ヒータ支持装置
【課題】保持用ピースの破損、ピースホルダからの乖離、天井部付近での断熱不良を防止し、温度特性の均一化や寿命の向上を図る半導体製造装置用ヒータ支持装置を提供する。
【解決手段】被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体３１が配設され、鉛直方向に保持用ピース３２が多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部３８が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設された。
【解決手段】被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体３１が配設され、鉛直方向に保持用ピース３２が多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部３８が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、特に縦型炉に使用される半導体製造装置用ヒータ支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程の１つに拡散、化学気相成長工程があり、斯かる工程を行う装置として縦型炉がある。
【０００３】
該縦型炉は炉内を加熱しつつ反応ガスを供給してウェーハ等の被処理基板表面に各種薄膜を生成するものであり、加熱装置としてヒータを具備している。
【０００４】
先ず、図８に於いて、従来の半導体製造装置用ヒータを具備する縦型炉の概略について説明する。
【０００５】
縦型炉１は筒状のヒータ２を有し、該ヒータ２の内側には、均熱管３と反応管４が同心多重に設けられており、該反応管４にボート５が装入される様になっている。該ボート５はボートキャップ６を介してエレベータキャップ７に載置され、該エレベータキャップ７は図示しないボートエレベータにより昇降可能に設けられている。
【０００６】
前記反応管４の上端には、ガス導入管８が挿通され、前記反応管４の下端には排気口９が設けられている。前記ガス導入管８の下端はガス供給管１０と接続され、前記排気口９は排気管１１と接続されている。
【０００７】
前記ボート５を前記反応管４より引出した状態で、所定枚数のウェーハ１２を前記ボート５に装填し、前記ボートエレベータ（図示せず）により前記ボート５を上昇させ、前記反応管４内に装入する。前記ヒータ２で前記反応管４内を所定の温度に加熱し、前記ガス供給管１０、前記ガス導入管８により反応ガスを前記反応管４内に導入し、前記ウェーハ１２表面に薄膜を生成し、反応後のガスは前記排気口９、前記排気管１１を経て排気される。
【０００８】
次に、図８〜図１０に於いて、従来の前記ヒータ２について説明する。
【０００９】
該ヒータ２は、前記均熱管３の周りを囲む様に設けられたコイル状の発熱体１３、該発熱体１３を支持する保持用ピース１４、該保持用ピース１４を支持するピースホルダ１５、該ピースホルダ１５の周囲に巻設された周囲断熱材１６及び該周囲断熱材１６の天井部を閉塞する天井部断熱材１７から構成され、前記周囲断熱材１６及び前記天井部断熱材１７は図示しないヒータケースにより周囲を覆われている。又、前記発熱体１３は断面が円形であり、前記保持用ピース１４により円周を所要等分した位置で支持されている。
【００１０】
該保持用ピース１４はハイアルミナ製で、鉛直方向に多数個連結されている。該保持用ピース１４の上面には、外側斜め上方に延出する突起部１８，１９が形成され、該突起部１８，１９の間には、断面が半円形状の上向凹曲面２１が形成されている。又、前記保持用ピース１４の下面には凹部２２が形成され、該凹部２２には断面が逆台形形状の嵌合部２３と、該嵌合部２３と連続して形成された断面が半円形状の下向凹曲面２４が形成され、前記嵌合部２３は前記突起部１８，１９と嵌合可能となっている。該突起部１８，１９と前記嵌合部２３とが嵌合することで、前記上向凹曲面２１と前記下向凹曲面２４により前記発熱体１３が挿通される空洞部が形成される様になっている。
【００１１】
又、図１１は、前記保持用ピース１４の他の従来例を示している。
【００１２】
保持用ピース２５の上面左方には、両端が外側斜め上方に延出する断面が逆台形形状の嵌合凸部２６が形成され、該嵌合凸部２６の右方には断面が半長円形状の上向凹曲面２７が形成されている。又、前記保持用ピース２５の下面左方には、前記嵌合凸部２６と嵌合可能な断面が逆台形形状の嵌合凹部２８が形成されている。前記嵌合凸部２６と前記嵌合凹部２８とが嵌合することで、前記上向凹曲面２７と前記保持用ピース２５の下面により前記発熱体１３が挿通される空洞部が形成される様になっている。
【００１３】
従来のヒータ２の場合、輸送時に於ける前記発熱体１３の振動や、ウェーハ１２の成膜処理時の前記発熱体１３の熱膨張及び収縮により、前記保持用ピース１４，２５に外力が加わった場合、鉛直方向に連結された多数の前記保持用ピース１４，２５の内の１つに径方向或は円周方向の外力が集中する。更に、外力が集中する前記保持用ピース１４，２５内でも、前記保持用ピース１４であれば図１２（Ａ）に示される様に前記嵌合部２３の角部、前記保持用ピース２５であれば図１３（Ａ）に示される様に前記嵌合凹部２８の角部、即ち前記保持用ピース１４同士、或は前記保持用ピース２５同士の連結部付近に応力が集中し、破損することがある。前記保持用ピース１４，２５が破損することで、前記ヒータ２の生産に於ける歩留りを悪化させていた。
【００１４】
又、前記保持用ピース１４，２５が破損し、破損片が落下すると、前記保持用ピース１４，２５が前記発熱体１３を支持できなくなる為、該発熱体１３同士が接触して短絡する、或は前記均熱管３に接触して漏電する等の事故が発生し、前記発熱体１３の寿命が短くなる虞れがあった。
【００１５】
更に、従来のヒータ２では、図１４に示される様に、輸送時に於ける振動や前記発熱体１３の熱膨張及び収縮により、前記保持用ピース１４，２５及び前記ピースホルダ１５が前記周囲断熱材１６から乖離したり、或は前記ピースホルダ１５と前記周囲断熱材１６との熱膨張差により前記天井部断熱材１７が押上げられ、該天井部断熱材１７と前記周囲断熱材１６との間に隙間が生じ、該隙間から熱が逃げることで断熱不良を引き起すという問題があった。
【００１６】
尚、保持用ピースの縦型炉の径方向及び円周方向の相対変位を規制し、保持用ピースと連結されたピースホルダの縦型炉の中心方向への動きを規制したことで、発熱体の熱膨張、収縮により保持用ピースの連結外れや部品の破損を防止するヒータ支持装置として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−６７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は斯かる実情に鑑み、保持用ピースの破損、ピースホルダからの乖離、天井部付近での断熱不良を防止し、温度特性の均一化や寿命の向上を図る半導体製造装置用ヒータ支持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたヒータ支持装置に係るものである。
【００２０】
