JP2000021890A - Carbon heater - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a superior heat uniformity and flexibility and permit the rapid temp. change by comprising a heater member with a plurality of C fiber bundles of specified diameter which are woven in a longitudinal shape like a wire or tape and has an impurity content set to specified value or less in ash content. SOLUTION: A plurality of bundles of C fibers of 5-15 μm diameter are woven in a longitudinal shape like a wire or tape and the impurity content thereof is set to 10 ppm or less in ash content, thereby ensuring a tensile strength at high temps. as a heater member, the adhesion of the C fibers becomes uniform in its length direction to thereby reduce the heating nonuniformity in the length direction. If the diameter is less than 5 μm, each fiber is too weak to make specified longitudinal shape and if exceeding 15 μm, it is difficult to weave and the density greatly reduces.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】この発明は、カーボンヒータ
に関し、特に半導体製造装置に用いるのに好適なカーボ
ンヒータに関するものである。The present invention relates to a carbon heater, and more particularly to a carbon heater suitable for use in a semiconductor manufacturing apparatus.

【従来の技術】半導体の製造工程では、例えばシリコン
ウエハの種々の加熱処理が行われる。このように何かし
らの加熱を伴う半導体の製造工程では、厳密な温度管理
が求められる。また、加熱処理雰囲気をクリーンに保つ
ことも重要である。このため、均熱性及び昇温・降温性
に優れ、汚染物質を放出しない高性能の半導体製造装置
用ヒータの開発、製品化が強く望まれている。特開平７
−１６１７２５号公報は、ウエハ加熱装置において樹脂
を用いて固化し、一体化した黒鉛−炭素繊維複合材（以
下Ｃ／Ｃと記す）をヒーター部材に用いた電極構造を開
示している。また、従来より同装置において平板状渦巻
き型のＳｉＣヒータ部材もしくは溶接処理を行なった複
雑形状のＭｏ−Ｓｉヒータ部材などが用いられてきた。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, for example, various heat treatments of a silicon wafer are performed. As described above, strict temperature control is required in a semiconductor manufacturing process involving some kind of heating. It is also important to keep the heat treatment atmosphere clean. For this reason, there is a strong demand for the development and commercialization of a high-performance heater for a semiconductor manufacturing apparatus which has excellent heat uniformity, temperature rise / fall properties, and does not emit pollutants. JP 7
Japanese Patent Publication No. 161725 discloses an electrode structure in which a graphite-carbon fiber composite material (hereinafter, referred to as C / C) solidified by using a resin in a wafer heating device and integrated is used as a heater member. Conventionally, a flat spiral SiC heater member or a Mo-Si heater member having a complicated shape subjected to a welding process has been used in the apparatus.

