專利名稱：面狀加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面狀加熱器，更詳細(xì)地說涉及將石灰絲(carbon wire )發(fā) 熱體封入石英玻璃(silica glass)板狀體中的面狀加熱器，涉及適合使 用于半導(dǎo)體制造工藝中的晶片等的熱處理用的面狀加熱器。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，在其工序中對(duì)硅晶片等實(shí)施各種熱處理。在 這些熱處理中要求進(jìn)行嚴(yán)密的溫度控制，并且要求確保熱處理環(huán)境為不 存在灰塵等微粒的清潔環(huán)境。
因此，用于熱處理的熱處理用加熱器被要求滿足均熱性以及升降溫 控制性能優(yōu)良而且不放出微粒等污染物質(zhì)等的各要件。作為這種半導(dǎo)體 制造用加熱器之一，存在將發(fā)熱體和非氧化性環(huán)境氣體一起封入石英玻 璃部件等支撐部件中的構(gòu)造的加熱器。
再有，本申請(qǐng)發(fā)明人等已經(jīng)在日本專利申請(qǐng)公開2007-220595中開 發(fā)提出了一種作為非常合適的半導(dǎo)體制造用加熱器的半導(dǎo)體熱處理裝 置用加熱器，其中，編織多束捆扎了極細(xì)碳纖維的碳纖維束而制成碳絲 發(fā)熱體，將該碳絲發(fā)熱體與非氧化性環(huán)境氣體一起封入石英玻璃部件等 支撐部件中。
這里，基于圖9至圖ll對(duì)日本專利申請(qǐng)公開2007-220595號(hào)公報(bào)所 示的加熱器進(jìn)行說明。再有，圖9為表示面狀加熱器的俯視圖，圖10 為圖9所示的面狀加熱器的側(cè)視圖，圖11為圖IO的I-I剖視圖。
如圖9、圖10所示，該面狀加熱器100中，加熱面101形成為圓形 平板狀，在石英玻璃板狀體102內(nèi)封入有碳絲發(fā)熱體CW。上述石英玻 璃板狀體102構(gòu)成為包括第一石英玻璃體102a、第二石英玻璃體102b、 第三石英玻璃體102c。
笫一石英玻璃體102a和第三石英玻璃體102c的上表面和下表面形 成為平板狀。另一方面，在第二石英玻璃體102b的上表面上，形成有 與圖9所示配置圖形相同形狀的槽102d,此外在該第二石英玻璃體102b 的下表面上，設(shè)有從中心部開始在直徑方向上延伸的槽102el、 102e2。該面狀加熱器100如圖9所示將加熱面101分割為四個(gè)區(qū)域A、 B、 C、 D。即，加熱面101的內(nèi)側(cè)區(qū)域兩分所得區(qū)i或即區(qū)域A、區(qū)域B,以 及上述加熱面101的位于內(nèi)側(cè)區(qū)域外周的外側(cè)區(qū)域兩分所得區(qū)域即區(qū)域 C、區(qū)域D，分別配置有碳絲發(fā)熱體CW。
再有，上述加熱面101的內(nèi)側(cè)區(qū)域(區(qū)域A、區(qū)域B)的槽102d, 與在加熱面101中央部的位置a、位置b上形成的貫通孔連通。另一方 面，加熱面101的外側(cè)區(qū)域(區(qū)域C、區(qū)域D)的槽102d，與在加熱面 101a的外周側(cè)位置e、位置f上形成的貫通孔連通。
再有，上述槽102el的一端與在加熱面101中央部的位置c上形成 的貫通孔連通，另一端與在加熱面101的外周部的位置e上形成的貫通 孔連通。同樣地，該槽102e2的一端與在加熱面101中央部的位置d上 形成的貫通孔連通，另一端與在加熱面101的外周部的位置f上形成的 貫通孑L連通。
而且，在內(nèi)側(cè)區(qū)域(區(qū)域A、區(qū)域B)以及外側(cè)區(qū)域(區(qū)域C、區(qū) 域D)的槽102d的內(nèi)部收容有碳絲發(fā)熱體CW,此外在槽102el收容有 連接線103b,在槽102e2收容有連接線103a。
進(jìn)而，如圖10、圖ll所示，在第一石英玻璃體2a的下表面中央部 設(shè)有電源端子部108,該電源端子部108具有對(duì)上述碳絲發(fā)熱體CW通 電的連接線103a、 103b、 104a、 104b。上述連接線103a、 103b是用于 向外側(cè)區(qū)域的區(qū)域C、 D通電的連接線，上述連接線104a、 104b是用于 向中央部側(cè)區(qū)域A、 B通電的連接線。
