；圖8為示意性地展示一具備接線板及固定板之加熱電阻器的側視圖；圖9為解釋用於一應用本發明之熱處理爐之製造方法中的一夾具之結構的透視圖；圖10為解釋在根據本發明之熱處理爐之製造方法中將一絕熱部件沈積於一過濾部件上之步驟的示意圖；及圖11(a)至圖11(f)為展示接設至加熱電阻器之固定板之修改的平面圖。