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｃ
／Ｃヒーター部材においては、その構造上薄肉でも２次
元において各々の長さが充分に採れる形状であれば、極
めて高い機械的強度を有するが、例えば１次元の長さつ
まり幅が５ｍｍ以下の縦長形状とした場合には、充分な
機械的強度が得られず、また、半導体製造装置用のヒー
タとして用いた場合には長さ方向の両端を端子に固定す
ると、Ｃ／Ｃの熱膨張に伴い、特にこの端子固定部近傍
において、熱的負荷が生じ破損し易いといった問題があ
った。そこで、前記幅を広くとると、今度は抵抗値が小
さくなり、所定の発熱を行うためには、電流値を大幅に
アップしなければならず、また、熱容量が大きくなり急
速加熱が困難であった。また、前記特開平７−１６１７
２５号公報図３の如き略渦巻き形状のような複雑形状を
得ようとすると、均熱構造とするためのスリット加工が
難しく、また上述のように高抵抗とするためには、同部
材の幅を狭くする必要があるが、このような加工が難し
く、コストの増大をまねき、もしくはコストにみあう加
工を行うと、均熱性がけっして充分なものとはなってい
ないのが現状であった。また、前記ＳｉＣヒーター部材
やＭｏ−Ｓｉヒーター部材においては昇華に伴う劣化を
抑制するために電気負荷密度を約２０Ｗ／ｃｍ^２程度と
することしかできず、その結果、昇温速度の短縮化に限
界があった。また、これらのヒーター部材においても、
屈曲部を要するような複雑形状においては充分な耐熱強
度が得られていなかった。また、従来、半導体熱処理装
置用ヒータとしては、金属ヒータが用いられることもあ
った。しかし、金属ヒータは金属汚染を生じ易く、ま
た、品質が不安定になり易い問題があった。半導体の熱
処理効率を向上するためには、急速昇降温の可能なヒー
タが必要となる。しかし、金属ヒータは熱容量が大きい
ため、昇降温特性の向上には限界があった。また、一般
に、金属ヒータは断熱材等の付帯設備や金属ヒータ自体
の熱容量が大きいので、急速昇降温が難しいという不具
合もあった。そこで、熱容量が小さく、非酸化性雰囲気
での耐高温性に優れるカーボン材がヒータとして利用さ
れるようになってきた。しかしながら、通常の電極材等
を用いるカーボン材は、柔軟性の面で問題があり、形状
設計のネックとなっていた。また、一般に、カーボンワ
イヤを発熱体として用いるカーボンヒータでは、酸化防
止のため、非酸化性雰囲気に保った容器内にカーボンワ
イヤを配置する。そして、カーボンワイヤは発熱時に非
常に高温になるため、カーボンワイヤを複数本束ねたも
のを端子線として用いている。従来、カーボンワイヤ
は、カーボンペーストによる含浸＋焼成によって固定し
ていた。また、比較的細いカーボンワイヤの場合には、
ねじ止めによって固定することもあった。しかしなが
ら、カーボンペーストを用いる固定法では、カーボンペ
ースト焼成体が剥離し、ダスト発生の原因となることが
あった。一方、ねじ止め式の固定法では、カーボンワイ
ヤ束のワイヤ本数が多い場合にねじ止め作業が繁雑であ
った。また、太めのカーボンワイヤの場合には、しっか
りと固定できないこともあった。また、カーボンワイヤ
を発熱体として用いるヒータでは、カーボンヒータ束か
らなる端子線と金属製の端子線とを接続するための端子
装置も必要となる。しかしながら、両方の端子線を確実
且つ容易に接続できる端子装置は未だ提供されていな
い。また、一般に、カーボン発熱体の周辺雰囲気を非酸
化性雰囲気に保つためには、カーボン発熱体の封着技術
が重要となる。ところが、カーボン発熱体を２枚の石英
ガラス板で挟み、外周を溶接する従来の封着方式では、
部分的な加熱により接触面に歪みや変形が生じ、溶接固
定部に応力が集中して石英ガラス板が破損する恐れが大
であった。本発明は、均熱性及びフレキシビリティーに
優れ、急昇降温が可能であり低コストで製造できるカー
ボンヒータを提供することを目的としている。However, the above C
The / C heater member has extremely high mechanical strength as long as it has a sufficient length in two dimensions even if it is structurally thin, but it has, for example, a one-dimensional length, that is, a vertical length of 5 mm or less. In the case of a shape, sufficient mechanical strength cannot be obtained, and when used as a heater for a semiconductor manufacturing apparatus, if both ends in the length direction are fixed to terminals, the thermal expansion of C / C occurs. In particular, there is a problem that a