如圖10、圖ll所示，上述連接線103a收容在石英玻璃管105a中， 此外連接線103b收容在石英玻璃管105b中。該收容連接線103a、 103b 的石英玻璃管105a、 105b插通第一石英玻璃體102a,與第二石英玻璃 體102b的下表面抵接。
因此，連接線103a在位置d上從石英玻璃管105a進(jìn)入槽102e2內(nèi)， 通過位置f的貫通孔，與外側(cè)區(qū)域的區(qū)域C、D的碳絲發(fā)熱體CWC、CWD 連接。同樣地，連接線103b在位置c上從石英玻璃管105b進(jìn)入槽102el 內(nèi)，通過位置e的貫通孔，與外側(cè)區(qū)域的區(qū)域C、 D的碳絲發(fā)熱體CW 連接。
再有，上述連接線104a收容在石英玻璃管106a中，連接線104b 收容在石英玻璃管106b中。該石英玻璃管106a、 106b插通第一石英玻璃體102a,與在第二石英玻璃體102b上形成的貫通孔開口的內(nèi)部底面 抵接。因此，連接線104a在位置a上從石英玻璃管106a通過貫通孔， 與中央部側(cè)區(qū)域A、 B的碳絲發(fā)熱體CW連接。此外連接線104b在位置 b上從石英玻璃管106b通過貫通孔，與中央部側(cè)區(qū)域A、 B的碳絲發(fā)熱 體CW連接。
再有，收容上述連接線103a、 103b、 104a、 104b的所有石英玻璃 管105a、 105b、 106a、 106b的端部被密封，并收容在大直徑的石英玻 璃管107的內(nèi)部。
這樣，連接線103a、 103b、 104a、 104b集中在加熱面101的背面 中央部而構(gòu)成為電源端子部108,因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。再有，將該發(fā) 熱體與非氧化性氣體一起封入高純度的石英玻璃部件等清潔的耐熱性 支撐部件內(nèi)的加熱器，其不會(huì)產(chǎn)生微粒等，如上所述非常適合作為半導(dǎo) 體制造用加熱器。
但是，來自上述碳絲發(fā)熱體CW的輻射熱，不僅向面狀加熱器IOO 的加熱面101傳播，而且也向面狀加熱器100的下方傳播。特別是，上 述大直徑的石英玻璃管107的下端部，經(jīng)由0型環(huán)安裝到殼體的凸緣 (flange)等上。因此，有下述這樣的技術(shù)問題，即，來自上述碳絲發(fā) 熱體CW的輻射熱通過上述大直徑的石英玻璃管107內(nèi)部而向上述O型 環(huán)傳播，使O型環(huán)劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題而做出的，其目的在于提供一種抑 制輻射熱向面狀加熱器的下方傳播的面狀加熱器，特別是其目的在于提
供一種面狀加熱器，其抑制了通過構(gòu)成面狀加熱器電源端子部的上述大 直徑石英玻璃管內(nèi)部的輻射熱的傳播。
為了達(dá)成上述目的而做出的本發(fā)明的面狀加熱器，其中碳絲發(fā)熱體 呈平面狀地配置并密封在石英玻璃板狀體內(nèi)部，并且對(duì)上述碳絲發(fā)熱體 供給電力的電源端子部設(shè)置在上述石英玻璃板狀體的下表面中央部，其 特征在于，上述電源端子部具備對(duì)碳絲發(fā)熱體供給電力的連接線；收 容上述連接線的小直徑的石英玻璃管；以及收容上述小直徑的石英玻璃 管并且上端部與加熱器的下表面接觸安裝的大直徑的石英玻璃管，在上 述大直徑的石英玻璃管的下端部形成有凸緣部，并且在上述上端部和上述凸緣部之間形成有使直徑不同的彎曲部，而且在上述彎曲部下方的大 直徑的石英玻璃管內(nèi)，收容有由金屬板或不透明石英玻璃板或者它們的
組合構(gòu)成的第一熱屏蔽板(heat shielding plate )。
這樣，由于在大直徑的石英玻璃管的上端部和凸緣部之間形成有使 直徑不同的彎曲部，因此能夠抑制通過大直徑的石英玻璃管的輻射熱的 傳播。進(jìn)而，由于在上述彎曲部下方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)收容有由 金屬板或不透明石英玻璃板構(gòu)成的第一熱屏蔽板，因此能夠抑制通過大 直徑的石英玻璃管內(nèi)部的輻射熱的傳播。其結(jié)果是，能夠防止在該面狀 加熱器下方配置的例如O型環(huán)的劣化等弊端。
