(57)【要約】  本発明は、附室アセンブリと連通している流路を有するハウジングを有する熱処理プロセスチャンバを提供する。この附室アセンブリは、第１の溝を持つ外側リングと、第２の溝を持つ内側リングとを含む。この第１の溝は外側リングの軸線方向に内向きの表面内に形成されている。第１の溝は半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向とに開いている一部分を有する。第２の溝は軸線方向に内向きの方向に開き、および、内側リングの軸線方向に外向きの表面内に形成されている。第１の溝と第２の溝は、これらが軸線方向に互いに重ね合わされた関係にある時に通路を形成する。第１の溝は半径方向に外側に開いた端部を形成し、および、第２の溝はその通路の軸線方向に内向きの端部を形成する。通路は流路と連通し、これによって温度調整媒質の通過を可能にする。
2007511725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの周縁に沿って配置されている流路であって、前記ハウジングの周縁に沿って温度調整媒質が流れることを可能にする流路と、
前記ハウジングの第１の端部に配置されており、かつ、前記流路と流体連通している附室アセンブリと、を具備する製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバにおいて：
前記附室アセンブリは、軸線方向に外側のリング及び軸線方向に内側のリングを備えており；
前記軸線方向に外側のリングは、第１の溝を有し、前記第１の溝はこの軸線方向に外側のリングの軸線方向に内向きの表面内に形成されており、および、前記第１の溝は、軸線方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方において開いている少なくとも一部分を有していて；
前記軸線方向に内側のリングは、第２の溝を有し、前記第２の溝は、この軸線方向に内側のリングの軸線方向に外向きの表面内に形成されており、かつ、軸線方向に内向きの方向に開いており、および、前記第１の溝と前記第２の溝とが互いに軸線方向に重ね合わされた関係に配置される時に前記第１の溝と前記第２の溝は通路を形成し、前記通路は、前記第１の溝によって形成されている半径方向に外向きに開いている端部と前記第２の溝によって形成されている軸線方向に内向きの端部とを有し、および、前記通路は、前記温度調整媒質の通過を可能にするように前記流路と流体連通しており、および、前記流路と前記附室アセンブリは前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染を低減するようになっている；
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２】
前記ハウジングは第２の端部を含み、および、第２の附室アセンブリが前記ハウジングの前記第２の端部に配置されている、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３】
前記第２の附室アセンブリは、さらに、溝を有する軸線方向に外側のリングと、溝を有する軸線方向に内側のリングとを含んでいて、前記第２の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの溝と前記第２の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングの溝は、前記第２の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングを前記第２の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングと重ね合わせる時に通路を形成する、請求項２に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４】
前記第２の附室アセンブリの通路は前記流路と流体連通し、これによって前記流路からの前記温度調整媒質の通過を可能にする、請求項３に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項５】
前記軸線方向に外側のリングの溝は前記第１のリングの周縁に沿って配置されている、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項６】
前記軸線方向に内側のリングは前記第２のリングの周縁に沿って配置されている、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項７】
前記軸線方向に外側のリングと前記軸線方向に内側のリングは成形セラミック繊維である、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項８】
前記附室アセンブリは前記強制空冷プロセスチャンバのためのエンドキャップを形成する、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項９】
前記温度調整媒質は空気である、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１０】
前記軸線方向に外側のリングは、さらに、その中に配置されている加熱要素を備え、前記加熱要素は前記強制空冷プロセスチャンバの一部分の中の温度を制御する、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１１】
前記軸線方向に内側のリングは、さらに、その中に配置されている加熱要素を備え、前記加熱要素は前記強制空冷プロセスチャンバの一部分の中の温度を制御する、請求項１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１２】
前記附室アセンブリは前記第２の附室アセンブリからオフセットしており、これによって前記強制空冷プロセスチャンバの均一な温度調整を可能にする、請求項３に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１３】
前記オフセットは、前記附室アセンブリの通路と前記第２の附室アセンブリの通路との間の角距離の半分である、請求項１２に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１４】
前記ハウジングの第１の端部と前記ハウジングの第２の端部との中間に配置されている第３の附室アセンブリであって、溝を有する軸線方向に外側のリングと、溝を有する軸線方向に内側のリングとを含み、および、この第３の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの溝とこの第３の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングの溝は、この第３の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングとこの第３の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングとの重ね合わせ時に通路を形成する第３の附室アセンブリをさらに備える、請求項１２に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１５】
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバであって、
第１の端部を有するハウジングと、
前記ハウジングの周縁に沿って配置されている流路であって、製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバの周縁に沿った温度調整媒質の通過を可能にする流路と、
前記流路と連結している附室アセンブリであって、前記ハウジングの第１の端部に位置している附室アセンブリと、を具備する製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバにおいて：
前記附室アセンブリは、第１リング及び第２リングを備えており；
前記第１リングは溝を有していて、この第１のリングの溝は、この第１のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、この第１のリングの溝の少なくとも一部分はこの第１のリングに対する軸線方向と半径方向との両方において部分的に閉鎖されており、この第１のリングの溝は前記流路と流体連通しており；
前記第２リングは溝を有していて、この第２のリングの溝は、この第２のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、この第２のリングの溝の少なくとも一部分はこの第２のリングに対する軸線方向において部分的に閉鎖されており、この第２のリングの溝は前記流路と流体連通しており、および、前記第１のリングとこの第２のリングは、前記第１のリングの溝とこの第２のリングの溝とが互いに整合して前記流路からの前記温度調整媒質の流れを可能にする通路を形成するように、互いに連結し、および、前記流路と前記附室アセンブリは、前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染を低減するようになっている；
