(57)【要約】【課題】フランジ挟持部に熱変形が生じてもフランジ部が破損する恐れのないフランジ保持構造を提供する。【解決手段】  石英プロセスチューブ２のフランジ部２０は、金属パッキン２１、２２を介して冷却マニホールド２７、２８により挟持され、冷却マニホールド２７、２８は、樹脂パッキン２９、３０を介して固定プレート３１、フランジホルダ３２により挟持される。冷却マニホールド２７、２８、固定プレート３１、フランジホルダ３２は、それぞれ、ウォータージャケットと冷却ガスにより冷却され、樹脂パッキン２９、３０が高温化するのを防ぐ。樹脂パッキン２９、３０により、ボルト２５による過大な締めつけ力が吸収され、フランジ部に過大な応力集中が生じないようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体内に底部が開口した炉口を備える熱処理容器が配置され、前記熱処理容器の下方に形成されているフランジ部を固定する熱処理容器保持部を備える熱処理装置において、
前記熱処理容器保持部は、前記フランジ部を上下から金属パッキンを介して挟持するフランジ挟持部と、このフランジ挟持部を上下から樹脂パッキンを介して挟持するホルダ部と、このホルダ部をフランジ挟持部に押圧して固定する固定部材とを備え、
前記フランジ挟持部とホルダ部には、内部に冷却媒体が流通する冷却媒体流通路が形成されていることを特徴とする熱処理容器のフランジ保持構造。
【請求項２】
前記フランジ挟持部のうち少なくとも上方のフランジ挟持部には、冷却媒体流通路として冷却ガスが流通する冷却ガス流通路と、この流通路から前記フランジ部に対して冷却ガスを吹き出すための冷却ガス吹き出し孔とが形成されている請求項１記載の熱処理容器のフランジ保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、底部に炉口を有する熱処理容器を炉体内に配置した縦型の熱処理装置に関し、特に熱処理容器の下方に形成されているフランジ部の保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
縦型の熱処理装置においては、炉口において熱処理容器の底部にあるフランジ部を上下から挟持して保持するが、この部分は非常に高温になるため、炉口シールを行うＯリングやフランジ部のホルダ部材などが変質・変形しないよう冷却媒体を流通させてこれらの部材が高温になるのを防いでいる。
【０００３】
冷却媒体としては、典型的には水が用いられ、これを保持部材内に形成した冷却水流通路に流す（例えば、特許文献１）。また、フランジ部周囲に冷却用ガスを流してこれを冷却する手法も提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
図３は、冷却水を流通させてフランジ部を保持する従来構造の一例を示している。熱処理容器（石英プロセスチューブ）２の下端部にはフランジ部２０が形成され、このフランジ部２０を、上下から金属パッキン２１、２２を介して上方のフランジ挟持部である固定プレート２３と下方のフランジ挟持部であるフランジホルダ２４とで挟持し、この固定プレート２３とフランジホルダ２４とを、ボルト２５で締めつけ固定する。固定プレート２３とフランジホルダ２４とには、それぞれ冷却水の流通路であるウォータージャケット用流通路２３ａ、２４ａが形成されており、ここに冷却水を流通させることで、固定プレート２３、フランジホルダ２４やフランジ挟持部全体の冷却を行う。
【特許文献１】特開平６−２０４２３１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図３に示すような従来のフランジ保持構造では、フランジ部２０が２００°Ｃ以上になることによって上方のフランジ挟持部である固定プレート２３と下方のフランジ挟持部であるフランジホルダ２４とが熱変形を起こし、このために、金属パッキン２１、２２とフランジ部２０とが片当たり（パッキンに一様な押圧力が加わらず、一部に過大な応力集中が生じる状態）となり、ボルト２５の締めつけ力が大きいと、石英製のフランジ部２０が破損する恐れがあった。
【０００６】