thermal load is generated in the vicinity of the terminal fixing portion and the terminal is easily damaged. Therefore, if the width is widened, the resistance value is reduced this time, and the current value must be significantly increased in order to perform predetermined heat generation, and the heat capacity becomes large, making rapid heating difficult. Was. Further, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In order to obtain a complicated shape such as a substantially spiral shape as shown in FIG. 3 of Japanese Patent Publication No. 25, it is difficult to form a slit so as to have a uniform temperature structure. However, such a process is difficult, leading to an increase in cost, or a process that meets the cost has not achieved sufficient thermal uniformity at all. Further, in the SiC heater member and the Mo-Si heater member, the electric load density can be reduced to only about 20 W / cm ² in order to suppress the deterioration due to the sublimation. As a result, the heating rate is reduced. There was a limit. Also, in these heater members,
Sufficient heat resistance has not been obtained in a complicated shape requiring a bent portion. Conventionally, a metal heater has been used as a heater for a semiconductor heat treatment apparatus. However, the metal heater has a problem that metal contamination is apt to occur and the quality tends to be unstable. In order to improve the heat treatment efficiency of a semiconductor, a heater capable of rapidly raising and lowering the temperature is required. However, since the metal heater has a large heat capacity, there is a limit in improving the temperature rise / fall characteristics. Further, in general, a metal heater has a problem that it is difficult to rapidly raise and lower the temperature because the heat capacity of ancillary equipment such as a heat insulating material and the metal heater itself is large. Therefore, a carbon material having a small heat capacity and excellent in high temperature resistance in a non-oxidizing atmosphere has been used as a heater. However, a carbon material using a normal electrode material or the like has a problem in flexibility and has been a bottleneck in shape design. Generally, in a carbon heater using a carbon wire as a heating element, the carbon wire is placed in a container kept in a non-oxidizing atmosphere to prevent oxidation. Since the carbon wire becomes extremely hot during heat generation, a bundle of a plurality of carbon wires is used as a terminal wire. Conventionally, carbon wires have been fixed by impregnation with carbon paste and firing. In the case of relatively thin carbon wire,