又本発明は、前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持されたヒータ支持装置に係り、又前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合するヒータ支持装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたので、前記発熱体が昇降温時に熱膨張及び収縮した場合でも前記空洞部により前記保持用ピースに力を作用させることがないと共に、輸送時の振動等により前記保持用ピースに外力が作用した場合であっても、単一の保持用ピースに外力を集中させることなく、又該保持用ピースの内部で応力を集中させることなく上下の保持用ピースに外力を分散させることができ、前記保持用ピースの破損を防止することができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持されたので、前記発熱体の熱膨張及び収縮によって前記保持用ピース間の連結等が外れる事による破損、及び前記発熱体同士が接触する短絡事故や、前記発熱体と他の部材が接触する漏電事故の発生を防止することができる。
【００２３】
更に又本発明によれば、前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合するので、輸送時等に保持用ピースの連結等が外れることによる破損を防止でき、ヒータの再組立作業等の作業者の労力を低減することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に於けるヒータの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ拡大図である。
【図４】本発明に於ける保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示し、（Ｃ）は該保持用ピースの側面図を示している。
【図５】本発明に於けるピースホルダであり、（Ａ）は該ピースホルダの平面図を示し、（Ｂ）は該ピースホルダの側面図を示している。
【図６】図１のＣ拡大図である。
【図７】図１のＤ拡大図である。
【図８】従来の縦型炉を示す縦断面図である。
【図９】従来のヒータを示す概略縦断面図である。
【図１０】従来の保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示している。
【図１１】他の従来例を示す保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示している。
【図１２】従来の保持用ピースの破損例であり、（Ａ）は要部拡大正面図を示し、（Ｂ）は要部拡大側面図を示している。
【図１３】他の従来例の保持用ピースの破損例であり、（Ａ）は要部拡大正面図を示し、（Ｂ）は要部拡大側面図を示している。
【図１４】従来のヒータに於けるピースホルダの周囲断熱材からの乖離、及び天井部断熱材と周囲断熱材との間に生じた隙間を示す概略縦断面図である。
【図１５】本発明に於ける複数連結された保持用ピースであり、（Ａ）は通常状態に於ける側面図を示し、（Ｂ）は保持用ピースに円周方向の外力が加えられた状態の側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２６】
先ず、図１〜図７に於いて、本発明に於けるヒータ３０について説明する。
【００２７】
被加熱体である均熱管（図示せず）と同心にコイル状の発熱体３１が設けられ、該発熱体３１は断面が円形で、連結された保持用ピース３２により円周を所要等分した位置で支持されている。
【００２８】
該保持用ピース３２はハイアルミナ製で、鉛直方向に多数連結されている。図４に於いて、該保持用ピース３２について説明する。尚、図４（Ｂ）に於ける上下左右を、該保持用ピース３２の上下左右とする。又、図４（Ｂ）の右側を前記ヒータ３０の中心側、左側を反中心側とし、図４（Ａ）に於ける上下方向を厚み方向とする。
【００２９】
前記保持用ピース３２の上面には、断面が半長円形状の上向凹曲面３３が形成されると共に、該上向凹曲面３３を除いた上面の厚み方向中央には、中心方向側の端部から反中心方向側の端部に掛けて水平方向に延びる、即ち前記発熱体３１と直交する方向（前記上向凹曲面３３の軸心と直交する方向）に延びる半円柱又は略半円柱形状の嵌合凸部３４が形成されている。又、前記保持用ピース３２の前面及び背面の反中心側には、鉛直方向に延びる略半円柱形状の係止凹部３５，３５が凹設されている。
【００３０】
又、前記保持用ピース３２の下面には、断面が半長円形状の下向凹曲面３６が形成されると共に、該下向凹曲面３６を除いた下面の厚み方向中央には、前記発熱体３１と直交する方向（前記下向凹曲面３６の軸心と直交する方向）に延びる半円柱又は略半円柱形状の嵌合凹部３７が形成され、該嵌合凹部３７は前記嵌合凸部３４と嵌合可能となっている。又、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とで前記保持用ピース３２の嵌合部を構成し、該保持用ピース３２は前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７との嵌合を介して、上下方向に多数連設される様になっている。更に、前記保持用ピース３２が後述するピースホルダ４２に取付けられた際に、前記嵌合部は縦型炉（図示せず）の炉心に対して放射状となる様になっている。
【００３１】
前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とが嵌合することにより、前記各保持用ピース３２間の鉛直方向及び前記縦型炉の円周方向の相対変位が規制され、又前記上向凹曲面３３と前記下向凹曲面３６とで縦型炉の径方向に長い断面が長円形状の空洞部３８が形成される様になっている。前記保持用ピース３２が鉛直方向に多数連結されることで、鉛直方向に等間隔で多数の前記空洞部３８が形成される様になっている。
【００３２】
尚、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７は半円柱又は略半円柱形状であり、曲面を有しているので、前記保持用ピース３２，３２が嵌合している場合でも、曲面を介して該保持用ピース３２が僅かに傾動でき、該保持用ピース３２に掛る円周方向の外力を吸収できると共に前記嵌合部に掛る応力を分散できる様になっている。
【００３３】
又、図１５（Ａ）は該保持用ピース３２の平常時に於ける連結状態を示しており、該保持用ピース３２に掛る円周方向の外力が大きく、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７の曲面を介した傾動で外力を吸収しきれなかった場合でも、図１５（Ｂ）に示される様に、外力が掛る保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７が、該嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４に曲面を介して乗上げ、又前記外力が掛る保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合する前記嵌合凹部３７を曲面を介して押上げることで、前記外力が掛る保持用ピース３２が円周方向に相対変位し、又連結された前記保持用ピース３２が上方に相対変位し、前記嵌合部に掛る応力を上方に分散できる様になっている。