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１６】
前記温度調整媒質は、製品を熱処理するための前記強制空冷プロセスチャンバの温度を調節する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１７】
前記第１のリングは円形の形状を有する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１８】
前記第１のリングの溝は前記第１のリングの周縁に沿って配置されている、請求項１７に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項１９】
前記第２のリングは円形の形状を有する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２０】
前記第２のリングの溝は前記第２のリングの周縁に沿って配置されている、請求項１９に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２１】
前記第１のリングと前記第２のリングは成形セラミック繊維である、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２２】
前記温度調整媒質は空気である、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２３】
前記ハウジングはさらに第２の端部を有する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２４】
前記製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバは、さらに、
前記ハウジングの第２の端部に配置されている第２の附室アセンブリを備えていて：
前記第２の附室アセンブリは、第１リング及び第２リングを備えており；
前記第１リングは溝を有していて、前記第２の附室アセンブリの第１のリングの溝は、前記第２の附室アセンブリの第１のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、前記第２の附室アセンブリの第１のリングの溝は前記流路と流体連通しており；
前記第２リングは溝を有していて、前記第２の附室アセンブリの第２のリングの溝は、前記第２の附室アセンブリの第２のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、前記第２の附室アセンブリの第２のリングの溝の少なくとも一部分は前記第２の附室アセンブリの第２のリングに対して軸線方向において部分的に閉鎖されており、前記第２の附室アセンブリの第２のリングの溝は前記流路と流体連通しており、および、前記第２の附室アセンブリの第１のリングと前記第２の附室アセンブリの第２のリングは、前記第２の附室アセンブリの第１のリングの溝と前記第２の附室アセンブリの第２のリングの溝とが互いに整合して前記流路からの前記温度調整媒質の流れを可能にする通路を形成するように、互いに連結し、および、前記流路と前記第２の附室アセンブリは、前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染を低減するようになっている；
請求項２３に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２５】
前記附室アセンブリは前記第２の附室アセンブリからオフセットしており、これによっって前記強制空冷プロセスチャンバ全体にわたっての均一な温度調整を可能にする、請求項２４に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２６】
前記製品を熱処理するための前記強制空冷プロセスチャンバは、さらに、
前記附室アセンブリと前記第２の附室アセンブリとの中間に配置されている第３の附室アセンブリを備えていて：
前記第３の附室アセンブリは、第１リング及び第２リングを備えており；
前記第１リングは溝を有していて、前記第３の附室アセンブリの第１のリングの溝は、前記第３の附室アセンブリの第１のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、前記第３の附室アセンブリの第１のリングの溝は前記流路と流体連通しており；
前記第２リングは溝を備えていて、前記第３の附室アセンブリの第２のリングの溝は、前記第３の附室アセンブリの第２のリングに対して軸線方向および半径方向に配置されており、および、前記第３の附室アセンブリの第２のリングの溝の少なくとも一部分は前記第３の附室アセンブリの第２のリングに対して軸線方向において部分的に閉鎖されており、前記第３の附室アセンブリの第２のリングの溝は前記流路と流体連通しており、および、前記第３の附室アセンブリの第１のリングと前記第３の附室アセンブリの第２のリングは、前記第３の附室アセンブリの第１のリングの溝と前記第３の附室アセンブリの第２のリングの溝とが互いに整合して前記流路からの前記温度調整媒質の流れを可能にする通路を形成するように、互いに連結し、および、前記流路と前記第３の附室アセンブリは、前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染を低減するようになっている；
請求項２５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２７】
前記オフセットは前記附室アセンブリの通路と前記第２の附室アセンブリの通路との間の角距離の半分である、請求項２５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２８】
前記附室アセンブリは前記強制空冷プロセスチャンバのためのエンドキャップを形成する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項２９】
前記第１のリングは、さらに、
その中に配置されている加熱要素を備え、および、前記加熱要素は前記強制空冷プロセスチャンバの一部分の中の温度を制御する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３０】
前記第２のリングは、さらに、
その中に配置されている加熱要素を備え、および、前記加熱要素は前記強制空冷プロセスチャンバの一部分の中の温度を制御する、請求項１５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３１】
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバであって、ハウジングと流路と第１の附室アセンブリと第２の附室アセンブリとを具備する、製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバにおいて：
前記ハウジングは第１の端部と第２の端部とを有していて；
前記流路は前記ハウジングの周縁に沿って配置されていて、前記ハウジングの前記第１の端部から前記ハウジングの前記第２の端部に延び、および、前記ハウジングの前記第１の端部と前記ハウジングの前記第２の端部との間の温度調整媒質の通過を可能にしていて；
前記第１の附室アセンブリは前記ハウジングの前記第１の端部に配置されていて、そして軸線方向に外側のリング及び軸線方向に内側のリングを備えており；
軸線方向に外側のリングは第１の溝を有し、前記第１の溝はこの軸線方向に外側のリングの軸線方向に内向きの表面内に形成されており、かつ、前記第１の溝は半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方に開いている部分を少なくとも有していて；
軸線方向に内側のリングは第２の溝を有し、前記第２の溝はこの軸線方向に内側のリングの軸線方向に外向きの表面内に形成されており、かつ、軸線方向に内向きの方向に開いており、および、前記第１の溝と前記第２の溝は、前記第１の溝と前記第２の溝が互いに軸線方向に重ね合わされた関係に配置される時に通路を形成し、前記通路は、前記第１の溝によって形成されている半径方向に外向きに開いた端部と、前記第２の溝によって形成されている軸線方向に内向きの端部とを有し、および、前記通路は前記流路と流体連通しており、これによって前記温度調整媒質の通過を可能にし、および、前記流路と前記附室アセンブリは前記強制空冷プロセスチャンバ内に微粒子汚染を低減するようになっており；