特別是在第一熱屏蔽板的至少l塊為金屬板的情況下，能夠更加可 靠地抑制通過大直徑的石英玻璃管內(nèi)部的輻射熱的傳播。
這里，優(yōu)選上述第一熱屏蔽板存在多塊，至少l塊由金屬板構(gòu)成， 上述第二熱屏蔽板由多塊不透明石英玻璃板構(gòu)成，而且收容在上述彎曲 部上方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)，上述第一熱屏蔽板和第二熱屏蔽板配 置在大直徑的石英玻璃管的軸線方向上。
再有，優(yōu)選在上述彎曲部上方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)收容有由不 透明石英玻璃板構(gòu)成的第二熱屏蔽板，在上述石英玻璃板狀體的下表面 側(cè)設(shè)有覆蓋上述電源端子部的外側(cè)區(qū)域的第三熱屏蔽板，上述第三熱屏 蔽板由多塊石英玻璃板構(gòu)成，至少在與上述石英玻璃板狀體的下表面最 接近的熱屏蔽板中，在透明石英玻璃內(nèi)收容有碳板(carbon sheet)。
這樣，在與石英玻璃板狀體的下表面最接近的熱屏蔽板中，在透明 石英玻璃內(nèi)收容有碳板的情況下，能夠進(jìn)一步抑制石英玻璃板狀體的下 表面?zhèn)鹊妮椛錈帷?br> 特別是在與石英玻璃板狀體的下表面最接近的第三熱屏蔽板中，在 透明石英玻璃內(nèi)收容有碳板，上述第二熱屏蔽板由多塊不透明石英玻璃 板構(gòu)成的情況下，能夠抑剁石英玻璃板狀體中央部的熱停滯，提高石英 玻璃板狀體的加熱面的均熱性。
此外，優(yōu)選上述第三熱屏蔽板的每一塊被設(shè)置于上述石英玻璃板狀 體下表面的保持部件保持成與上述石英玻璃板狀體下表面相平行。
進(jìn)而，優(yōu)選在上述石英玻璃板狀體的下表面中心部形成有凹部，并 且在上述凹部?jī)?nèi)收容有由碳構(gòu)成的蓋部件，進(jìn)而在上述蓋部件內(nèi)收容有 熱電偶(thermocouple)。這樣，由于在由碳構(gòu)成的蓋部件內(nèi)收容有熱電偶，因此能夠精度良 好地測(cè)定溫度。
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到抑制輻射熱向面狀加熱器的下方傳播的面狀 加熱器，特別是能夠得到抑制了通過構(gòu)成面狀加熱器軸部的上述大直徑 石英玻璃管內(nèi)部的輻射熱傳播的面狀加熱器。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面狀加熱器的剖視圖。
圖2是圖1所示的A-A剖視圖。
圖3是圖1的B-B剖視圖。
圖4是圖1的C-C剖視圖。
圖5是圖1的D-D剖視圖。
圖6是表示圖1所示的上部熱屏蔽板的俯視圖。
圖7是表示圖1所示的下部熱屏蔽板的俯視圖。
圖8是表示上部熱屏蔽板和下部熱屏蔽板的組裝狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖9是表示面狀加熱器的僻視圖。
圖IO是圖9所示的面狀加熱器的側(cè)視圖。
圖ll是圖IO的I-I剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下基于圖1至圖8對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。再有，圖 1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面狀加熱器的剖視圖，圖2是圖1所示 的A-A剖視圖，圖3是圖1的B-B剖視圖，圖4是圖1的C-C剖視圖， 圖5是圖1的D-D剖視圖，圖6是表示圖1所示的上部熱屏蔽板的俯視 圖，圖7是表示圖1所示的下部熱屏蔽板的俯視圖，圖8是表示上部熱 屏蔽板和下部熱屏蔽板的組裝狀態(tài)的側(cè)視圖。再有，與構(gòu)成圖9至圖11 所示的面狀加熱器的部件相同或相當(dāng)?shù)牟考?biāo)記相同附圖標(biāo)記而省略 其i羊細(xì)i兌明。