In some cases, it was fixed with screws. However, in the fixing method using the carbon paste, the fired carbon paste may peel off, which may cause dust. On the other hand, in the screw fixing method, the screwing operation is complicated when the number of carbon wire bundles is large. Also, in the case of a thick carbon wire, it may not be possible to fix it firmly. Further, in a heater using a carbon wire as a heating element, a terminal device for connecting a terminal wire formed of a bundle of carbon heaters to a metal terminal wire is also required. However, a terminal device that can reliably and easily connect both terminal wires has not yet been provided. Generally, in order to keep the atmosphere around the carbon heating element in a non-oxidizing atmosphere, a sealing technique of the carbon heating element is important. However, in a conventional sealing method in which a carbon heating element is sandwiched between two quartz glass plates and the outer periphery is welded,
Due to the partial heating, the contact surface was distorted or deformed, and stress was concentrated on the weld fixing portion, and the quartz glass plate was likely to be damaged. An object of the present invention is to provide a carbon heater which is excellent in heat uniformity and flexibility, capable of rapidly rising and falling in temperature, and which can be manufactured at low cost.

【課題を解決するための手段】本発明は、直径が５〜１
５μｍであるカーボンファイバーを複数本束ねたカーボ
ンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状やテープ形
状のような縦長形状に編み込み，その含有不純物量を灰
分で１０ｐｐｍ以下としたヒータ部材（１１，１１１，
１２１…１６１，２１２，２２２，４１１，５１５，６
１２）を具備するカーボンヒータを解決手段としてい
る。According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device having a diameter of 5 to 1 mm.
A heater member (11,111,11) in which a plurality of carbon fiber bundles each formed by bundling a plurality of carbon fibers each having a length of 5 μm are woven into a vertically long shape such as a wire shape or a tape shape and the content of impurities thereof is reduced to 10 ppm or less by ash.
121 ... 161, 212, 222, 411, 515, 6
The solution is a carbon heater having 12).

【発明の実施の形態】本発明のカーボンヒータは、直径
が５〜１５μｍであるカーボンファイバーを複数本束ね
たカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状や