前記第２の附室アセンブリは、前記第２の端部に配置されていて、溝を有する軸線方向に外側のリングと、溝を有する軸線方向に内側のリングとを有し、および、この第２の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの溝とこの第２の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングの溝は、この第２の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングとこの第２の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングとが互いに重なり合う時に通路を形成し、および、この第２の附室アセンブリは、前記第１の附室アセンブリとこの第２の附室アセンブリとの間を前記温度調整媒質が移動するように前記流路と流体連通している；
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３２】
前記ハウジングの第１の端部と前記ハウジングの第２の端部との中間に配置されている第３の附室アセンブリであって、溝を有する軸線方向に外側のリングと溝を有する軸線方向に内側のリングとを含み、および、この第３の附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの溝とこの第３の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングの溝は、この第３の附室アセンブリの前記軸線方向に外側のリングがこの第３の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングと重なり合う時に通路を形成する第３の附室アセンブリ
をさらに含む、請求項３１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３３】
前記第１の附室アセンブリは前記第２の附室アセンブリからオフセットしており、これによって前記強制空冷プロセスチャンバ全体にわたっての均一な温度調整を可能にする、請求項３１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３４】
前記オフセットは、前記附室アセンブリの通路と前記第２の附室アセンブリの通路との間の角距離の半分である、請求項３３に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３５】
前記温度調整媒質は空気である、請求項３１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３６】
前記附室アセンブリの通路は、前記強制空冷プロセスチャンバの軸線方向に対して特定の角度に形成されている、請求項３４に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３７】
前記第２の附室アセンブリの通路は前記角度に形成されている、請求項３６に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３８】
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの周縁に沿って配置されている流路であって、前記ハウジングの周縁に沿って温度調整媒質が流れることを可能にする流路と、
前記ハウジングの第１の端部に配置されており、かつ、前記流路と流体連通している附室アセンブリと、を具備する製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバにおいて：
前記附室アセンブリは、外側附室及び内側附室を備えており；
前記外側附室は第１の溝を有し、前記第１の溝はこの外側附室の軸線方向に内向きの表面内に形成されており、および、前記第１の溝は、半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方において開いており；
前記内側附室は第２の溝を有し、前記第２の溝は、この内側附室の半径方向に向いている表面内に形成されており、かつ、軸線方向に内向きの方向に開いており、および、前記第１の溝と前記第２の溝とが互いに軸線方向に重ね合わされた関係で配置される時に、冷却口が前記第１の溝と前記第２の溝との中に配置され、前記第１の溝と前記第２の溝はこの内側附室と前記外側附室との間に前記冷却口を固定的に保持し、および、前記冷却口は前記流路と流体連通しており、これによって前記温度調整媒質の通過を可能にし、および、前記冷却口は、前記流路と前記附室アセンブリとが前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染低減するように、一体状の部品である；
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項３９】
前記ハウジングは第２の端部を含み、および、第２の附室アセンブリが前記ハウジングの第２の端部に配置されている、請求項３８に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４０】
前記第２の附室アセンブリは、さらに、
溝を有する外側附室と溝を有する内側附室とであって、前記第２の附室アセンブリの外側附室と前記第２の附室アセンブリの内側附室とが互いに重なり合う時に、追加の冷却口が前記第２の附室アセンブリの外側附室の溝と前記第２の附室アセンブリの内側附室の溝との中に配置される外側附室と内側附室を含む、請求項３９に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４１】
前記追加の冷却口は前記流路と流体連通し、これによって前記流路からの前記温度調整媒質の通過を可能にする、請求項４０に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４２】
前記附室アセンブリは前記強制空冷プロセスチャンバのためのエンドキャップを形成する、請求項３８に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４３】
前記温度調整媒質は空気である、請求項３８に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４４】
前記附室アセンブリは、さらに、
前記エンドキャップ内に配置されている加熱要素を備え、前記加熱要素は前記強制空冷プロセスチャンバの一部分の中の温度を制御する、請求項４２に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４５】
前記附室アセンブリは前記第２の附室アセンブリからオフセットしており、これによって前記強制空冷プロセスチャンバの均一な温度調整を可能にする、請求項４０に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４６】
前記オフセットは前記冷却口と前記追加の冷却口との間の角距離の半分である、請求項４５に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４７】
前記強制空冷プロセスチャンバは、さらに、緩衝区域を備え、前記緩衝区域は前記ハウジングの第１の端部と前記外側附室アセンブリとの中間に配置されており、および、前記冷却口の一部分は前記緩衝区域を通って延び、かつ、前記流路と流体連通する、請求項３８に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４８】
前記強制空冷プロセスチャンバは、さらに、前記緩衝区域に隣接して配置されている処理区域を備え、前記温度調整媒質は前記処理区域と前記緩衝区域との中間で前記強制空冷プロセスチャンバの中に注入される、請求項４７に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項４９】
前記緩衝区域を通って延びる前記冷却口の前記一部分は、前記処理区域と前記緩衝区域との中間の箇所に延びる、請求項４８に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項５０】
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの周縁に沿って配置されている流路であって、前記ハウジングの周縁に沿った温度調整媒質の流れを可能にする流路と、
前記ハウジングの第１の端部に配置されており、かつ、前記流路と流体連通している附室アセンブリと、を具備する製品を熱処理するための強制空冷プロセスャンバにおいて：
前記附室アセンブリは、外側附室及び内側附室を備えており；
外側附室は第１の溝を有し、前記第１の溝はこの外側附室の半径方向の表面内に形成されており；
内側附室は第２の溝を有し、前記第２の溝は、この内側附室の半径方向の表面内に形成されており、および、前記第１の溝と前記第２の溝とが互いに軸線方向に重ね合わされた関係に配置される時に、冷却口が前記第１の溝と前記第２の溝との中に配置され、前記第１の溝と前記第２の溝はこの内側附室と前記外側附室との間に前記冷却口を固定的に保持し、および、前記冷却口は前記流路と流体連通しており、これによって前記温度調整媒質の通過を可能にし、および、前記冷却口は前記流路と前記附室アセンブリが前記強制空冷プロセスチャンバ内の微粒子汚染を低減するように、一体状の部品である；