如圖1所示，該面狀加熱器1與圖9至圖11所示的面狀加熱器100 同樣地，在石英玻璃板狀體102內(nèi)從面內(nèi)中心部到外周附近，以在同心 圓上的方式封入碳絲發(fā)熱體CW,形成圓形板狀的加熱面101。
此外，與石英玻璃板狀體102內(nèi)的碳絲發(fā)熱體CW連接并對(duì)上述碳絲發(fā)熱體CW供給電力的連接線103a、 103b、 104a、 104b收容在石英 玻璃管105a、 105b、 106a、 106b中。該石英玻璃管105a、 105b、 106a、 106b的端部被密封，從該端部突出有連接端子110a、 llla(沒有圖示 從石英玻璃管105b、 106b突出的連接端子)。
而且，石英玻璃管105a、 105b、 106a、 106b收容在安裝于石英玻 璃板狀體102的下表面上的大直輝的石英玻璃管2內(nèi)部。該大直徑的石 英玻璃管2為了安裝面狀加熱器而作為軸部(電源端子部)發(fā)揮功能， 在其下端部形成有凸緣(flang) 2aP
該凸緣2a經(jīng)由O型環(huán)4安裝在關(guān)閉上述大直徑的石英玻璃管2的 開放端部的殼體3的凸緣3a上。上述凸緣2a由不透明石英玻璃構(gòu)成， 并形成為厚度大于上述石英玻璃管2的圓筒部的壁厚，從而抑制向上述 殼體3的凸緣3a傳播的輻射熱。
此外，該石英玻璃管2的上端部安裝在石英玻璃板狀體102的下表 面上。而且，在上述石英玻璃管2的上端部與上述凸緣部2a之間，形 成有使上述石英玻璃管的直徑不同的彎曲部2b。即，從該石英玻璃管2 的彎曲部2b起的下側(cè)部分，形成為比上述彎曲部分2b的上側(cè)部分直徑 大。
這樣，在石英玻,管:2沒有形成彎曲部2b的情況下，來自石英玻 璃板狀體102的下表面的輻射熱，通過石英玻璃管內(nèi)部2，向殼體3的 凸緣3a傳播。與此相比，在石英玻璃管2形成有彎曲部2b的情況下， 由于上述輻射熱被彎曲部2b阻擋，所以能夠抑制輻射熱的傳播。
此外，如圖1至圖4所示，在該加熱器部(石英玻璃板狀體102) 的下表面上設(shè)置有用于保持第三熱屏蔽板10、 11、 12的圓柱狀的保持 部件5、 6、 7、 8。在該保持部件5、 6、 7、 8上，在上下方向上形成有 三級(jí)從外周面垂直地切入軸線方向的狹縫部，在由上述狹縫部形成的擱 架部上載置上述熱屏蔽板10、 11、 12。
更具體地說，如圖2所示，第一級(jí)的熱屏蔽板10由兩分為半環(huán)狀 的熱屏蔽板10a、 10b構(gòu)成。該熱屏蔽板10a、 10b是在透明石英玻璃體 的內(nèi)部將碳板10c (包括石墨板)收容在內(nèi)部的透明石英玻璃體。
在該熱屏蔽板10a、 10b的直線狀徑部的兩側(cè)部上，形成有切口 1 Oal 、 10a2、 10bl、 10b2。此外，在上述熱屏蔽板10a、 10b上在從上述切口 10al、 10a2、 10bl、 10b2錯(cuò)開90度的位置上，形成有上述保持部件6、8插通的貫通孔10a3、 10b3。
為了將上述熱屏蔽板10a、 10b安裝到保持部件5、 6、 7、 8上，將 保持部件6、 8插通上述熱屏蔽板10a、 10b的貫通孔10a3、 10b3中，使 上述熱屏蔽板10a、 10b向圖2所示箭頭方向移動(dòng)，在上述保持部件5、 7的狹縫部5al、 5a2、 7al、 7a2的擱架部上，載置熱屏蔽板10a、 10b 的徑部(切口 10al、 10a2、 10bl、 10b2的緣部)。再有，在上述保持 部件6、 8的狹縫部6a、 8a的擱架部上，載置熱屏蔽板10a、 10b的貫通 孔10a3、 10b3的緣部。
此時(shí)，由于形成了上述切口 10al、 10a2、 10bl、 10b2,因此熱屏蔽 板10a、 10b的徑部彼此4氐接而不會(huì)在兩者之間形成間隙，恰如將一塊 熱屏蔽板保持在保持部件5、 6、 7、 8上那樣地安裝。
再有，由于上述切口 10al、 10a2、 10bl、 10b2的緣部及貫通孔10a3、 10b3的緣部與保持部件5、 6、 7、 8的外周面卡合，所以能夠僅向圖2 所示箭頭的相反方向移動(dòng)，在拆卸的情況下使其向圖2所示箭頭的反向 移動(dòng)。