【００３４】
又、前記保持用ピース３２に掛る円周方向の外力がなくなった場合には、該保持用ピース３２の自重により前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７の曲面を介して反外力方向に相対変位し、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とが再度嵌合し、図１５（Ａ）の状態となる。
【００３５】
連結された前記保持用ピース３２の最上段には、前記上向凹曲面３３と後述するホルダ支持部３９との間に空洞部３８ａが形成され、前記嵌合凸部３４と前記ホルダ支持部３９との間には間隙４０が形成される。又、最下段には前記保持用ピース３２と、前記上向凹曲面３３と前記嵌合凸部３４を有する最下段用保持用ピース４１とが嵌合することにより空洞部３８ｂが形成される。
【００３６】
前記発熱体３１は、非発熱時の最も収縮した状態で前記空洞部３８の中心側に位置し、該空洞部３８の反中心側に空隙を保つ様、該空洞部３８に挿通され支持される。
【００３７】
前記保持用ピース３２は、前記縦型炉の反中心側でピースホルダ４２に嵌合されている。該ピースホルダ４２は縦長の直方体に鉛直方向に貫通する凹部４３が刻設された形状となっている。又、前記ピースホルダ４２は水平断面が略凹字状であり、前記凹部４３の両内側面には、前記係止凹部３５と嵌合可能で鉛直方向に延びる略半円柱形状の係止凸部４４，４４が形成されている。
【００３８】
又、前記ピースホルダ４２は、継目の位置が前記保持用ピース３２の継目の位置と一致しない様、鉛直方向に連結され、前記保持用ピース３２の前記縦型炉の反中心側は前記凹部４３に嵌合可能であり、前記保持用ピース３２が前記凹部４３に嵌合し、前記係止凹部３５，３５に前記係止凸部４４，４４が嵌合することにより、前記保持用ピース３２の前記ピースホルダ４２に対する前記縦型炉の径方向及び円周方向の相対変位が規制される様になっている。
【００３９】
該ピースホルダ４２の周囲には、前記発熱体３１と同心に円筒形状の周囲断熱材４７，４８が２重に設けられている。該周囲断熱材４７には、円周を所要等分した位置に、上端から下端に亘って鉛直方向にそれぞれ溝４９が刻設され、該溝４９に前記ピースホルダ４２が反中心方向側及び円周方向側の３側面を当接させて支持されている。連結された前記ピースホルダ４２の最上段には最上段用ピースホルダ４２ａが連結され、最下段には最下段用ピースホルダ４２ｂが連結され、連結された前記ピースホルダ４２の高さは、前記周囲断熱材４７の高さよりも低くなっている。更に、前記周囲断熱材４８の外面は、図示しないヒータケースにより覆われている。
【００４０】
前記周囲断熱材４７，４８の上端には、円盤形状の天井部断熱材５１が水平姿勢で設けられている。該天井部断熱材５１下面の所要箇所には前記ホルダ支持部３９が突設され、該ホルダ支持部３９の下面の位置は、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端の位置よりも低くなっている。又、前記ホルダ支持部３９の前記最上段用ピースホルダ４２ａと対向する位置にはホルダ支持凹部５２が形成されており、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端が前記ホルダ支持凹部５２に挿入される様になっている。尚、前記ホルダ支持部３９は、前記天井部断熱材５１下面の所要箇所に突設するのではなく、リング状としてもよい。
【００４１】
尚、前記ホルダ支持凹部５２の底面の位置は前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端よりも高くなっており、該最上段用ピースホルダ４２ａの上端と前記ホルダ支持凹部５２の底面との間には間隙５３が形成される。
【００４２】
前記ピースホルダ４２及び前記周囲断熱材４７，４８は、断熱シート５４を介して円柱形状のヒータコイル受け５５に立設され、該ヒータコイル受け５５上面の内端部には、前記断熱シート５４を介して最下段用保持用ピース４１を支持する隆起部５６が形成されると共に、該隆起部５６の外周縁との間にホルダ支持凹部５７が形成される様隆起部５８が形成されている。前記ホルダ支持凹部５７は前記ホルダ支持凹部５２と同心且つ同径の円形となっており、前記ホルダ支持凹部５７に前記最下段用ピースホルダ４２ｂの下端が挿入され、支持される様になっている。又、前記ヒータコイル受け５５の外周面及び下面には、それぞれ前記断熱シート５４が貼設されている。
【００４３】
上記の様に、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端部が前記ホルダ支持凹部５２に挿入され、更に前記最下段用保持用ピース４１が前記隆起部５６上に支持されることで前記最下段用ピースホルダ４２ｂが下方に突出し、突出した部分が前記ホルダ支持凹部５７に挿入されるので、前記ピースホルダ４２は前記ホルダ支持部３９及び前記ヒータコイル受け５５によって径方向への動きが規制される。
【００４４】
縦型炉（図示せず）内でウェーハに成膜処理を行っている間、前記縦型炉は前記発熱体３１により加熱され、該発熱体３１自体も高温となっている。該発熱体３１は熱により膨張し、コイル径が拡大し、全周に亘って前記縦型炉の反中心方向に移動する。前記空洞部３８は長円形状であり、前記縦型炉の反中心側に隙間を有するので、前記発熱体３１が前記空洞部３８で移動した際にも前記保持用ピース３２に力が作用することなく、又連結された前記ピースホルダ４２は上端及び下端がそれぞれ前記ホルダ支持凹部５２及び前記ホルダ支持凹部５７に挿入され、支持されていると共に前記ピースホルダ４２の反中心方向側側面が前記周囲断熱材４７により支持されているので前記ピースホルダ４２が前記縦型炉の反中心方向に移動することがない。
【００４５】
又、前記発熱体３１の熱により、熱膨張率の異なる前記保持用ピース３２、前記ピースホルダ４２及び前記周囲断熱材４７がそれぞれ熱膨張し、熱膨張差で上端の位置が相対変化するが、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端と前記ホルダ支持凹部５２の底面との間に前記間隙５３が形成されているので、前記ピースホルダ４２が熱膨張により前記天井部断熱材５１を押上げることがなく、又最上段の前記保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４と前記ホルダ支持部３９との間に前記間隙４０が形成されているので、前記保持用ピース３２が前記ホルダ支持部３９を押上げることがなく、該天井部断熱材５１と前記周囲断熱材４７との間に隙間を生じ、該隙間から熱が逃げることで断熱不良を引き起すことがない。
【００４６】
成膜処理が終了した後、前記発熱体３１は発熱を停止し、該発熱体３１自体の温度が低下することで該発熱体３１のコイル径が縮小し、全周に亘って前記縦型炉の中心方向に移動する。前記発熱体３１は、最も収縮した状態で前記空洞部３８の中心側に位置する様予め設定されているので、前記発熱体３１のコイル径の縮小により、前記保持用ピース３２に中心方向の力が作用することがなく、又連結されたピースホルダ４２は上端及び下端がそれぞれ前記ホルダ支持凹部５２及び前記ホルダ支持凹部５７に挿入され支持されているので、前記ピースホルダ４２が前記縦型炉の中心方向に移動し、前記周囲断熱材４７から前記ピースホルダ４２が乖離することがない。