製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項５１】
前記強制空冷プロセスチャンバは、さらに、緩衝区域を備え、前記緩衝区域は前記ハウジングの第１の端部と前記外側附室との中間に配置されており、および、前記冷却口は前記緩衝区域を通って延び、かつ、前記流路と流体連通する、請求項５０に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【請求項５２】
前記強制空冷プロセスチャンバは、さらに、前記緩衝区域に隣接して配置されている処理区域を備え、前記温度調整媒質は前記処理区域と前記緩衝区域との中間で前記強制空冷プロセスチャンバの中に注入される、請求項５１に記載の製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に強制空冷プロセスチャンバに関する。さらに特に、本発明は、強制空冷プロセスチャンバのための附室アセンブリ（ｖｅｓｔｉｂｕｌｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、多くの製品が製造中に熱処理作業を受ける。製品は、半導体ウェーハ製造中の熱硬化、鋼等のような製品材料を硬化させるためのアニーリング工程等を含む、様々な理由のために熱処理を受ける。製品は、一般的に、製品が熱処理を受ける最中は炉内に入れられている。したがって、その炉の温度が製品の熱処理を制御する。
【０００３】
典型的には、炉内の製品は熱処理のために特定の温度に加熱される。熱処理の例が、材料表面上での酸化プロセスを開始させるために製品を特定の温度にすることを含む。別の例が、材料のアニーリングを生じさせるために材料の温度を上昇させることを含む。しかし、酸化の例とアニーリングの例との両方では、ユーザが、特定の時間期間だけにわたって材料がその作業を受けることを必要とすることが多い。特定の時間期間にわたって材料を熱処理することが必要であることは、材料の更なる反応を回避するために、材料の温度が一定不変であることを必要とする。
【０００４】
炉の生産性を増大させるためにユーザが炉の温度調整能力を必要とすることが多い。さらに説明すると、熱処理作業の完了時には、ユーザが、炉から製品を取り出す前に炉が十分に冷えるのを待たなければならない。理解されるように、この冷却期間に関連した休止時間がその炉の生産性を低下させる。
【０００５】
炉内における熱交換速度を増大させようとする従来技術の試みが、図１Ａと図１Ｂとに関連して示されている附室アセンブリを含む。この附室アセンブリは、典型的には、炉の両端部に配置されている。図１Ａは、従来技術による炉（図示されていない）の温度調節を可能にする附室端部アセンブリ１００を示す。放射状の形状を有するこの附室端部アセンブリ１００は、構成要素１０４に連結されている構成要素１０２を含む。構成要素１０２の一部分が、図に示されているように厚さＺ１Ａを有する。構成要素１０４は冷却空気が中を通過する通路１０６を含み、これによって、寸法Ｚ２を有する附室の中を通して冷却空気が案内され通過させられることを可能にする。厚さＺ１Ａと寸法Ｚ２は、様々な用途に使用されることが可能なプロセスチャンバのサイズを決定する制約要素である。附室端部アセンブリ１００を使用する炉による熱処理作業中に、冷却空気が通路１０６の中を通過し、これによって冷却空気をそのプロセスチャンバの中に導入する。
【０００６】
附室端部アセンブリ１００の物理パラメータが、その附室端部アセンブリ１００を炉製造業者にとって魅力のないオプションにする。さらに明確に述べると、構成要素１０２と壁１０２ａ、１０２ｂとが附室端部アセンブリ１００の構造的剛性を維持するように、壁１０２ａ、１０２ｂの厚さＺ１Ａ、Ｚ１Ｂは、一般的に、０．５０インチでなければならない。さらには、空気通路の寸法は、冷却空気流を効果的に案内するために約０．５０以上でなければならない。当業者は理解できるように、壁１０２ａ、１０２ｂの必要厚さが特定の炉アセンブリにおいて使用可能なプロセスチューブのサイズを制限する。
【０００７】
さらに、附室端部アセンブリ１００は、セラミックのような壊れやすい材料で作られていた。附室端部アセンブリ１００の製造と取扱いの最中に、構成要素１０２と構成要素１０４が破損しやすく、この場合も同様に附室端部アセンブリ１００の使用に関連した総合的なコストを増大させた。さらに、附室内の熱循環が繊維の収縮と接着剤の破損との原因となった。したがって、通路１０６の中を通過する空気流がセラミックの個々の繊維を取り除き、これによって附室を通って流れる流体を汚染した。さらに、繊維収縮が、構成要素１０２と構成要素１０４との間の接合箇所における空気漏洩と、構成要素１０２、１０４の亀裂と破損との原因になった。
【０００８】
図１Ａに関連して示されている附室端部アセンブリ１００に加えて、冷却を炉に提供する従来技術の試みは、さらに、図１Ｂに関連して示されている附室端部アセンブリ１０８を含んでいた。この附室端部アセンブリ１０８は、この図を参照して理解されるように、通路１１０ａ、１１０ｂを含む。通路１１０ａ、１１０ｂは、さらに、流体流冷却における微粒子発生を最小限にするためにライナ１１２、１１４を含む。附室アセンブリ１０８を形成するために、附室アセンブリ１０８の構成要素１０８ａが単一のユニットから形成される。その次に、通路１１０ａ、１１０ｂは構成要素１０８ａの中に穿孔される。通路１１０ａ、１１０ｂは、この図に関連して示されている形状に、互いに異なる角度で穿孔される。通路１１０ａ、１１０ｂの形成時には、ライナ１１２、１１４がそれぞれ通路１１０ａ、１１０ｂの中に配置される。附室アセンブリ１０８の形成に関連したコストが、この附室アセンブリ１０８を炉の製造業者にとって魅力のないオプションにする。さらに、ライナ１１２、１１４は、典型的には、附室アセンブリ１０８のセラミックとは異なる特性を有する硬質セラミックで形成されている。これらの特性は、この附室アセンブリ１０８を使用する炉の熱循環中のより高い熱膨張／収縮率を含む。したがって、ライナ１１２、１１４は通路１１０ａ、１１０ｂ内から取り除かれることがあり、これによって、その附室アセンブリ１０８を使用する炉を微粒子で汚染することがある。同様に、ライナ１１２、１１４の取り除きは、通路の中を通る空気流を減少させる可能性がある。さらに、ライナ１１２、１１４が取り除かれると、このライナ１１２、１１４は、附室アセンブリの垂直装着の最中にその附室アセンブリから落下し、これによって、プロセスチャンバの内側の他の構成要素に損傷を与える可能性を生じさせることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、熱処理作業中に炉を冷却する装置に対する要求が存在する。この装置は、熱処理作業中に附室と炉との汚染の可能性を最小限にする材料で構成されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、最少の構成要素を使用する堅牢な構造を有する附室アセンブリを提供することによって上述の要求を満たす。さらに、本発明によって形成された附室アセンブリは、熱処理作業中の微粒子汚染を最小限にする。
【００１１】
本発明の一実施態様では、製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバが開示される。この強制空冷プロセスチャンバは、ハウジングと、このハウジングの周縁に沿って配置されている流路と、ハウジングの第１の端部にある附室アセンブリと、このハウジングの第１の端部に対して反対側に位置した第２の端部にある第２の附室アセンブリとを備える。流路は、強制空冷プロセスチャンバによる熱処理作業の最中にハウジングの周縁に沿って温度調整媒質が流れることを可能にする。附室アセンブリは流路と流体連通し、および、軸線方向に外側のリングと軸線方向に内側のリングとを含む。附室アセンブリの軸線方向に外側のリングは、軸線方向に内側のリングの軸線方向に内向きの表面内に形成されている第１の溝を有する。この第１の溝の一部分が、半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方に開口している。軸線方向に内側のリングは、その軸線方向に内側のリングの軸線方向に外向きの表面内に形成されている第２の溝を有する。この第２の溝は、軸線方向に内側のリングに対して軸線方向に内向きの方向に開口する。軸線方向に内側のリングと軸線方向に外側のリングとの嵌合時に、第１の溝と第２の溝とが流路と流体連通している通路を形成する。この通路は、第１の溝によって形成されている半径方向に外向きに開いている端部と、第２の溝によって形成されている軸線方向に内向きの端部とを有する。この通路と流路との間の流体連通が、温度調整媒質が附室アセンブリから流路の中に進むことを可能にする。第２の附室アセンブリは、第１の端部に対して反対側に位置している第２の端部に位置しており、および、同様に、軸線方向に外側のリングと軸線方向に内側のリングとを含む。したがって、第１の附室アセンブリから流路の中に移動する温度調整媒質は、ハウジングの第２の端部に配置されている第２の附室アセンブリを経由して強制空冷プロセスチャンバから外に出る。この冷却流体流は、そのアセンブリ内の冷却の均一性を強化するために周期的に逆流させられてもよい。