テープ形状のような縦長形状に編み込み，その含有不純
物量を灰分で１０ｐｐｍ以下としたヒータ部材を具備す
る。上記ヒータ部材は、１本もしくは複数本を石英ガラ
ス製もしくはアルミナ製の密封形部材丙に封入すること
ができる。上記ヒータ部材の１０００℃での抵抗値は、
好ましくは１〜２０Ω／ｍ・本である。上記密封形部材
は、二重管形状、直管形状、環状管形状から選んだ形状
であり、複数個組み合わせて所定形状のヒーティングゾ
ーンを形成することができる。上記密封形部材内に形成
される空間には、非酸化性ガスを流入させる構成とする
ことができる。上記密封形部材内に形成される空間を２
０ｔｏｒｒ以下の真空にすることができる。上記密封形
部材は、板状の石英ガラス支持体によって実質的に一体
化されており、この石英ガラス支持体中の上記ヒータ部
材の周辺部には、中空の空間が形成されている構成にす
ることができる。上記石英ガラス支持体が複数枚の石英
ガラス板の各々の接合面全体を融着により一体化したも
のであり、少なくとも一枚の石英ガラス板の接合面に配
線用溝を形成し、そこに上記ヒータ部材を配置した構成
にすることができる。上記石英ガラス支持体が２枚の石
英ガラス板を融着したものであり、少なくとも１枚の石
英ガラス板の接合面に所定深さの配線用溝が形成されて
おり、上記深さ分を含まない各々の石英ガラス板の厚さ
が略同一である構成にすることができる。上記石英ガラ
ス支持体が厚さの異なる２枚の石英ガラス板を融着した
ものであり、少なくとも１枚の石英ガラス板の接合面に
所定深さの配線用溝が形成されており、上記深さ分を含
まない一方の石英ガラス板の厚さを他方の厚さの１／２
以下にすることができる。上記配線用溝は、その長さ方
向に垂直な断面形状の少なくとも下方側に湾曲形状を有
し、かつ、つや出し処理されていることが好ましい。上
記配線用溝は、その長さ方向に垂直な断面形状が全体的
に「凸」の字状に形成できる。第１の石英ガラス板に配
線用溝を形成し、第２の石英ガラス板に配線用溝と対に
なる幅狭の挿入用溝もしくは貫通スリットを形成し、第
１・第２石英ガラス板を溝同士が対向するように接合
し、第２石英ガラス板の表面を研磨又は研削して挿入用
溝もしくは貫通スリットの底部を削除することによりこ
れを挿入用窓として露出させ、そこから第１の石英ガラ
ス板の配線用溝内にヒータ部材を押し込み、研磨面又は
研削面に第３の石英ガラス板を合わせ、しかる後に３枚
の石英ガラス板を融着させ溝以外の部分全面を実質的に
一体化させることにより、上記配線用溝を、その長さ方
向に垂直な断面形状が全体的に「凸」の字状にすること
ができる。さらに、第１の石英ガラス板に凸形状の溝加
工をほどこし、第３の石英を融着しても同様の構造を得
ることが出来る。上記配線用構内部を減圧又は非酸化性
ガス雰囲気に保った状態で融着させたものであることが
好ましい。石英ガラス支持体は、不透明石英ガラス層を
備えていても良い。複数枚の石英ガラス板のうちの１枚
を、不透明石英ガラス板にすることができる。上記ヒー
タ部材と、少なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板と
が、板状の石英ガラス支持体に封入されている構成にす
ることができる。３枚の石英ガラス板を用い、いずれか
の石英ガラス板の２つの接合面に設けた配線用溝と反射
板設定座ぐりに、それぞれヒータ部材と少なくとも片面
が鏡面のカーボン製反射板を配置し、各石英ガラス板の
接合部を融着により一体化することができる。全体的に
板状の石英ガラス支持体に、少なくとも片面が鏡面のカ
ーボン製反射板が封入されて反射板状体を上記密封形部
材に隣接配置することができる。板状の石英ガラス支持
体の少なくとも一つの外表面に、断面半円状もしくは台
形状の凸部が形成されており、この外表面がつや出し処
理された構成にすることができる。上記密閉形部材が配
線用溝を有する石英ガラス製の設定部材及び石英ガラス
製の蓋部材からなり、上記配線溝に上記ヒータ部材を配
置することができる。上記の設定部材及び蓋部材のいず
れかもしくは両者の外周部に防炎堤を形成し、この防炎
堤以外の対向面が０．２〜１．０ｍｍの間隔において配
置され、両部材を石英ガラスの肉盛り法によって、一体
化することができる。上記ヒータ部材の両端にカーボン
ターミナルを配置し、カーボンターミナルに電極を接続
し、この電極のカーボンターミナル側の部分に石英ガラ
スパイプを被せた構成にすることができる。ヒータ部材
が封入された空間内に非酸化性ガスを導入し、電極に被
せた石英ガラスパイプからガスを排出することができ
る。上記カーボンターミナルの不純物濃度に灰分で１０
ｐｐｍ以下にすることが好ましい。配置用溝にアルミナ
粉を配置し、アルミナ粉の焼結体によってヒータ部材を
支持することができる。上記アルミナ粉の鉄不純物濃度
が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。上記ヒータ部材
もしくはヒータ部材の両端に接続された端子部が、ヒー
タ部材の形成するヒータ面に対して実質的に垂直に引き
出される構成にすることができる。ヒータ部材の両端を
ヒータ面の反対側に突出させ、突出したヒータ部材を石
英ガラス支持板に当接する石英ガラス筒内に配列された
複数のもしくは少なくとも一方の端部が複数に分割され
たワイヤー状カーボンにより固定し、上記石英ガラス筒
に石英ガラス管を被せて上記密閉形部材を密封すること
ができる。上記ワイヤー状カーボンの他端側を、中空部