【００４７】
又、前記保持用ピース３２の嵌合部である前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７が、前記縦型炉の炉心に対して放射状となる様、中心側端部から反中心側端部に亘って形成されているので、前記発熱体３１の昇降温時に於ける熱膨張及び収縮や、該発熱体３１の輸送時の振動によって前記保持用ピース３２に径方向の外力が作用した場合であっても、単一の保持用ピース３２に外力を集中させることなく、又該保持用ピース３２の嵌合部に応力を集中させることなく上下の保持用ピース３２に外力を分散させ、該保持用ピース３２の破損を防止することができる。
【００４８】
又、前記嵌合凸部３４及び前記嵌合凹部３７の形状を半円柱又は略半円柱形状とし、上下の前記保持用ピース３２を完全に嵌込まない形状としたので、輸送時の振動等により前記保持用ピース３２に円周方向の外力が作用した場合であっても、該保持用ピース３２が僅かに傾動することで前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を分散させることができ、前記保持用ピース３２が破損するのを防止することができる。
【００４９】
又、該保持用ピース３２に作用する円周方向の外力が大きく、該保持用ピース３２の傾動では前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を分散しきれない場合でも、外力が作用した保持用ピース３２が、該保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４の曲面を介して乗上げると共に、外力が作用した保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合していた前記嵌合凹部３７を曲面を介して押上げ、円周方向及び上方に相対変位するので、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を上方に分散させることができ、前記保持用ピース３２が破損するのを防止することができる。
【００５０】
又この時、前記外力が作用した保持用ピース３２が、該保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４に乗上げると共に、前記外力が作用した保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合していた前記嵌合凹部３７を押上げることで、最上段の保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が上方に相対変位するが、前記間隙４０により前記最上段の保持用ピース３２の嵌合凸部３４の相対変位量を吸収でき、該保持用ピース３２の嵌合凸部３４が前記ホルダ支持部３９を押上げ、前記天井部断熱材５１と前記周囲断熱材４７との間に隙間を生じることがない。
【００５１】
更に、該保持用ピース３２の破損を防止することで、ヒータ生産に於ける歩留りを増加させることができると共に、前記発熱体３１が他の部材と接触することで発生する短絡や漏電等の事故を防ぐことができ、ヒータ３０の寿命及び安全性の向上を図ることができる。
【００５２】
尚、本実施例に於いては、前記保持用ピース３２の上面に前記嵌合凸部３４を形成し、下面に前記嵌合凹部３７を形成しているが、上面に該嵌合凹部３７を形成し、下面に前記嵌合凸部３４を形成してもよい。
【００５３】
又、本実施例では、前記保持用ピース３２に前記係止凹部３５，３５を形成し、前記ピースホルダ４２に前記係止凸部４４，４４を形成しているが、前記保持用ピース３２に前記係止凸部４４，４４を形成し、前記ピースホルダ４２に前記係止凹部３５，３５を形成してもよい。
【００５４】
更に、本実施例では、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端を前記ホルダ支持部３９に形成された前記ホルダ支持凹部５２に挿入し、前記ピースホルダ４２の径方向の動きを規制しているが、前記天井部断熱材５１の前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端と対向する位置にホルダ支持凹部を穿設し、該ホルダ支持凹部に前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端を挿入し、前記ピースホルダ４２の動きを規制することで、前記ホルダ支持部３９を省略することができ、コストの削減を図ることができる。
【００５５】
尚、本実施例では、前記ヒータ３０を半導体製造装置に実施した場合について説明したが、半導体製造装置以外であっても炉を有する装置に対して実施可能であることは言う迄もない。
【００５６】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００５７】
（付記１）被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたことを特徴とするヒータ支持装置。
【００５８】
（付記２）前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持された付記１のヒータ支持装置。
【００５９】
（付記３）前記嵌合凹部及び嵌合凸部は、前記被加熱体に対して放射状となる様前記保持用ピースの上面或は下面の一端から他端に亘って形成された付記１のヒータ支持装置。
【００６０】
（付記４）前記周囲断熱材の上端に天井部断熱材が設けられ、該天井部断熱材の下面にホルダ支持部が突設され、該ホルダ支持部に前記ピースホルダの上端部が挿入可能なホルダ支持凹部が形成された付記２のヒータ支持装置。
【００６１】
（付記５）前記周囲断熱材の上端に天井部断熱材が設けられ、該天井部断熱材に前記ピースホルダの上端部が挿入可能なホルダ支持凹部が形成された付記２のヒータ支持装置。
【００６２】
（付記６）前記ピースホルダの上端と前記ホルダ支持凹部の底面との間には間隙が形成された付記４又は付記５のヒータ支持装置。
【符号の説明】
【００６３】
３０ ヒータ
３１ 発熱体
３２ 保持用ピース
３４ 嵌合凸部
３５ 係止凹部
３７ 嵌合凹部
３８ 空洞部
３９ ホルダ支持部
４２ ピースホルダ
４４ 係止凸部
５２ ホルダ支持凹部
５３ 間隙
５５ ヒータコイル受け
５６ 隆起部
５７ ホルダ支持凹部
５８ 隆起部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、特に縦型炉に使用される半導体製造装置用ヒータ支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程の１つに拡散、化学気相成長工程があり、斯かる工程を行う装置として縦型炉がある。
【０００３】
該縦型炉は炉内を加熱しつつ反応ガスを供給してウェーハ等の被処理基板表面に各種薄膜を生成するものであり、加熱装置としてヒータを具備している。
【０００４】