【００１２】
本発明の別の実施態様では、製品を熱処理するための強制空冷プロセスチャンバが開示される。この実施態様では、強制空冷プロセスチャンバは、第１の端部を有するハウジングと、このハウジングの周縁に沿って配置されている流路と、この流路に連結されている附室アセンブリとを含む。この流路は、強制空冷プロセスチャンバ内での製品の熱処理の最中にその強制空冷プロセスチャンバの周りの温度調整媒質の通過を可能にする。この附室アセンブリは、ハウジングの第１の端部に配置されており、および、第１のリングと第２のリングとを含む。附室アセンブリの第１のリングは、この第１のリングに対して軸線方向と半径方向とに配置されている溝を有する。この第１のリングの一部分が、第１のリングに対して軸線方向と半径方向との両方において部分的に閉鎖されている。さらに、この第１のリングは流路と流体連通している。第２のリングも、その第２のリングに対して軸線方向と半径方向とに配置されている溝を含む。第２のリングの溝の少なくとも一部分が、第２のリングに対して軸線方向と半径方向との両方において部分的に閉鎖されている。さらに、第２のリングの溝は流路と流体連通している。この第１のリングと第２のリングは、第１のリングの溝と第２のリングの溝とが互いに整合して通路を形成するように、互いに連結する。この通路は、流路と附室アセンブリとが強制空冷プロセスチャンバ内における低い微粒子汚染を実現するように、流路からの温度調整媒質の流れを可能にする。
【００１３】
本発明のさらに別の実施態様では、強制空冷プロセスチャンバが開示される。この実施態様では、強制空冷プロセスチャンバは、第１の端部と第２の端部とを有するハウジングと、このハウジングの周縁に沿って配置されている流路と、ハウジングの第１の端部に配置されている第１の附室アセンブリと、ハウジングの第２の端部に配置されている第２の附室アセンブリとを含む。この流路はハウジングの第１の端部からハウジングの第２の端部に延び、および、ハウジングの第１の端部と第２の端部との間の温度調整媒質の通過を可能にする。この第１の附室アセンブリは、軸線方向に外側のリングと軸線方向に内側のリングとを含む。この軸線方向に外側のリングは、軸線方向に外側のリングの軸線方向に内向きの表面の中に形成されている第１の溝を含む。この第１の溝は、さらに、半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方において開いている一部分も含む。第１の附室アセンブリの軸線方向に内側のリングは、この軸線方向に内側のリングの軸線方向に外向きの表面の中に形成されている第２の溝を含む。軸線方向に外側のリングと軸線方向に内側のリングとが互いに軸線方向に重ね合わされた関係の形で互いに連結させられる時に第１の溝と第２の溝とが通路を形成するように、軸線方向に内側のリングの第２の溝は軸線方向に内向きの方向に開く。この通路は、第１の溝によって形成されている半径方向に外側に開いている端部と、第２の溝によって形成されている軸線方向に内向きの端部とを含む。この通路は、温度調整媒質が第１の附室アセンブリを通って流路の中に流れ込むように、流路と流体連通している。第２の附室アセンブリも、温度調整媒質が第１の附室アセンブリと第２の附室アセンブリとの間を移動するように、流路と流体連通している。
【００１４】
理解されるように、本発明は、微粒子汚染を最小限にすると共に、処理チャンバ内を通過する温度調整媒質の均一な流れを増大させる、処理チャンバのための附室アセンブリを提供する。
【００１５】
本発明の多くの利点が、同じ参照番号が同じ要素に適用される添付図面を参照しながら本明細書を理解することによって、当業者に明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態によって、強制空冷プロセスチャンバの互いに反対側に位置した端部に配置されている附室アセンブリを有する、強制空冷プロセスチャンバが提供される。附室アセンブリは、附室アセンブリを形成するように機械加工されて積層物として組み立てられる個別のセクションを含む。これらの個別のセクション内に形成されている溝が、積層物としての個別セクションのアセンブリ時に、附室アセンブリ内の通路を形成する。さらに、添付図面に関連してさらに詳細に説明されるように、附室アセンブリ内に形成された通路は、附室アセンブリを被覆して封止する表面処理剤で被覆され、これによって附室アセンブリを通過する空気流の中の微粒子発生を減少させる。
【００１７】
次に、図面を参照し、および、特に図２を参照すると、図２は、本発明の実施形態による附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂを有する強制空冷プロセスチャンバ２００の斜視図を示す。この強制空冷プロセスチャンバ２００は、この強制空冷プロセスチャンバのプロセスチャンバ２０７内に置かれている半導体ウェーハのような製品を熱処理する。この強制空冷プロセスチャンバ２００は、プロセスチャンバ２０７の周縁に沿って配置されている流路２０１と、流路２０１とプロセスチャンバ２０７との両方を取り囲むハウジング２０３と、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂと、導管２０５ａ、２０５ｂとを含む。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂは、ハウジング２０３の第１の端部と第２の端部とに配置されており、および、導管２０５ａ、２０５ｂと流体連通している。さらに、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂは流路２０１と流体連通している。
【００１８】
強制空冷プロセスチャンバ２００の動作中には、空気のような温度調整媒質（図示されていない）が導管２０５ａまたは導管２０５ｂを経由して強制空冷プロセスチャンバ２００内に入る。図２に関連して示されている実施形態では、温度調整媒質は導管２０５ａの中に入る。導管２０５ａの中に入った後に、この温度調整媒質は附室アセンブリ２２２ａを経由して流路２０１の中に進む。この実施形態では、温度調整媒質は、方向矢印Ｘによって示されているように流路２０１の中を通って進み、および、温度調整媒質は附室アセンブリ２２２ａから流路２０１を通過して附室アセンブリ２２２ｂに進む。さらに、この冷却媒質は冷却の均一性を強化するために周期的に逆流させられてもよい。
【００１９】
温度調整媒質が流路２０１を通って進むにつれて、その温度調整媒質は、強制空冷プロセスチャンバ２００による熱処理作業中にプロセスチャンバ２０７の温度を調整する。温度調整媒質が附室アセンブリ２２２ｂに入ると直ちに、この温度調整媒質は導管２０５ｂを通って強制空冷プロセスチャンバ２００から出て行く。温度調整媒質が導管２０５ｂを通って強制空冷プロセスチャンバ２００の中に入り、および、導管２０５ａを通って強制空冷プロセスチャンバ２００から出て行くように、温度調整媒質が反対の方向（方向矢印Ｘによって示される方向に対して反対の方向）に流路２０１を通って進んでもよいということに留意されたい。温度調整媒質が附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂを通って進む時に、図３から図５に関連して後述するように、この温度調整媒質は、軸線方向に内側のリング２２０と軸線方向に外側のリング２１８とを通って進む。
【００２０】
強制空冷プロセスチャンバ２００は、さらに、緩衝区域２１３に隣接した処理区域２１５も含む。強制空冷プロセスチャンバ２００内での半導体ウェーハのような製品の処理時には、温度処理のような実際の処理が処理区域２１５内で行われる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、強制空冷プロセスチャンバ２００は、さらに、第３の附室アセンブリ２１１も含む。強制空冷プロセスチャンバ２００が第３の附室アセンブリ２１１を含む実施形態では、強制空冷プロセスチャンバは加熱区域２０７ａ、２０７ｂを含む。この加熱区域２０７ａ、２０７ｂは、強制空冷プロセスチャンバ２００内を通過する製品が強制空冷プロセスチャンバ２００内をその製品が通過する際に異なる熱処理を受けるように、異なる温度を有してもよい。第３の附室アセンブリ２１１が、軸線方向に外側のリング２１８と、図３から図５に関連して後述される第１の溝２２４と、附室アセンブリ２２２ａとを含むということに留意されたい。同様に、第３の附室アセンブリ２１１は、さらに、軸線方向に内側のリング２２０と、図３に関連して後述される第２の溝２３０と、附室アセンブリ２２２ａとを含む。
【００２２】