本発明の目的は、フランジ挟持部に熱変形が生じてもフランジ部が破損する恐れのないフランジ保持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、炉体内に底部が開口した炉口を備える熱処理容器が配置され、前記熱処理容器の下方に形成されているフランジ部を固定する熱処理容器保持部を備える熱処理装置において、
前記熱処理容器保持部は、前記フランジ部を上下から金属パッキンを介して挟持するフランジ挟持部と、このフランジ挟持部を上下から樹脂パッキンを介して挟持するホルダ部と、このホルダ部をフランジ挟持部に押圧して固定する固定部材とを備え、
前記フランジ挟持部とホルダ部には、内部に冷却媒体が流通する冷却媒体流通路が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、フランジ挟持部により金属パッキンを介してフランジ部を挟持し、さらに、フランジ挟持部を樹脂パッキンを介してホルダ部により保持する。そして、ホルダ部をボルト等の固定部材により固定する。フランジ挟持部とホルダ部は、冷却媒体流通路を流れる水等の冷却媒体により冷却され、ホルダ部に設けられるシーリング用のＯリングやフランジ挟持部、ホルダ部等のフランジ部周囲部品全体を冷却する。また、本発明の実施態様では、冷却媒体として冷却ガスを使用し、これを冷却ガス吹き出し孔からフランジ部に対して吹き出してフランジ部を冷却する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、フランジ挟持部とホルダ部とがそれぞれ冷却媒体により冷却されるため、その間に置かれるパッキンに高熱が加わらない。このため、本発明のように、このパッキンを樹脂で構成しても熱による変形等を起こすことがない。また、高温により、フランジ挟持部が熱変形して金属パッキンの部分で片当たり状態が生じたとしても、そのときの固定部材の締めつけ力は樹脂パッキンの弾性により吸収される。このため、片当たりによる過大な応力集中が生じることがなく、これによるフランジ部の破損を防ぐことができる。
【００１０】
また、前記フランジ挟持部のうち上方のフランジ挟持部に、冷却ガス流通路を設け、また、この流通路の冷却ガスを冷却ガス吹き出し孔からフランジ部に対して吹き出すことにより、フランジ部が冷却され、これによりフランジ挟持部の熱変形が緩和されるから、片当たり度合いが小さくなる。したがって、フランジ部がより破損しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態である熱処理装置の概略構成図である。
【００１２】
本実施形態の熱処理装置は、全体として縦型に構成されるいわゆる縦型熱処理装置である。熱処理装置の炉体内には石英製の熱処理容器が配置され、この中に多数枚の大型基板を置いて熱処理を行うように構成されている。
【００１３】
図１において、熱処理装置の炉体１は、ヒータを内蔵した側部断熱ブロック１０と、上部断熱ブロック１１とで構成される。この炉体１内には炉口構造物に保持され、頂部がドーム状、水平断面が円形となっている石英製の熱処理容器（以下、石英プロセスチューブという）２が固定され、この容器内に、基板保持治具３と、同基板保持治具３の架台４と、熱を下部に逃がさないための遮熱板構造（ヒートバリア）５とが配置されて熱処理が行われる。基板保持治具３、架台４、ヒートバリア５は、エレベータ装置６によりモータ駆動される昇降装置６０を介して昇降自在であり、下降させた状態で多数の被処理物である基板７を基板保持治具３に並設させ、その後全体を上昇させて石英プロセスチューブ２内に収納させる。
【００１４】
上記のように、炉体１に対して、基板７を並設させるための基板保持治具３をエレベータ装置６で昇降できるようにすることで、他の場所で基板保持治具３内の被処理物である基板７を取り替えながら、それらの熱処理を順次行うことができる。なお、吸引口８からは処理の前後に容器内を真空引きし、図外のガス導入口から不活性ガスや処理ガスを導入する。
【００１５】
図２は、上記炉口構造物であるフランジ保持部の構造図である。図３と同一の部分には同一符号を付している。
【００１６】