先ず、図８に於いて、従来の半導体製造装置用ヒータを具備する縦型炉の概略について説明する。
【０００５】
縦型炉１は筒状のヒータ２を有し、該ヒータ２の内側には、均熱管３と反応管４が同心多重に設けられており、該反応管４にボート５が装入される様になっている。該ボート５はボートキャップ６を介してエレベータキャップ７に載置され、該エレベータキャップ７は図示しないボートエレベータにより昇降可能に設けられている。
【０００６】
前記反応管４の上端には、ガス導入管８が挿通され、前記反応管４の下端には排気口９が設けられている。前記ガス導入管８の下端はガス供給管１０と接続され、前記排気口９は排気管１１と接続されている。
【０００７】
前記ボート５を前記反応管４より引出した状態で、所定枚数のウェーハ１２を前記ボート５に装填し、前記ボートエレベータ（図示せず）により前記ボート５を上昇させ、前記反応管４内に装入する。前記ヒータ２で前記反応管４内を所定の温度に加熱し、前記ガス供給管１０、前記ガス導入管８により反応ガスを前記反応管４内に導入し、前記ウェーハ１２表面に薄膜を生成し、反応後のガスは前記排気口９、前記排気管１１を経て排気される。
【０００８】
次に、図８〜図１０に於いて、従来の前記ヒータ２について説明する。
【０００９】
該ヒータ２は、前記均熱管３の周りを囲む様に設けられたコイル状の発熱体１３、該発熱体１３を支持する保持用ピース１４、該保持用ピース１４を支持するピースホルダ１５、該ピースホルダ１５の周囲に巻設された周囲断熱材１６及び該周囲断熱材１６の天井部を閉塞する天井部断熱材１７から構成され、前記周囲断熱材１６及び前記天井部断熱材１７は図示しないヒータケースにより周囲を覆われている。又、前記発熱体１３は断面が円形であり、前記保持用ピース１４により円周を所要等分した位置で支持されている。
【００１０】
該保持用ピース１４はハイアルミナ製で、鉛直方向に多数個連結されている。該保持用ピース１４の上面には、外側斜め上方に延出する突起部１８，１９が形成され、該突起部１８，１９の間には、断面が半円形状の上向凹曲面２１が形成されている。又、前記保持用ピース１４の下面には凹部２２が形成され、該凹部２２には断面が逆台形形状の嵌合部２３と、該嵌合部２３と連続して形成された断面が半円形状の下向凹曲面２４が形成され、前記嵌合部２３は前記突起部１８，１９と嵌合可能となっている。該突起部１８，１９と前記嵌合部２３とが嵌合することで、前記上向凹曲面２１と前記下向凹曲面２４により前記発熱体１３が挿通される空洞部が形成される様になっている。
【００１１】
又、図１１は、前記保持用ピース１４の他の従来例を示している。
【００１２】
保持用ピース２５の上面左方には、両端が外側斜め上方に延出する断面が逆台形形状の嵌合凸部２６が形成され、該嵌合凸部２６の右方には断面が半長円形状の上向凹曲面２７が形成されている。又、前記保持用ピース２５の下面左方には、前記嵌合凸部２６と嵌合可能な断面が逆台形形状の嵌合凹部２８が形成されている。前記嵌合凸部２６と前記嵌合凹部２８とが嵌合することで、前記上向凹曲面２７と前記保持用ピース２５の下面により前記発熱体１３が挿通される空洞部が形成される様になっている。
【００１３】
従来のヒータ２の場合、輸送時に於ける前記発熱体１３の振動や、ウェーハ１２の成膜処理時の前記発熱体１３の熱膨張及び収縮により、前記保持用ピース１４，２５に外力が加わった場合、鉛直方向に連結された多数の前記保持用ピース１４，２５の内の１つに径方向或は円周方向の外力が集中する。更に、外力が集中する前記保持用ピース１４，２５内でも、前記保持用ピース１４であれば図１２（Ａ）に示される様に前記嵌合部２３の角部、前記保持用ピース２５であれば図１３（Ａ）に示される様に前記嵌合凹部２８の角部、即ち前記保持用ピース１４同士、或は前記保持用ピース２５同士の連結部付近に応力が集中し、破損することがある。前記保持用ピース１４，２５が破損することで、前記ヒータ２の生産に於ける歩留りを悪化させていた。
【００１４】
又、前記保持用ピース１４，２５が破損し、破損片が落下すると、前記保持用ピース１４，２５が前記発熱体１３を支持できなくなる為、該発熱体１３同士が接触して短絡する、或は前記均熱管３に接触して漏電する等の事故が発生し、前記発熱体１３の寿命が短くなる虞れがあった。
【００１５】
更に、従来のヒータ２では、図１４に示される様に、輸送時に於ける振動や前記発熱体１３の熱膨張及び収縮により、前記保持用ピース１４，２５及び前記ピースホルダ１５が前記周囲断熱材１６から乖離したり、或は前記ピースホルダ１５と前記周囲断熱材１６との熱膨張差により前記天井部断熱材１７が押上げられ、該天井部断熱材１７と前記周囲断熱材１６との間に隙間が生じ、該隙間から熱が逃げることで断熱不良を引き起すという問題があった。
【００１６】
尚、保持用ピースの縦型炉の径方向及び円周方向の相対変位を規制し、保持用ピースと連結されたピースホルダの縦型炉の中心方向への動きを規制したことで、発熱体の熱膨張、収縮により保持用ピースの連結外れや部品の破損を防止するヒータ支持装置として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−６７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は斯かる実情に鑑み、保持用ピースの破損、ピースホルダからの乖離、天井部付近での断熱不良を防止し、温度特性の均一化や寿命の向上を図る半導体製造装置用ヒータ支持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたヒータ支持装置に係るものである。
【００２０】
又本発明は、前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持されたヒータ支持装置に係り、又前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合するヒータ支持装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたので、前記発熱体が昇降温時に熱膨張及び収縮した場合でも前記空洞部により前記保持用ピースに力を作用させることがないと共に、輸送時の振動等により前記保持用ピースに外力が作用した場合であっても、単一の保持用ピースに外力を集中させることなく、又該保持用ピースの内部で応力を集中させることなく上下の保持用ピースに外力を分散させることができ、前記保持用ピースの破損を防止することができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持されたので、前記発熱体の熱膨張及び収縮によって前記保持用ピース間の連結等が外れる事による破損、及び前記発熱体同士が接触する短絡事故や、前記発熱体と他の部材が接触する漏電事故の発生を防止することができる。
【００２３】
更に又本発明によれば、前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合するので、輸送時等に保持用ピースの連結等が外れることによる破損を防止でき、ヒータの再組立作業等の作業者の労力を低減することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に於けるヒータの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ拡大図である。