此外，如圖3所示，第二級(jí)的熱屏蔽板11也與上述熱屏蔽板10同 樣地，由兩分為半環(huán)狀的熱屏蔽板lla、 llb構(gòu)成。該熱屏蔽板lla、 lib 為不透明石英玻璃體。再有，考慮到熱屏蔽功能，也可以與上述第一級(jí) 的熱屏蔽板同樣地，是在上述熱屏蔽板lla、 lib (透明石英玻璃體)的 內(nèi)部收容碳板的透明石英玻璃體。
在上述熱屏蔽板lla、 lib的直線狀徑部的兩側(cè)部上，形成有切口 llal、 11a2、 llbl、 1 lb2。:此外，在上述熱屏蔽板1 la、 llb上,形成有 上述保持部件5、 7插通的貫通孔lla3、 11b3。
為了將上述熱屏蔽板lla、 11b安裝到保持部件5、 6、 7、 8上，而 將保持部件5、 7插通上述熱屏蔽板lla、 11b的貫通孔lla3、 11b3中， 使上述熱屏蔽板lla、 lib向圖3所示箭頭方向移動(dòng)，在上述保持部件6、 8的狹縫部6bl、 6b2、 7bl、 7b2的擱架部上,載置熱屏蔽板lla、 lib 的徑部(切口 llal、 11a2、 llbl、 11b2的緣部)。
此外，在上述保持部件5、 7的狹縫部5b、 7b的擱架部上，載置熱 屏蔽板lla、 11b的貫通孔lla3、 11b3的緣部。
此外，與上述熱屏蔽板10a、 10b同樣地，由于在上述熱屏蔽板lla、 llb上形成了上述切口 llal、 11a2、 llbl、 11b2,所以熱屏蔽板lla、llb的徑部彼此抵接，不會(huì)在兩者之間形成間隙，恰如將一塊熱屏蔽板
保持在保持部件5、 6、 7、 8上那樣地安裝。
再有，由于上述切口 llal、 11a2、 llbl、 11b2的緣部以及貫通孔 11a3、 11b3的緣部與保持部件5、 6、 7、 8的外周面卡合，所以能夠僅 向圖3所示箭頭的相反方向移動(dòng)，在拆卸的情況下使其向圖3所示箭頭 的相反方向移動(dòng)。
如上所述，上述熱屏蔽板lla、 lib從第一級(jí)的熱屏蔽板10a、 10b 的移動(dòng)方向錯(cuò)開90度的方向起移動(dòng)，安裝到保持部件5、 6、 7、 8上。 即，在保持部件5、 7的第一級(jí)上載置熱屏蔽板10a、 10b的切口 10al、 10bl、 10a2、 10b2。而且，在保持部件5、 7的第二級(jí)上載置上述熱屏 蔽板lla、 11b的貫通孔lla3、 11b3的緣部。
同樣地，在保持部件6、 8的第一級(jí)上載置熱屏蔽板10a、 10b的貫 通孔10a3、 10b3。而且，在保持部件6、 8的第二級(jí)上載置上述熱屏蔽 板lla、 llb的切口llal、 11a2、 llbl、 11b2的緣部。
進(jìn)而，如圖4所示，第三級(jí)的熱屏蔽板12也與上述熱屏蔽板10同 樣地，由兩分為半環(huán)狀的熱屏蔽板12a、 12b構(gòu)成。該熱屏蔽板12a、 12b 為不透明石英玻璃體。再有，考慮到熱屏蔽功能，也可以是在上述熱屏 蔽板12a、 12b(透明石英玻璃體)的內(nèi)部收容碳板的透明石英玻璃體。
在該熱屏蔽板12a、12b的直線狀徑部的兩側(cè)部上，形成有切口 12al、 12a2、 12bl、 12b2。此外，在上述熱屏蔽板12a、 12b上，形成有上述 保持部件6、 8插通的貫通孔12a3、 12b3。
為了將上述熱屏蔽板12a、 12b安裝到保持部件5、 6、 7、 8上，而 將保持部件6、 8插通在上述熱屏蔽板12a、 12b的貫通孔12a3、 12b3 中，使上述熱屏蔽板12a、 12b向圖4所示箭頭方向移動(dòng)，在上述保持 部件5、 7的狹縫部5cl、 5c2、 7cl、 7c2的擱架部上，載置熱屏蔽板12a、 12b的徑部(切口 12al、 12a2、 12bl、 12b2的緣部)。
此外，在上述保持部件6、 8的狹縫部6c、 8c的擱架部上，載置熱 屏蔽板12a、 12b的貫通孔12a3、 12b3的緣部。
這樣，通過使第三級(jí)的上述熱屏蔽板12a、 12b向與第一級(jí)的熱屏 蔽板10a、 10b的移動(dòng)方向相同方向移動(dòng)，乂人而將熱屏蔽+反12a、 12b載 置于保持部件5、 6、 7、 8。