石英プロセスチューブ２のフランジ部２０は、金属パッキン２１、２２を介してフランジ挟持部である冷却マニホールド２７、２８により挟持される。下側の冷却マニホールド２８は、内部にウォータージャケット用流通路２８ａが形成されその流通路はその直下に位置する樹脂パッキン３０に近接している。上側の冷却マニホールド２７は、内部にウォータージャケット用流通路２７ａ、冷却ガス用流通路２７ｂが形成され、また、冷却ガス用流通路２７ｂ内の冷却ガスをフランジ部２０側に吹き出すための複数の冷却ガス吹き出し口２７ｃが設けられている。すなわち、上側の冷却マニホールド２７は、図示のように、全体として逆Ｌ字形状にあり、Ｌ型の段差部に沿って冷却ガス用流通路２７ｂが形成され、上面に接している樹脂性パッキン２９に接近してウォータージャケット用流通路２７ａが形成されている。また、上記Ｌ型の段差部による面は、フランジ部２０の上面と側部端面とに対向し、各対向面から垂直に冷却ガスが吹き出されるように、且つ、フランジ部２０の上面に対して垂直方向に立つ面から左下方に向けて斜めに冷却ガスが吹き出されるように、それぞれ、冷却ガス吹き出し口２７ｃが複数個形成されている。このようにして、フランジ部２０全体に満遍なく冷却ガスが吹き出されるようにする。冷却ガスには、例えば、Ｎ2ガスを使用することができる。
【００１７】
冷却マニホールド２７、２８は、その上下から樹脂パッキン２９、３０を介してホルダ部を構成する固定プレート３１、フランジホルダ３２により挟持され、この固定プレート３１、フランジホルダ３２が固定部材であるボルト２５により固定される。樹脂パッキン２９、３０には、例えば耐熱性のあるテフロン（登録商標）が使用される。
【００１８】
固定プレート３１には、内部にウォータージャケット用流通路３１ａが形成され、フランジホルダ３２には、内部に冷却ガス用流通路３２ａが形成される。
【００１９】
以上の構成において、冷却マニホールド２７、２８、固定プレート３１、フランジホルダ３２がそれぞれ冷却媒体（冷却水や冷却ガス）により冷却され、且つ、樹脂パッキン２９に非常に接近してウォータージャケット用流通路２７ａ、３１ａが設けられ、また、樹脂パッキン３０に非常に接近してウォータージャケット用流通路２８ａ、冷却ガス用流通路３２ａが設けられているため、それらの間に挟まれる樹脂性パッキン２９、３０は高温にはならない。このため、このパッキンが樹脂製であってもパッキンとしての性能が劣化することはない。
【００２０】
また、冷却マニホールド２７、２８は、高温により熱変形を起こす可能性があるが、熱変形により金属パッキン２１、２２の部分で片当たり状態が生じたとしても、そのときのボルト２５の締めつけ力は樹脂パッキン２９、３０の弾性により吸収される。このため、片当たりによるフランジ部２０への過大な応力集中が生じることがなく、これによるフランジ部２０の破損を防ぐことができる。同様に、固定プレート３１、フランジホルダ３２が何らかの理由によって熱変形しても、ボルト２５の締めつけ力は樹脂パッキン２９、３０の弾性により吸収されるから、フランジ部２０への過大な応力集中が生じるのを防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、冷却マニホールド２７に冷却ガス用流通路２７ｂを設けて、フランジ部２０に対して満遍なく冷却ガスを吹きつけるようにしているため、フランジ部２０の高温化を緩和することができる。これにより、上記の応力集中の発生をより防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態である熱処理装置の概略構成図
【図２】フランジ保持部の構造図
【図３】従来のフランジ保持部の構造図
【符号の説明】
【００２３】
１−炉体
２−熱処理容器（石英プロセスチューブ）
２０−フランジ部
２１、２２−金属パッキン
２５−ボルト
２７、２８−冷却マニホールド
２９、３０−樹脂パッキン
３１−固定プレート
３２−フランジホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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