【図４】本発明に於ける保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示し、（Ｃ）は該保持用ピースの側面図を示している。
【図５】本発明に於けるピースホルダであり、（Ａ）は該ピースホルダの平面図を示し、（Ｂ）は該ピースホルダの側面図を示している。
【図６】図１のＣ拡大図である。
【図７】図１のＤ拡大図である。
【図８】従来の縦型炉を示す縦断面図である。
【図９】従来のヒータを示す概略縦断面図である。
【図１０】従来の保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示している。
【図１１】他の従来例を示す保持用ピースであり、（Ａ）は該保持用ピースの平面図を示し、（Ｂ）は該保持用ピースの正面図を示している。
【図１２】従来の保持用ピースの破損例であり、（Ａ）は要部拡大正面図を示し、（Ｂ）は要部拡大側面図を示している。
【図１３】他の従来例の保持用ピースの破損例であり、（Ａ）は要部拡大正面図を示し、（Ｂ）は要部拡大側面図を示している。
【図１４】従来のヒータに於けるピースホルダの周囲断熱材からの乖離、及び天井部断熱材と周囲断熱材との間に生じた隙間を示す概略縦断面図である。
【図１５】本発明に於ける複数連結された保持用ピースであり、（Ａ）は通常状態に於ける側面図を示し、（Ｂ）は保持用ピースに円周方向の外力が加えられた状態の側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２６】
先ず、図１〜図７に於いて、本発明に於けるヒータ３０について説明する。
【００２７】
被加熱体である均熱管（図示せず）と同心にコイル状の発熱体３１が設けられ、該発熱体３１は断面が円形で、連結された保持用ピース３２により円周を所要等分した位置で支持されている。
【００２８】
該保持用ピース３２はハイアルミナ製で、鉛直方向に多数連結されている。図４に於いて、該保持用ピース３２について説明する。尚、図４（Ｂ）に於ける上下左右を、該保持用ピース３２の上下左右とする。又、図４（Ｂ）の右側を前記ヒータ３０の中心側、左側を反中心側とし、図４（Ａ）に於ける上下方向を厚み方向とする。
【００２９】
前記保持用ピース３２の上面には、断面が半長円形状の上向凹曲面３３が形成されると共に、該上向凹曲面３３を除いた上面の厚み方向中央には、中心方向側の端部から反中心方向側の端部に掛けて水平方向に延びる、即ち前記発熱体３１と直交する方向（前記上向凹曲面３３の軸心と直交する方向）に延びる半円柱又は略半円柱形状の嵌合凸部３４が形成されている。又、前記保持用ピース３２の前面及び背面の反中心側には、鉛直方向に延びる略半円柱形状の係止凹部３５，３５が凹設されている。
【００３０】
又、前記保持用ピース３２の下面には、断面が半長円形状の下向凹曲面３６が形成されると共に、該下向凹曲面３６を除いた下面の厚み方向中央には、前記発熱体３１と直交する方向（前記下向凹曲面３６の軸心と直交する方向）に延びる半円柱又は略半円柱形状の嵌合凹部３７が形成され、該嵌合凹部３７は前記嵌合凸部３４と嵌合可能となっている。又、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とで前記保持用ピース３２の嵌合部を構成し、該保持用ピース３２は前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７との嵌合を介して、上下方向に多数連設される様になっている。更に、前記保持用ピース３２が後述するピースホルダ４２に取付けられた際に、前記嵌合部は縦型炉（図示せず）の炉心に対して放射状となる様になっている。
【００３１】
前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とが嵌合することにより、前記各保持用ピース３２間の鉛直方向及び前記縦型炉の円周方向の相対変位が規制され、又前記上向凹曲面３３と前記下向凹曲面３６とで縦型炉の径方向に長い断面が長円形状の空洞部３８が形成される様になっている。前記保持用ピース３２が鉛直方向に多数連結されることで、鉛直方向に等間隔で多数の前記空洞部３８が形成される様になっている。
【００３２】
尚、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７は半円柱又は略半円柱形状であり、曲面を有しているので、前記保持用ピース３２，３２が嵌合している場合でも、曲面を介して該保持用ピース３２が僅かに傾動でき、該保持用ピース３２に掛る円周方向の外力を吸収できると共に前記嵌合部に掛る応力を分散できる様になっている。
【００３３】
又、図１５（Ａ）は該保持用ピース３２の平常時に於ける連結状態を示しており、該保持用ピース３２に掛る円周方向の外力が大きく、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７の曲面を介した傾動で外力を吸収しきれなかった場合でも、図１５（Ｂ）に示される様に、外力が掛る保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７が、該嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４に曲面を介して乗上げ、又前記外力が掛る保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合する前記嵌合凹部３７を曲面を介して押上げることで、前記外力が掛る保持用ピース３２が円周方向に相対変位し、又連結された前記保持用ピース３２が上方に相対変位し、前記嵌合部に掛る応力を上方に分散できる様になっている。
【００３４】
又、前記保持用ピース３２に掛る円周方向の外力がなくなった場合には、該保持用ピース３２の自重により前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７の曲面を介して反外力方向に相対変位し、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７とが再度嵌合し、図１５（Ａ）の状態となる。
【００３５】
連結された前記保持用ピース３２の最上段には、前記上向凹曲面３３と後述するホルダ支持部３９との間に空洞部３８ａが形成され、前記嵌合凸部３４と前記ホルダ支持部３９との間には間隙４０が形成される。又、最下段には前記保持用ピース３２と、前記上向凹曲面３３と前記嵌合凸部３４を有する最下段用保持用ピース４１とが嵌合することにより空洞部３８ｂが形成される。
【００３６】
前記発熱体３１は、非発熱時の最も収縮した状態で前記空洞部３８の中心側に位置し、該空洞部３８の反中心側に空隙を保つ様、該空洞部３８に挿通され支持される。
【００３７】
前記保持用ピース３２は、前記縦型炉の反中心側でピースホルダ４２に嵌合されている。該ピースホルダ４２は縦長の直方体に鉛直方向に貫通する凹部４３が刻設された形状となっている。又、前記ピースホルダ４２は水平断面が略凹字状であり、前記凹部４３の両内側面には、前記係止凹部３５と嵌合可能で鉛直方向に延びる略半円柱形状の係止凸部４４，４４が形成されている。