次に図３を参照すると、この図３は、本発明の実施形態による図２の強制空冷プロセスチャンバ２００のための附室アセンブリ２２２ａを図示する。強制空冷プロセスチャンバ２００が強制空冷プロセスチャンバ２００の第１の端部に配置されている附室アセンブリ２２２ａを含む実施形態では、強制空冷プロセスチャンバ２００は、さらに、強制空冷プロセスチャンバ２００の第１の端部と附室アセンブリ２２２ａとは反対側に位置している、強制空冷プロセスチャンバ２００の第２の端部に配置されている第２の附室アセンブリ２２２ｂを有する。附室アセンブリ２２２ａは、軸線方向に内側のリング２２０と連結する軸線方向に外側のリング２１８を含む。この図を参照して理解されるように、軸線方向に外側のリング２１８は重なり合いによって軸線方向に内側のリング２２０と連結する。
【００２３】
次に図４Ａを参照すると、この図４Ａは、本発明の実施形態による図３に関連して示されている軸線方向に外側のリング２１８の斜視図を示す。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂの両方が軸線方向に外側のリング２１８を含むということに留意されたい。軸線方向に外側のリング２１８は円形の形状を有し、および、軸線方向に外側のリング２１８の周縁に沿って配置されている第１の溝２２４と、軸線方向の支持体２２６とを含む。この軸線方向に外側のリング２１８は任意の数の第１の溝２２４を含んでよい。第１の溝２２４は、軸線方向に外側のリング２１８を軸線方向に内側のリング２２０と一体化する前に、軸線方向に外側のリング２１８の中に機械加工される。本発明のこの実施形態では、軸線方向に外側のリング２１８は、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の混合物を含む成形バルクセラミック繊維のような真空成形セラミック繊維から製造されてよい。第１の溝２２４は、軸線方向に外側のリング２１８の形成中に軸線方向に外側のリング２１８の中に機械加工される。さらに、第１の溝２２４は、機械加工後に軸線方向に外側のリング２１８のセラミック繊維を被覆して密封する表面処理剤によって仕上げされる。使用されることが可能な表面処理剤の例はアルミナ／ジルコニア等を含む。したがって、温度調整媒質の流動中の軸線方向に外側のリング２１８からの微粒子の発生が最小限にされる。軸線方向に外側のリング２１８が、その軸線方向に外側のリング２１８の周縁に沿って配置されている第１の溝２２４のような複数の第１の溝を含んでよい。第１の溝２２４は、軸線方向に外側のリング２１８の軸線方向の軸線Ａに対して、軸線方向に外側のリング２１８の軸線方向に内向きの表面内に形成されている。第１の溝２２４の一部分は、軸線方向に外側のリング２１８の半径方向に外向きの方向に開いている。さらに、第１の溝２２４は、軸線方向に外側のリング２１８の軸線方向の軸線Ａに対して軸線方向に内向きの方向に部分的に開いている。軸線方向に外側のリング２１８は、プロセスチャンバ２０７内の製品が強制空冷プロセスチャンバ２００の熱処理作業中に中を通過することができる通路２１９を含む。軸線方向の支持体２２６は、軸線方向に外側のリング２１８の軸線方向の軸線Ａに沿って軸線方向に外側のリング２１８の軸線方向に内側の表面から延びる。この軸線方向の支持体２２６は、連結中における軸線方向に外側のリング２１８と軸線方向に内側のリング２２０との間の支持を提供する。
【００２４】
次に図５を参照すると、この図は、本発明の実施形態による図３に関連して示されている軸線方向に内側のリング２２０の斜視図である。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂの両方が軸線方向に内側のリング２２０を含むということに留意されたい。附室アセンブリ２２２ａの軸線方向に内側のリング２２０は、その軸線方向に内側のリング２２０の周縁に沿って配置されている第２の溝２３０を含む。第１の溝２２４に関して説明したように、第２の溝２３０は、軸線方向に内側のリング２２０の形成中に軸線方向に内側のリング２２０の中に機械加工される。さらに、第２の溝２３０は、強制空冷プロセスチャンバ２００の熱作業中の微粒子発生を最小限にする、第１の溝２２４と共に使用された表面処理剤のような表面処理剤で処理されている。第２の溝２３０は、軸線方向に内側のリング２２０の周縁に沿って配置されている。さらに、この図を参照して理解されるように、第２の溝２３０は、軸線方向に内側のリング２２０の軸線Ａに対して、軸線方向に内側のリング２２０の軸線方向に外向きの表面内に形成されている。この第２の溝２３０は、軸線Ａに対して軸線方向に内側のリング２２０の軸線方向に内向きの方向に開いている。
【００２５】
図３と、附室アセンブリ２２２ａの形成中の附室アセンブリ２２２ａに再び着目すると、軸線方向に内側のリング２２０は、図示されているように軸線方向に外側のリング２１８と共に形成される。さらに明確に述べると、軸線方向に内側のリング２２０と軸線方向に外側のリング２１８は互いに軸線方向に重ね合わされている。軸線方向に外側のリング２１８と軸線方向に内側のリング２２０とを有する附室アセンブリ２２２ａの形成時には、軸線方向に外側のリング２１８の第１の溝２２４と、軸線方向に内側のリング２２０の第２の溝２３０は、附室アセンブリ２２２ａのための通路を形成する。リング２１８、２２０が複数の溝を含む実施形態では、複数の通路が附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂ内に形成されるということに留意されたい。附室アセンブリ２２２ａの通路は、第１の溝２２４によって形成されている半径方向に外向きに開いた端部と、附室アセンブリ２２２ａの軸線Ａに対して、第２の溝２３０によって形成されている軸線方向に内向きの端部とを有する。この半径方向に外向きに開いた端部は第１の溝２２４によって形成されている。同様に、軸線方向に内向きの端部は第２の溝２３０によって形成されている。附室アセンブリ２２２ａの通路は、図２に関連して示されている流路２０１と流体連通している。したがって、温度調整媒質は強制空冷プロセスチャンバ２００の中に入り、および、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂの通路を通って強制空冷プロセスチャンバ２００の外に出る。図３に関連して示されている実施形態では、附室アセンブリ２２２ａは、第１の溝２２４と第２の溝２３０とによって形成されている通路を有する形で示されている。上述したように、附室アセンブリ２２２ｂは、さらに、第１の溝２２４を有する軸線方向に内側のリング２２０と、第２の溝２３０を有する軸線方向に外側のリング２１８とを含む。したがって、附室アセンブリ２２２ｂは、さらに、軸線方向に内側のリング２１８と共に軸線方向に外側のリング２２０を形成する時に、上述した通路も含む。したがって、強制空冷プロセスチャンバ２００の動作中には、導管２０５に入って附室アセンブリ２２２ａの中に進む温度調整媒質は、第１の溝２２４と第２の溝２３０とによって形成されている通路を通って、流路２０１の中に進み、および、附室アセンブリ２２２ｂを通って外に出る。
【００２６】
図２を再び参照すると、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂはハウジング２０３の第１の端部と第２の端部とに形成されている。本発明の実施形態では、強制空冷プロセスチャンバ２００内の附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂの方向配置は、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂが互いにオフセットしているような方向配置である。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂの間のオフセットは、附室アセンブリ２２２ａの溝２２４、２３０と附室アセンブリ２２２ｂの溝２２４、２３０との間の半径方向の距離が最大化されるようなオフセットである。本発明の実施形態では、このオフセットは、好ましくは、流体流の注入と流体流の抽出とからの距離を最大にするために、注入箇所の相互間の角距離の約半分の間の範囲内であってよい。理解されるように、強制空冷プロセスチャンバ２００内の附室アセンブリの相互間のオフセットは、プロセスチャンバ２０７に沿った均一な温度調整を可能にする。同様に、附室アセンブリの相互間のオフセットは、螺旋状の流体流路を生じさせることによって温度調整の均一性を強化する。螺旋状の流体流路の効果をさらに増強するか、または、そうでない場合にはこの流体流路を再方向付けするために、このオフセットが傾斜させられてもよいということに留意されたい。
【００２７】