此外，與上述熱屏蔽板10a、 10b同樣地，由于在上述熱屏蔽板12a、12b上形成了上述切口 12al、 12a2、 12bl、 12b2，所以熱屏蔽板12a、 12b的徑部彼此抵接，不會(huì)在兩者之間形成間隙，恰如將一塊熱屏蔽板 保持在保持部件5、 6、 7、 8那樣地安裝。
再有，如上所述，上述熱屏蔽板12a、 12b從第二級(jí)的熱屏蔽板lla、 lib的移動(dòng)方向錯(cuò)開90度的方向(與第一級(jí)的熱屏蔽板10a、 10b的移 動(dòng)方向相同方向)起移動(dòng)，安裝在保持部件5、 6、 7、 8上。由此，能 夠進(jìn)一步提高向該面狀加熟器下方的熱屏蔽性。
進(jìn)而，如圖l所示，在上述大直徑的石英玻璃管2的內(nèi)部收容有上 部熱屏蔽板15、 ]6、 17、 18以及下部熱屏蔽板19、 20、 21。該上部熱 屏蔽板15、 16、 17、 18以及下部熱屏蔽板19、 20、 21, #:安裝到在殼 體3的下端板3c上豎立設(shè)置的保持棒13、 14、 23、 24上。
由于上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18為相同結(jié)構(gòu)，因此基于圖6 對(duì)上部熱屏蔽板15進(jìn)行說明。
上述上部熱屏蔽板15由不透明石英玻璃構(gòu)成并形成為圓板狀。在 該上部熱屏蔽板15上形成有上述石英玻璃管105a、 105b、 106a、 106b 插通的貫通孔15a、 15b、 15c、 15d,還形成有上述保持棒13、 14、 23、 24插通的貫通孔15e、 15f、 15h、 15i。此外，在上部熱屏蔽一反15的中 心部上形成有貫通孔15g,該貫通孔15g插通有收容后述的熱電偶的保 護(hù)筒29。
此外，在上述上部熱屏蔽板15的外周部和石英玻璃管2的內(nèi)壁之 間具有微小的間隙，上述上部熱屏蔽板15收容在石莢玻璃管2內(nèi)。
該間隙用于防止上部熱屏蔽板15熱膨脹時(shí)與大直徑的石英玻璃管 2的內(nèi)壁抵接而導(dǎo)致石英玻璃管2或上部熱屏蔽板15破損。
此外，上述下部熱屏蔽板19、 20、 21為相同的結(jié)構(gòu)，因此基于圖7 對(duì)下部熱屏蔽板19進(jìn)行說明。
上述下部熱屏蔽板19由金屬構(gòu)成并形成為圓板狀。在該下部熱屏 蔽板19上形成有上述石英玻璃管105a、 105b、 106a、 106b插通的貫通 孔19a、 19b、 19c、 19d,還形成有上述保持棒13、 14、 23、 24插通的 貫通孔19e、 19f、 19h、 19i。此外，在下部熱屏蔽板19的中心部形成有 貫通孔19g,該貫通孔19g插通有收容后述的熱電偶的保護(hù)筒29。
上述下部熱屏蔽板19、 20、 21形成為比上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18大的直徑，在上述下部熱屏蔽板19、 20、 21的外周部和石英玻璃管2的內(nèi)壁之間形成有微小的間隙。
形成該間隙是為了防止下部熱屏蔽板19、 20、 21熱膨脹時(shí)與大直 徑的石英玻璃管2的內(nèi)壁抵接而導(dǎo)致石英玻璃管2或下部熱屏蔽板19、 20、 21破損。
這里，上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18為了避免熱停滯并進(jìn)一 步提高加熱面的均熱性，在該上部熱屏蔽板15和上述石英玻璃板狀體 102為圓板的情況下，優(yōu)選上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18的直徑為 上述石英玻璃板狀體102的直徑的14%~24%。
例如，可以4吏上述石英玻璃板狀體102的直徑為350mm,上述上部 熱屏蔽板15、 16、 17、 18的直徑為68mm。此時(shí)，上述石英玻璃管2 的內(nèi)徑為70mm、外徑為76mm。另外貫通孔15g (收容在上部熱屏蔽板 16、 17、 18上形成的熱電偶的保護(hù)筒29插通的貫通孔)的直徑為11.5mm。 再有，上述石英玻璃管2的彎曲部下方的大直徑部的內(nèi)徑為78mm、外 徑為84mm。上述下部熱屏蔽板19、 20、 21的直徑為77mm。進(jìn)而，貫 通孔19g (收容在下部熱屏蔽板20、 21上形成的熱電偶的保護(hù)筒29插 通的貫通孔)的直徑為6mm,并被形成為小于上述貫通孔15g (收容在 上部熱屏蔽板16、 17、 18上形成的熱電偶的保護(hù)筒29插通的貫通孔) 的直徑。再有，上述石英玻璃管2的凸緣部2a的外徑形成為112mm。