【００３８】
又、前記ピースホルダ４２は、継目の位置が前記保持用ピース３２の継目の位置と一致しない様、鉛直方向に連結され、前記保持用ピース３２の前記縦型炉の反中心側は前記凹部４３に嵌合可能であり、前記保持用ピース３２が前記凹部４３に嵌合し、前記係止凹部３５，３５に前記係止凸部４４，４４が嵌合することにより、前記保持用ピース３２の前記ピースホルダ４２に対する前記縦型炉の径方向及び円周方向の相対変位が規制される様になっている。
【００３９】
該ピースホルダ４２の周囲には、前記発熱体３１と同心に円筒形状の周囲断熱材４７，４８が２重に設けられている。該周囲断熱材４７には、円周を所要等分した位置に、上端から下端に亘って鉛直方向にそれぞれ溝４９が刻設され、該溝４９に前記ピースホルダ４２が反中心方向側及び円周方向側の３側面を当接させて支持されている。連結された前記ピースホルダ４２の最上段には最上段用ピースホルダ４２ａが連結され、最下段には最下段用ピースホルダ４２ｂが連結され、連結された前記ピースホルダ４２の高さは、前記周囲断熱材４７の高さよりも低くなっている。更に、前記周囲断熱材４８の外面は、図示しないヒータケースにより覆われている。
【００４０】
前記周囲断熱材４７，４８の上端には、円盤形状の天井部断熱材５１が水平姿勢で設けられている。該天井部断熱材５１下面の所要箇所には前記ホルダ支持部３９が突設され、該ホルダ支持部３９の下面の位置は、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端の位置よりも低くなっている。又、前記ホルダ支持部３９の前記最上段用ピースホルダ４２ａと対向する位置にはホルダ支持凹部５２が形成されており、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端が前記ホルダ支持凹部５２に挿入される様になっている。尚、前記ホルダ支持部３９は、前記天井部断熱材５１下面の所要箇所に突設するのではなく、リング状としてもよい。
【００４１】
尚、前記ホルダ支持凹部５２の底面の位置は前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端よりも高くなっており、該最上段用ピースホルダ４２ａの上端と前記ホルダ支持凹部５２の底面との間には間隙５３が形成される。
【００４２】
前記ピースホルダ４２及び前記周囲断熱材４７，４８は、断熱シート５４を介して円柱形状のヒータコイル受け５５に立設され、該ヒータコイル受け５５上面の内端部には、前記断熱シート５４を介して最下段用保持用ピース４１を支持する隆起部５６が形成されると共に、該隆起部５６の外周縁との間にホルダ支持凹部５７が形成される様隆起部５８が形成されている。前記ホルダ支持凹部５７は前記ホルダ支持凹部５２と同心且つ同径の円形となっており、前記ホルダ支持凹部５７に前記最下段用ピースホルダ４２ｂの下端が挿入され、支持される様になっている。又、前記ヒータコイル受け５５の外周面及び下面には、それぞれ前記断熱シート５４が貼設されている。
【００４３】
上記の様に、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端部が前記ホルダ支持凹部５２に挿入され、更に前記最下段用保持用ピース４１が前記隆起部５６上に支持されることで前記最下段用ピースホルダ４２ｂが下方に突出し、突出した部分が前記ホルダ支持凹部５７に挿入されるので、前記ピースホルダ４２は前記ホルダ支持部３９及び前記ヒータコイル受け５５によって径方向への動きが規制される。
【００４４】
縦型炉（図示せず）内でウェーハに成膜処理を行っている間、前記縦型炉は前記発熱体３１により加熱され、該発熱体３１自体も高温となっている。該発熱体３１は熱により膨張し、コイル径が拡大し、全周に亘って前記縦型炉の反中心方向に移動する。前記空洞部３８は長円形状であり、前記縦型炉の反中心側に隙間を有するので、前記発熱体３１が前記空洞部３８で移動した際にも前記保持用ピース３２に力が作用することなく、又連結された前記ピースホルダ４２は上端及び下端がそれぞれ前記ホルダ支持凹部５２及び前記ホルダ支持凹部５７に挿入され、支持されていると共に前記ピースホルダ４２の反中心方向側側面が前記周囲断熱材４７により支持されているので前記ピースホルダ４２が前記縦型炉の反中心方向に移動することがない。
【００４５】
又、前記発熱体３１の熱により、熱膨張率の異なる前記保持用ピース３２、前記ピースホルダ４２及び前記周囲断熱材４７がそれぞれ熱膨張し、熱膨張差で上端の位置が相対変化するが、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端と前記ホルダ支持凹部５２の底面との間に前記間隙５３が形成されているので、前記ピースホルダ４２が熱膨張により前記天井部断熱材５１を押上げることがなく、又最上段の前記保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４と前記ホルダ支持部３９との間に前記間隙４０が形成されているので、前記保持用ピース３２が前記ホルダ支持部３９を押上げることがなく、該天井部断熱材５１と前記周囲断熱材４７との間に隙間を生じ、該隙間から熱が逃げることで断熱不良を引き起すことがない。
【００４６】
成膜処理が終了した後、前記発熱体３１は発熱を停止し、該発熱体３１自体の温度が低下することで該発熱体３１のコイル径が縮小し、全周に亘って前記縦型炉の中心方向に移動する。前記発熱体３１は、最も収縮した状態で前記空洞部３８の中心側に位置する様予め設定されているので、前記発熱体３１のコイル径の縮小により、前記保持用ピース３２に中心方向の力が作用することがなく、又連結されたピースホルダ４２は上端及び下端がそれぞれ前記ホルダ支持凹部５２及び前記ホルダ支持凹部５７に挿入され支持されているので、前記ピースホルダ４２が前記縦型炉の中心方向に移動し、前記周囲断熱材４７から前記ピースホルダ４２が乖離することがない。
【００４７】
又、前記保持用ピース３２の嵌合部である前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７が、前記縦型炉の炉心に対して放射状となる様、中心側端部から反中心側端部に亘って形成されているので、前記発熱体３１の昇降温時に於ける熱膨張及び収縮や、該発熱体３１の輸送時の振動によって前記保持用ピース３２に径方向の外力が作用した場合であっても、単一の保持用ピース３２に外力を集中させることなく、又該保持用ピース３２の嵌合部に応力を集中させることなく上下の保持用ピース３２に外力を分散させ、該保持用ピース３２の破損を防止することができる。
【００４８】
又、前記嵌合凸部３４及び前記嵌合凹部３７の形状を半円柱又は略半円柱形状とし、上下の前記保持用ピース３２を完全に嵌込まない形状としたので、輸送時の振動等により前記保持用ピース３２に円周方向の外力が作用した場合であっても、該保持用ピース３２が僅かに傾動することで前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を分散させることができ、前記保持用ピース３２が破損するのを防止することができる。
【００４９】