本発明の別の実施形態では、溝によって形成される通路が、図４Ｃに関連して示されているように、附室アセンブリ内で傾斜させられてもよい。次に、図４Ｃを参照すると、図４Ｃは、軸線方向に外側のリング２１８内の第１の溝２２４と、軸線方向に内側のリング２２０内の傾斜した第２の溝２３０ａとを有する、附室アセンブリ２２２ａの断面を示す。第１の溝２２４と傾斜した第２の溝２３０ａは互いに連通して、この図に関連して示されているように傾斜した通路を形成する。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂが図４Ｃに関連して示されているように傾斜した通路を含む実施形態では、第１の溝２２４と傾斜した第２の溝２３０ａとが、上記で第１の溝２２４と第２の溝２３０とに関連して説明したように、軸線方向に外側のリング２１８と軸線方向に内側のリング２２０との半径方向の周縁に沿って配置されるということに留意されたい。附室アセンブリ２２２ａが傾斜した通路を含む実施形態では、附室アセンブリ２２２ｂも、上述したように均一の温度調整が加熱セクション２０７ａ、２０７ｂに沿って生じるように、同じ傾斜した通路を含む。さらに、この傾斜した通路は、図示されているように、軸線方向に外側のリング２１８に対して例えば３０°のような任意の角度で形成されてよい。
【００２８】
第２の附室アセンブリは、さらに、第１および第２の溝２２４、２３０と共に上述の軸線方向に外側のリング２１８と軸線方向に内側のリング２２０とを含む。強制空冷プロセスチャンバ２００が第３の附室アセンブリ２１１を含む実施形態（図２）では、この第３の附室アセンブリは、軸線方向に外側のリング２１８と、図４Ａに関連して説明されている第１の溝２２４と、附室アセンブリ２２２ａとを含む。同様に、第３の附室アセンブリ２１１は、軸線方向に内側のリング２２０と、図５に関連して説明されている第２の溝２３０と、附室アセンブリ２２２ａとを含む。
【００２９】
軸線方向に外側のリング２１８を有する附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂが、バッチ炉を含む様々な処理炉内において使用されてよいということに留意されたい。附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂがバッチ炉と共に使用される実施形態では、附室アセンブリ２２２ａまたは附室アセンブリ２２２ｂは、図４Ｂに関連して示されている軸線方向に外側のリング２２７を含む。この図から理解されるように、この軸線方向に外側のリング２２７は、図４Ａで説明されている第１の溝２２４を含む。さらに、軸線方向に外側のリング２２７は通路２１９を含まず、これによって、エンドキャップとしての附室アセンブリ２２２ａと附室アセンブリ２２２ｂの両方の嵌合を可能にする。この代わりに、軸線方向に外側のリング２２７はエンドキャップ２２５を含む。さらに、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂがバッチ炉と共に使用される実施形態では、軸線方向に外側のリング２２７は能動加熱要素または受動断熱材を有してよい。使用可能な能動加熱要素の例は、抵抗ワイヤ、垂直バッチ炉用のトップヒータ等を含む。軸線方向に外側のリング２２５が受動断熱材を有する実施形態では、使用されてよい受動断熱材の例は、真空成形セラミック繊維の栓を含む。
【００３０】
次に図６Ａを参照すると、図６Ａは、本発明の別の実施形態による附室アセンブリ３００の斜視図を示す。この附室アセンブリ３００は、末端附室保持器リング３０２と、外側附室３０４と、内側附室３０６とを含む。この附室アセンブリ３００は、さらに、外側附室３０４と内側附室３０６との中に配置されている冷却口３０８を含む。附室アセンブリ３００を使用するプロセスチャンバは、典型的には、図２に関連して上述された、プロセスチャンバの両端部に配置されている２つ附室アセンブリ３００と、強制空冷プロセスチャンバ２００と、附室アセンブリ２２２ａ、２２２ｂとを使用するということに留意されたい。同様に、この２つの附室アセンブリ３００は、強制空冷プロセスチャンバ２００の流路２０１と流体連通している。
【００３１】
図６Ｂを参照して理解されるように、外側附室３０４は、附室アセンブリ３００の一体化の最中に内側附室３０６上に軸線方向に重ね合わされる。図６Ｂは、本発明の実施形態による図６Ａに関連して示されている附室アセンブリ３００の横断面図である。附室アセンブリ３００の一体化の時点に、冷却口３０８は外側附室３０４と内側附室３０６との（図８と図９Ａとに関連して示されている）溝の中に位置する。理解されるように、冷却口３０８は、低いプロファイル内で高い流量を実現する一体状の部品である。高い流量は、より大きいプロセスチャンバを附室アセンブリ３００に取り付けることを可能にする。これに加えて、冷却口３０８は、製造時に附室アセンブリ３００の中に圧入され、これによって附室アセンブリ製造中に典型的に使用される保持用のセメントまたは他の接着剤を不要にする。冷却口３０８は、さらに、外側附室３０４と内側附室３０６との間において附室アセンブリ３００内に閉じ込められ、これによって、附室アセンブリ３００を使用するプロセスチャンバの動作中に冷却口３０８が外れる可能性を最小限にする。
【００３２】
図６に関連してより明瞭に示されているように、冷却口３０８は、附室アセンブリ３００を通って強制空冷プロセスチャンバ２００の中に空気のような温度調整媒質が流れ込むことを可能にする形状構成を有する。したがって、冷却口３０８は、附室アセンブリ３００と強制空冷プロセスチャンバ２００の流路２０１との間の流体連通を実現する。冷却口３０８は、、図７に関連して示されているセクション３０８ａと一体化されているセクション３０８ｂを含む一体状の部品である。これに加えて、冷却口３０８は、この冷却口３０８のセクション３０８ａ、３０８ｂを通して配置されている口３０８ｃを含む。この口３０８ｃは、温度調整媒質が口３０８を通過して流路２０１の中に入ることを可能にする。本発明の実施形態では、冷却口３０８は機械加工されてもよいし、または、等加圧（ｉｓｏ−ｐｒｅｓｓｅｄ）高純度セラミックで作られてもよい。冷却口３０８が等加圧高純度セラミックで作られている実施形態では、この等加圧高純度セラミックは９６％以上のアルミナ等を含んでよい。冷却口３０８は、図８に関連して示されているように内側附室３０６の溝３０６ａ内に位置している。
【００３３】
図８は、本発明の別の実施形態による、図６Ａに関連して示されている内側附室３０６の斜視図を示す。内側附室３０６は、内側附室３０６の製造中に内側附室３０６の中に機械加工される溝３０６ａを含む。この図を参照して理解されるように、溝３０６ａは、内側附室３０６の半径方向の表面３０７に対して内側附室３０６の半径方向に外側方向に開かれている。さらに、図８を参照して理解されるように、溝３０６ａは、軸線方向に内側方向に形成されており、および、半径方向の表面３０７に対して軸線方向に温度調整媒質が通過することを可能にする。内側附室３０６が、真空成形セラミック繊維等のようなセラミック繊維で作られてよいということに留意されたい。
【００３４】
次に図９Ａを参照すると、この図９Ａは、本発明の実施形態による、図６Ａに関連して示されている外側附室３０４と端部附室保持器リング３０２との斜視図を示す。溝３０４ａが外側附室３０４の製造中に外側附室３０４の中に機械加工される。図９Ａを参照して理解されるように、溝３０４ａは、外側附室３０４の軸線方向表面３０５に対して半径方向に外向きの方向と軸線方向に内向きの方向との両方に延びる。外側附室アセンブリ３０４は、セラミック繊維の複合セクションで作られてよい。使用されてよいセラミック繊維の例が真空成形セラミック繊維等を含む。
【００３５】
附室アセンブリが、第３の附室アセンブリ２１１と強制空冷プロセスチャンバ２００とに関して説明されているように、強制空冷プロセスチャンバの中間セクションに配置されてもよいということに留意されたい。さらに明確に述べると、強制空冷プロセスチャンバ２００がその両端部と強制空冷プロセスチャンバ２００の中間セクションとに附室アセンブリを含み、これによって、上述の加熱区域２０７ａ、２０７ｂの個別の制御を可能にするように、強制空冷プロセスチャンバ２００の第３の附室アセンブリ２１１が附室アセンブリ３００を含んでよい。
【００３６】
附室アセンブリ３００は、バッチ炉を含む様々な処理炉で使用されてよい。バッチ炉がそのバッチ炉の両端部上の附室アセンブリ３００を含む、バッチ炉と共に附室アセンブリ３００が使用される実施形態では、図９Ｂに関連して示されているように、附室アセンブリ３００の一方がエンドキャップ３１０を含んでよい。附室アセンブリ３００がバッチ炉と共に使用される実施形態では、エンドキャップ３１０は能動加熱要素または受動断熱材を有してよい。使用されてよい能動加熱要素の例は、抵抗ワイヤ、垂直バッチ炉用のトップヒータ等を含む。エンドキャップ３１０が受動断熱材を有する実施形態では、使用されてよい受動断熱材の例は真空成形セラミック繊維の栓を含む。
【００３７】