接著，基于圖8說明上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18和上述下 部熱屏蔽板19、 20、 21對(duì)上述保持棒13、 14、 23、 24的安裝。再有， 由于對(duì)上述保持棒13、 14、 23、 24的安裝是相同的，因此以對(duì)上述保 持棒13的安裝為例進(jìn)行說明。
如圖8所示，上述保持棒13具備大直徑的基部13a以及在其前端 形成的小直徑的保持部13b。構(gòu)成為在上述保持部13b的頂部形成有 內(nèi)螺紋部，與在后述的蓋部25上形成的外螺紋部25a螺合。
在上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18和上述下部熱屏蔽板19、 20、 21對(duì)上述保持棒13的安裝中，首先使上述保持部13b插通上述下部熱 屏蔽板21的貫通孔21e,在上述基部13a的上表面上載置上述下部熱屏 蔽板21 。
然后，使環(huán)體26插通保持部13b。該環(huán)體26由石英玻璃構(gòu)成，形 成為圓筒狀，其外徑尺寸形成為與上述基部13a相同的尺寸，內(nèi)徑尺寸 形成為上述保持部13b插通的尺寸。接著，使上述保持部13b插通上述下部熱屏蔽板20的貫通孔20e 中，在上述環(huán)體26的上表面上載置上述下部熱屏蔽板20。然后，進(jìn)一 步使環(huán)體26插通保持部13b。這樣，將上述下部熱屏蔽板21、 20、 19 和環(huán)體26、 26層疊到保持棒13的保持部13b上。
而且，在載置上述下部熱屏蔽板19后，使長(zhǎng)的環(huán)體27插通保持部 13b。然后，使保持部13b插通上部熱屏蔽板18的貫通孔18e中，在上 述環(huán)體27的上表面上載置上部熱屏蔽板18。然后，進(jìn)一步使環(huán)體26插 通保持部13b，接著使保持部13b插通上部熱屏蔽板17的貫通孔17e, 在上述環(huán)體26的上表面上載置上部熱屏蔽板17。
這樣，將上述上部熱屏蔽板18、 17、 16、 15和環(huán)體26、 26、 26層 疊到保持棒13的保持部13b上。
而且最后，通過使蓋部25的外螺紋部25a與在上述保持部13b的 頂部形成的內(nèi)螺紋部13c螺合，從而防止上述上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18以及下部熱屏蔽板19、 20、 21從保持部13b脫落。
進(jìn)而，如圖1所示，在加熱器部下表面中心部形成有凹部102A, 并且在上述凹部102A上舉接有由碳構(gòu)成的蓋部件28。該蓋部件28形 成為天頂部封閉的圓筒形狀。
而且，在內(nèi)包上述凹部102A的加熱器下表面上，安裝有由石英玻 璃管構(gòu)成的保護(hù)筒29的一個(gè)端部。即，在上述凹部102A的中心線上配 置保護(hù)筒29的軸線，該保護(hù)筒29插通上部熱屏蔽板15、 16、 17、 18 的貫通孔15g、 16g、 17g、 18g。在上述蓋部28的內(nèi)部插入熱電偶30, 并構(gòu)成為能夠?qū)⑸鲜鰺犭娕?0的連接線31插通上述保護(hù)筒29內(nèi)部。
這樣，由于在由碳構(gòu)成的蓋部28內(nèi)部收容有熱電偶30,因此能夠 從發(fā)熱體通過導(dǎo)熱快速傳遞進(jìn)而高效地吸收輻射，能夠高精度地測(cè)定溫 度。
在這樣構(gòu)成的面狀加熱器中,在加熱面101的背面?zhèn)仍O(shè)有熱屏蔽板 10、 11、 12,進(jìn)而在構(gòu)成電源端子部108的大直徑石英玻璃管的內(nèi)部， 配置有上部熱屏蔽板15,、 16、 17、 18以及下部熱屏蔽板19、 20、 21， 因此能夠抑制加熱面101 "背面方向(殼體方向)的熱輻射。其結(jié)果是， 能夠更均一地維持加熱面的面內(nèi)溫度，使-故加工物的面內(nèi)溫度更加均