が形成されその内側に中子部材を有する第２のワイヤー
状カーボン接続部材に、この中子部材での押圧によって
接続し、割型中子を利用する金属線接続部材により金属
製の内接線を接続し、両接続部材を任意の接続部材によ
って接続することができる。上記割型中子の外側にテー
パ面を形成し、端子部本体にテーパ面と係合するテーパ
部を形成し、割型中子に形成した支持部で金属製の内接
線を挟み込み、これを押圧しつつ任意の接続部材に接続
することができる。上記密閉形部材内でヒータ部材を線
対称に配置し、その対称軸上にガス導入・排出口を形成
し、容器の溶接時にガス導入・排出口から非酸化性ガス
を導入し、容器の封着時にガス導入・排出口から排気を
行う構成にすることができる。カーボンワイヤからなる
ヒータ部材とワイヤー状カーボンを石英ガラス筒内に配
列された複数のもしくは少なくとも端部が複数に分割さ
れたワイヤー状カーボンにより固定し、前記ワイヤー状
カーボンと電源側の金属製の内接線を第２の端子装置で
接続する構成にし、第２の端子装置が、複数のもしくは
端部が複数に分割されたワイヤー状カーボンを接続する
ための第２のワイヤー状カーボン接続部材を備え、割型
中子を利用して金属製の内接線を接続する構成の金属線
接続部材を備え、第２のワイヤー状カーボン接続部材と
金属線接続部材を接続するための端子部本体を備え、両
接続部材を端子部本体の一端側と他端側に接続する構成
にすることができる。上記ヒータ部材が複数のもしくは
少なくとも端部が複数に分割されたワイヤー状カーボン
が内部に配列された石英ガラス筒及び第２端子装置が石
英ガラス管内に封入された構成にすることができる。上
記石英ガラス管の内側に配置された金属製の内接線と電
源側の外接線をＭｏ箔を介して接続し、Ｍｏ箔を石英ガ
ラス製のピンチシール部で封着した構成の第３の端子装
置を有するようにすることがより好ましい。ヒータ部材
の両端に端子部材を接続してヒータ面の反対側に突出さ
せ、端子部材に石英ガラス管を被せて石英ガラス部材を
密封した構成にすることができる。上記石英ガラス管の
自由端側に端子部本体を配置し、端子部材と端子部本体
を複数本のもしくは少なくとも一方の端部が複数に分割
されたワイヤー状カーボンで接続した構成にすることが
できる。上記密閉形部材内でヒータ部材を線対称に配置
し、その対称軸上にガス導入・排出口を形成し、容器の
溶接時にガス導入・排出口から非酸化性ガスを導入し、
容器の封着時にガス導入・排出口から排気を行う構成に
することができる。上記密閉形部材が、全体的に平板半
円形状で中心部に切欠きを有する割型になっており、こ
れを２個組み合わせて円形平板ヒータを形成して、その
中心部に治具を貫通できる構成にすることが好しい。上
記端子部材が上記ヒータ部材と上記複数本のワイヤー状
カーボンを接続するものであり、その一端側にヒータ部
材接続部を形成してヒータ部材を接続し、複数のもしく
は端部が複数に分割されたワイヤー状カーボンを一括し
て接続するための第１のワイヤー状カーボン接続部材を
設け、端子部材の他端側に第１のワイヤー状カーボン接
続部材を接続する構成にし、第１のワイヤー状カーボン
接続部材を中空に形成してその内側に中子部材を配置
し、上記複数のワイヤー状カーボンを中子部材で押圧し
て接続することが好しい。上記端子部材と第１のワイヤ
ー状カーボン接続部材の相方の接続端側に夫々めねじ部
を形成し、中間部材に各めねじ部に対応するおねじ部を
形成し、中間部材を介して両部材を接続することが好し
い。上記ワイヤー状カーボンの他端側を、中空部が形成
されその内側に中子部材を有する第２のワイヤー状カー
ボン接続部材に、この中子部材での押圧によって接続
し、割型中子を利用する金属線接続部材により金属製の
内接線を接続し、両接続部材をこの中間に位置する端子
部本体によって接続することが好しい。上記割型中子の
外側にテーパ面を形成し、端子部本体にテーパ面と係合
するテーパ部を形成し、割型中子に形成した支持部で金
属製の内接線を挟み込み、、これを押圧しつつ端子部本
体に接続することが好しい。上記金属製の内接線をＭｏ
製金属棒にすることが好しい。上記ワイヤー状カーボン
接続部材と端子部本体、及び、端子部本体と金属線接続
部材を、それぞれネジ式で接続することが好しい。カー
ボンワイヤからなるヒータ部材とワイヤー状カーボンを
第１の端子装置で接続し、前記ワイヤー状カーボンと電
源側の金属製の内接線を第２の端子装置で接続する構成
にし、第１の端子装置が、端子部材を備え、その一端側
に形成したヒータ部材接続部にヒータ部材を接続するよ
うになっており、複数のもしくは端部が複数に分割され
たワイヤー状カーボンを接続するための第１のワイヤー
状カーボン接続部材を備え、端子部材の他端側に第１の
ワイヤー状カーボン接続部材を接続するようになってお
り、第１のワイヤー状カーボン接続部材を中空に形成し
てその内側に中子部材を配置し、分割したワイヤー状カ
ーボンを中子部材で押圧して接続する構成になってお
り、第２の端子装置が、複数のもしくは端部が複数に分
割されたワイヤー状カーボンを接続するための第２のワ
イヤー状カーボン接続部材を備え、割型中子を利用して
金属製の内接線を接続する構成の金属線接続部材を備
え、第２のワイヤー状カーボン接続部材と金属線接続部
材を接続するための端子部本体を備え、両接続部材を端
子部本体の一端側と他端側に接続する構成にすることが
できる。上記ヒータ部材と上記第１及び第２の端子装置
が石英ガラス管内に封入され、石英ガラス管の内側に配
置された金属製の内接線と電源側の外接線をＭｏ箔を介