この実施形態では、附室アセンブリ３００は、使用される部品の量を最小限にすると同時に、その附室アセンブリ３００の空気流体積を増大させる。さらに、外側附室３０４と内側附室３０６との両方の製造中に外側附室３０４と内側附室３０６との中に溝３０４ａ、３０６ａを機械加工することが、附室アセンブリ３００に関連している労力と技能とを最小限にする。これに加えて、冷却口３０８は、附室アセンブリ３００を通過する空気流体積のための横断面専有面積を減少させる。図２と附室アセンブリ２２２とに関して上述したように、附室アセンブリ３００をプロセスチャンバ２００上に嵌合させる時に、冷却口３０８が互いにオフセットしているように、附室アセンブリ３００はプロセスチャンバ２００上でオフセットしている。本発明の実施形態では、冷却口３０８の相互間のオフセットは、流体流の注入と流体流の抽出とからの距離を最大にするように、好ましくは、注入箇所の相互間の角距離の約半分の間の範囲内であってよい。理解されるように、強制空冷プロセスチャンバ２００内の附室アセンブリの相互間のオフセットがプロセスチャンバ２０７に沿った均一な冷却を可能にする。同様に、附室アセンブリの相互間のオフセットは、螺旋状の流体流路を生じさせることによって冷却の均一性を強化する。このオフセットが螺旋状の流体流路の効果を強化するために傾斜させられてよいということに留意されたい。
【００３８】
次に図１０Ａを参照すると、この図１０Ａは、本発明の別の実施形態による附室アセンブリの斜視図を示す。この実施形態では、冷却口３０８は、図１０Ｂを参照してより明瞭に見ることができるように、冷却口３０８のセクション３０８ａに固定的に取り付けられているセクション３０８ｄを含む。本発明の別の実施形態では、セクション３０８ｄが冷却口３０８のセクション３０８ａの中に挿入されてもよいということに留意されたい。セクション３０８ｄは、さらに、冷却口３０８を延長する。図１０Ａを参照して理解されるように、セクション３０８ｄは強制空冷プロセスチャンバ２００の緩衝区域２１３を通過する。したがって、強制空冷プロセスチャンバ２００の動作中に、温度調整媒質が附室アセンブリ３００の中に注入され、その次に、プロセスチャンバ２０７の中に直接注入される。したがって、温度調整媒質を緩衝区域２１３を通過させることに関連している熱損失が最小限にされ、これによって強制空冷プロセスチャンバ２００の総合的な効率を増大させる。
【００３９】
冷却口が緩衝区域２１３を通って延びるセクションを含む実施形態では、冷却口３０８は緩衝区域２１３を超えて温度調整媒質を送り込む。したがって、温度調整媒質は緩衝区域２１３の端から端まで流れ、冷却の大部分が生じる加熱区域２０７ａ、２０７ｂの中に流れ込む。理解されるように、緩衝区域２１３は、強制空冷プロセスチャンバ２００が、下端部（ｂｏｔｔｏｍ  ｅｎｄ）が強制空冷プロセスチャンバ２００の中央よりも迅速に温度低下する傾向がある垂直炉である実施形態において、下端部のような、強制空冷プロセスチャンバ２００の外側に対する開口に典型的に関連している端損失を補償する。
【００４０】
強制空冷プロセスチャンバ２００の均一な冷却を可能にするために、緩衝区域２１３は、強制空冷プロセスチャンバ２００の端部に関連しているより大きな熱損失を補償するために熱を供給する。温度調整媒質の流れが緩衝区域２１３に直接結合されていることの結果として、加熱と冷却とが互いに正反対であるだろう。加熱と冷却とが正反対であることが、緩衝区域２１３内の過剰な摩耗と早過ぎる故障と、強制空冷プロセスチャンバ２００の総合的な冷却性能の低下とを引き起こすだろう。
【００４１】
冷却口３０８がセクション３０８ｄを含む場合には、強制空冷プロセスチャンバ２００に温度調整媒質を注入する箇所が、緩衝区域２１３とプロセスチャンバ２０７との間で注入が行われるように延長させられる。温度調整媒質の注入が緩衝区域２１３の上方で行われるので、温度調整媒質は緩衝区域２１３から効果的に切り離される。したがって、緩衝区域２１３の加熱作用は独立的に作用し、および、緩衝区域２１３の内側の強制空冷プロセスチャンバ２００内の温度調整媒質の最大の冷却効果を実現すると同時に、より効率的な仕方で炉の端損失を補償する。この最終的な結果が要素の寿命を延長し、かつ、冷却性能を向上させる。
【００４２】
次に図１１を参照すると、図１１は、強制空冷プロセスチャンバ２００の処理区域２１５の緩衝区域２１３の間に配置されている附室アセンブリを示す断面図である。この実施形態では、強制空冷アセンブリ全体が緩衝区域２１３の内側に配置されている。したがって、温度調整手段の流体流が緩衝区域２１３の加熱作用から効果的に切り離される。これに加えて、この形状構成は、図１０Ａと図１０Ｂとを参照して説明されたセクション３０８ｄを不要にする。理解されるように、内側附室３０４と外側附室３０６は半径方向の溝３０４ａ、３０６ａを含む。冷却口３０８は半径方向の溝３０４ａ、３０６ａの中に位置している。
【００４３】
理解されるように、本発明は、強制空冷プロセスチャンバの設計者に魅力的な代替案を提供する。本発明は、従来技術の附室アセンブリに関連した問題点を最小限にする。さらに明確に述べると、本発明は、プロセスチャンバの動作中のプロセスチャンバの微粒子発生と微粒子汚染とを最小限にする。さらに、本発明の附室アセンブリは一体状の部品によって作られており、これによって堅牢な装置を実現する。したがって、本発明に関連したコストが著しく低減させられ、および、本発明を使用するプロセスチャンバの全体的な信頼性が著しく向上させられる。
【００４４】
これに加えて、附室アセンブリの一体状のセラミック構成が、使用中に分離して微粒子汚染の原因となる可能性がある内部継目を含まない。さらに、この一体状の構成は、プロセスチャンバを潜在的に汚染する可能性がある２ピース構成に関連している製造中の不完全な形成の可能性を最小限にする。
【００４５】
上述の内容は、本発明の例示的な実施形態であり、限定的であることは意図されていない。こうした実施形態に対する変更が、添付されている特許請求項に記載されている本発明の着想と範囲とから逸脱することなしに行われることが可能であるということが、当業者には明らかだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術による炉の温度調節を可能にする附室端部アセンブリを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来技術による附室端部アセンブリを示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態による附室アセンブリを有する強制空冷プロセスチャンバの略図を示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態による図２の強制空冷プロセスチャンバのための附室アセンブリを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の別の実施形態による図３に関連して示された附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの斜視図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態による、エンドキャップを有する、図３に関連して示されている附室アセンブリの軸線方向に外側のリングの斜視図を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施形態による、図３に関連して示されている軸線方向に外側のリングの上の傾斜した第１の溝と傾斜した第２の溝とを通る断面を示す本発明の実施形態である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態による図３に関連して示されている附室アセンブリの軸線方向に内側のリングの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の別の実施形態による附室アセンブリの斜視図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施形態による図６Ａに関連して示されている附室アセンブリの横断面図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態による図６Ａに関連して示されている冷却口の斜視図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態による、図６Ａに関連して示されている附室間の斜視図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施形態による、図６Ａに関連して示されている外側附室と端部附室保持器リングとの斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、エンドキャップを有する図９Ａの外側附室アセンブリの斜視図を示す本発明の実施形態である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の別の実施形態による附室アセンブリの斜視図を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の別の実施形態による図１０Ａに関連して示されている冷却口の斜視図である。
【図１１】図１１は、プロセスチャンバの緩衝区域とプロセスチャンバの処理区域との間に配置されている附室アセンブリを示す断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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