特別是，由于在構(gòu)成上述電源端子部108的大直徑石英玻璃管2上形成有彎曲部2b，因此能夠抑制通過上述大直徑石英玻璃管2內(nèi)部的輻
射熱的傳播。此外由于增大了大直徑石英玻璃管2的凸緣部2a的壁厚， 因此能夠抑制向殼體傳播的熱。
其結(jié)果是，能夠抑制在大直徑石英玻璃管2的凸緣部2a和殼體3 的凸緣3 a之間配置的O型環(huán)的熱劣化。
本發(fā)明的面狀加熱器能夠均 一地維持加熱面的面內(nèi)溫度，能夠使被 加工物的面內(nèi)溫度成為均 一 ，因此特別適合使用于半導(dǎo)體制造工藝中的 晶片等的熱處理中。
權(quán)利要求
1. 一種面狀加熱器，其中碳絲發(fā)熱體呈平面狀地配置并密封在石英玻璃板狀體內(nèi)部，并且對(duì)上述碳絲發(fā)熱體供給電力的電源端子部設(shè)置在上述石英玻璃板狀體的下表面中央部，其特征在于，上述電源端子部具備對(duì)碳絲發(fā)熱體供給電力的連接線；收容上述連接線的小直徑的石英玻璃管；以及收容上述小直徑的石英玻璃管并且上端部與加熱器的下表面接觸安裝的大直徑的石英玻璃管，在上述大直徑的石英玻璃管的下端部形成有凸緣部，并且在上述上端部和上述凸緣部之間形成有使直徑不同的彎曲部，而且在上述彎曲部下方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)，收容有由金屬板或不透明石英玻璃板或者它們的組合構(gòu)成的第一熱屏蔽板。
2. 如權(quán)利要求1所述的面狀加熱器，其特征在于， 上述第一熱屏蔽板存在多塊，至少l塊由金屬板構(gòu)成， 上述第二熱屏蔽板由多塊不透明石英玻璃板構(gòu)成，而且收容在上述彎曲部上方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)，上述第一熱屏蔽板和第二熱屏蔽板配置在大直徑的石英玻璃管的 軸線方向上。
3. 如權(quán)利要求1所述的面狀加熱器，其特征在于， 在上述彎曲部上方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)收容有由不透明石英玻璃板構(gòu)成的第二熱屏蔽板，在上述石英玻璃板狀體的下表面?zhèn)仍O(shè)有覆蓋上述電源端子部的外 側(cè)區(qū)域的第三熱屏蔽板，上述第三熱屏蔽板由多塊石英玻璃板構(gòu)成，至少在與上述石英玻璃 板狀體的下表面最接近的熱屏蔽板中，在透明石英玻璃內(nèi)收容有碳板。
4. 如權(quán)利要求3所述的面狀加熱器，其特征在于， 上述第三熱屏蔽板的每一塊被設(shè)置于上述石英玻璃板狀體下表面的保持部件保持成與上述石英玻璃板狀體下表面相平行。
5. 如權(quán)利要求1所述的面狀加熱器，其特征在于，在上述石英玻璃板狀體的下表面中心部形成有凹部，并且在上述凹 部?jī)?nèi)收容有由碳構(gòu)成的蓋部件，進(jìn)而在上述蓋部件內(nèi)收容有熱電偶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面狀加熱器(1)，其中供給電力的電源端子部(108)設(shè)置在石英玻璃板狀體(102)的下表面中央部，上述電源端子部具備收容對(duì)碳絲發(fā)熱體供給電力的連接線的小直徑的石英玻璃管(105a、106a)以及收容小直徑的石英玻璃管(105a、106a)的大直徑的石英玻璃管(2)，在上述大直徑的石英玻璃管(2)的下端部形成有凸緣部(2a)，并且在上端部和上述凸緣部(2a)之間形成有使直徑不同的彎曲部(2b)，而且在上述彎曲部下方的大直徑的石英玻璃管內(nèi)，收容有由金屬板或不透明石英玻璃板構(gòu)成的第一熱屏蔽板(19、20、21)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101442845SQ20081017627
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者島貫和彥, 林大輔 申請(qǐng)人:科發(fā)倫材料株式會(huì)社;東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社