又、該保持用ピース３２に作用する円周方向の外力が大きく、該保持用ピース３２の傾動では前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を分散しきれない場合でも、外力が作用した保持用ピース３２が、該保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４の曲面を介して乗上げると共に、外力が作用した保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合していた前記嵌合凹部３７を曲面を介して押上げ、円周方向及び上方に相対変位するので、前記嵌合凸部３４と前記嵌合凹部３７に集中する応力を上方に分散させることができ、前記保持用ピース３２が破損するのを防止することができる。
【００５０】
又この時、前記外力が作用した保持用ピース３２が、該保持用ピース３２の前記嵌合凹部３７と嵌合する前記嵌合凸部３４に乗上げると共に、前記外力が作用した保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が、該嵌合凸部３４と嵌合していた前記嵌合凹部３７を押上げることで、最上段の保持用ピース３２の前記嵌合凸部３４が上方に相対変位するが、前記間隙４０により前記最上段の保持用ピース３２の嵌合凸部３４の相対変位量を吸収でき、該保持用ピース３２の嵌合凸部３４が前記ホルダ支持部３９を押上げ、前記天井部断熱材５１と前記周囲断熱材４７との間に隙間を生じることがない。
【００５１】
更に、該保持用ピース３２の破損を防止することで、ヒータ生産に於ける歩留りを増加させることができると共に、前記発熱体３１が他の部材と接触することで発生する短絡や漏電等の事故を防ぐことができ、ヒータ３０の寿命及び安全性の向上を図ることができる。
【００５２】
尚、本実施例に於いては、前記保持用ピース３２の上面に前記嵌合凸部３４を形成し、下面に前記嵌合凹部３７を形成しているが、上面に該嵌合凹部３７を形成し、下面に前記嵌合凸部３４を形成してもよい。
【００５３】
又、本実施例では、前記保持用ピース３２に前記係止凹部３５，３５を形成し、前記ピースホルダ４２に前記係止凸部４４，４４を形成しているが、前記保持用ピース３２に前記係止凸部４４，４４を形成し、前記ピースホルダ４２に前記係止凹部３５，３５を形成してもよい。
【００５４】
更に、本実施例では、前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端を前記ホルダ支持部３９に形成された前記ホルダ支持凹部５２に挿入し、前記ピースホルダ４２の径方向の動きを規制しているが、前記天井部断熱材５１の前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端と対向する位置にホルダ支持凹部を穿設し、該ホルダ支持凹部に前記最上段用ピースホルダ４２ａの上端を挿入し、前記ピースホルダ４２の動きを規制することで、前記ホルダ支持部３９を省略することができ、コストの削減を図ることができる。
【００５５】
尚、本実施例では、前記ヒータ３０を半導体製造装置に実施した場合について説明したが、半導体製造装置以外であっても炉を有する装置に対して実施可能であることは言う迄もない。
【００５６】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００５７】
（付記１）被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたことを特徴とするヒータ支持装置。
【００５８】
（付記２）前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持された付記１のヒータ支持装置。
【００５９】
（付記３）前記嵌合凹部及び嵌合凸部は、前記被加熱体に対して放射状となる様前記保持用ピースの上面或は下面の一端から他端に亘って形成された付記１のヒータ支持装置。
【００６０】
（付記４）前記周囲断熱材の上端に天井部断熱材が設けられ、該天井部断熱材の下面にホルダ支持部が突設され、該ホルダ支持部に前記ピースホルダの上端部が挿入可能なホルダ支持凹部が形成された付記２のヒータ支持装置。
【００６１】
（付記５）前記周囲断熱材の上端に天井部断熱材が設けられ、該天井部断熱材に前記ピースホルダの上端部が挿入可能なホルダ支持凹部が形成された付記２のヒータ支持装置。
【００６２】
（付記６）前記ピースホルダの上端と前記ホルダ支持凹部の底面との間には間隙が形成された付記４又は付記５のヒータ支持装置。
【符号の説明】
【００６３】
３０ ヒータ
３１ 発熱体
３２ 保持用ピース
３４ 嵌合凸部
３５ 係止凹部
３７ 嵌合凹部
３８ 空洞部
３９ ホルダ支持部
４２ ピースホルダ
４４ 係止凸部
５２ ホルダ支持凹部
５３ 間隙
５５ ヒータコイル受け
５６ 隆起部
５７ ホルダ支持凹部
５８ 隆起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたことを特徴とするヒータ支持装置。
【請求項２】
前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持された請求項１のヒータ支持装置。
【請求項３】
前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合する請求項２のヒータ支持装置。
【請求項１】
被加熱体の周りにコイル状に形成された発熱体が配設され、鉛直方向に保持用ピースが多数連設され、該保持用ピース間に径方向に長い長円形状の空洞部が形成され、前記発熱体が前記空洞部を挿通し、前記保持用ピースを介して支持され、該保持用ピースの上面と下面のいずれか一方に、前記発熱体と交わる方向に嵌合凹部が形成されると共に、他方に前記嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部が形成され、前記保持用ピースは前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌合を介して連設されたことを特徴とするヒータ支持装置。
【請求項２】
前記保持用ピースが鉛直方向に連設されたピースホルダにより水平方向の動きが規制される様支持され、該ピースホルダが前記発熱体の周りに設けられた周囲断熱材に支持された請求項１のヒータ支持装置。
【請求項３】
前記ピースホルダは凹部を有し平断面が凹字状であり、前記凹部の対向面の少なくとも一面と、前記保持用ピース側面の少なくとも一面のいずれか一方に鉛直方向に延びる係止溝を形成し、他方に該係止溝に嵌合可能で鉛直方向に延びる係止凸部を形成し、前記保持用ピースが前記ピースホルダ間に掛渡った状態で前記凹部に嵌合すると共に、前記係止凸部が前記係止溝に嵌合する請求項２のヒータ支持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２５８５４４（Ｐ２０１１−２５８５４４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８６７３（Ｐ２０１１−５８６７３）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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