して接続し、Ｍｏ箔を石英ガラス製のピンチシール部で
封着した構成の第３の端子装置を備えることがより好ま
しい。上記ヒータ部材を封入した密閉形部材は、石英ガ
ラス製もしくはアルミナ製平板状容器で形成できる。上
記ヒータ部材を複数の端子部材及びワイヤー支え治具に
よって上記平板状容器内に非接触で支持されて封入した
構成にできる。上記端子部材の長さ方向に、ボルト差し
込み用の略円筒状の穴部が形成されており、かつ少なく
ともこの穴部を貫通する略円筒状横穴が形成されてお
り、該横穴に上記ヒータ部材を差し込み、該穴部に少な
くとも該横穴の下端に達する長さを有するボルトを回転
挿入する構造にすることができる。上記ボルト差し込み
用の略円筒状穴部の径を上記略円筒状横穴の径より大き
くし、該横穴に差し込まれた上記ヒータ部材が、上記ボ
ルトによって加圧され、該穴部に達するように偏平に変
形された構成にすることが好しい。上記ボルトと上記ヒ
ータ部材の間に、膨張黒鉛シートを介在させることが好
しい。上記ワイヤー支え治具が透光性アルミナ単体もし
くは、高純度カーボン及び透光性アルミナの組立部材か
ら成ることが好ましい。上記糾立部材の、ヒータ部材に
接する部分が、高純度カーボン材料から成り、上記組立
部材の、平板状容器に配置接続する部分が、透光性アル
ミナ材料から成ることが好ましい。上記ヒータ部材の下
側にカーボン製反射板を配置することができる。上記平
板状容器の発熱面に、断面半円状もしくは台形状の凸部
が形成されており、この表面につや出し処理を施すこと
ができる。上記ヒータ部材を封入した密閉形部材は、湾
曲形であっても良い。上記板状の石英ガラス支持体に上
記ヒータ部材を封入し、ヒータ部材の周辺部以外の石英
ガラス支持体を実質的に一体化した板状のカーボンヒー
タを、所定形状の断面を有するカーボン製下型と、それ
と対になるカーボン製上型との間で押圧して、板状のカ
ーボンヒータを所定形状に湾曲させることができる。上
記カーボン製上型・下型が半円形の断面形状を有してお
り、実質的に半円筒形のカーボンヒータにすることがで
きる。上記板状の石英ガラス支持体に少なくとも一面が
鏡面のカーボン製反射板を、上記ヒータ部材とは独立し
て封入することができる。第１グループの発明の要約を
以下に述べる。第１グループの発明は、均熱性及びフレ
キシビリティーに優れ、低コストで製造できる特に半導
体製造装置用として有効なカーボンヒータを提供するこ
とを目的としている。第１グループの発明のカーボンヒ
ータは、直径が５〜１５μｍであるカーボンファイバー
を複数本束ねたカーボンファイバー束を複数本用いてワ
イヤー形状やテープ形状のような縦長形状に編み込み、
その含有不純物量を灰分で１０ｐｐｍ以下としたヒータ
部材を具備している。これによって、ヒータ部材として
の高温時の引張強度が確保され、またカーボンファイバ
ーの密着性がその長さ方向において均一になり、よって
長さ方向での発熱ムラが低減される。ここで、複数本束
ねるカーボンファイバーの各々の直径を５〜１５μｍと
したのは、５μｍ未満では１本１本のファイバーが弱
く、これを束ねて所定の縦長形状に編み込んだヒータ部
材とすることが困難となる。また、ファイバーが細いた
め、所定の抵抗値を得るためのファイバー本数が多くな
り実用的でない。また、１５μｍを超える場合には、柔
軟性が悪く複数本束ねたカーボンファイバー束を編み込
むことが困難なばかりか、カーボンファイバーが切断さ
れ、強度が著しく低下する、といった不具合が生ずるた
めである。また、カーボンヒータの不純物を灰分で１０
ｐｐｍ以下に制限したのは、不純物が１０ｐｐｍを超え
ると、微量の酸素でも酸化され易くなり、このために異
常発熱を起し易くなるからである。実際、不純物が灰分
で１０ｐｐｍを超える場合には、８００℃の大気中で１
０分間で異常発熱を起こし、窒素中に１００ｐｐｍの酸
素が存在する雰囲気においては８００℃で１０時間使用
すると異常発熱を起こすことが確認されている。一方、
不純物が灰分で１０ｐｐｍ以下の場合には、窒素中に１
００ｐｐｍの酸素が存在する雰囲気において８００℃で
５０時間以上使用しても異常発熱を起こさないこと、及
び、８００℃の大気中においては１０分未満であれば異
常発熱を起こさないことが確認されている。不純物は灰
分で３ｐｐｍ以下であることがより好ましい。この場合
には、特に異常発熱を抑える効果が大きくなり、より長
寿命化を達成できる。上記ヒータ部材は、上記５〜１５
μｍのカーボンファイバーを１００〜８００本を束ね
て、この束を３本以上、好ましくは６〜１２本束ねてワ
イヤー形状やテープ形状のような縦長形状に編み込んだ
ものであることが好ましい。カーボンファイバを束ねる
本数が１００本未満では所定の強度と抵抗値を得るため
に６〜１２束では足りなくなり、編み込みが困難であ
る。また、本数が少ないために部分的な破断に対して編
み込みがほぐれ、形状を維持することが困難となる。ま
た、前記本数が８００本を超えると、所定の抵抗値を得
るために束ねる本数が少なくなり、編み込みによるワイ
ヤー形状の維持が困難となる。さらに、上記ヒータ部材
は、１０００℃での抵抗値を１〜２０Ω／ｍ・本とする
ことが好ましい。その理由は、一般的な半導体製造装置
用加熱装置において、従来からのトランス容量にマッチ
ングさせる必要があるからである。すなわち、抵抗値が
２０Ω／ｍ・本を超える場合には、抵抗が大きいためヒ
ータ長を長くとることができず、端子間で熱が奪われて
温度むらが生じ易くなる。一方、抵抗値が１Ω／ｍ・本
未満の場合には、反対に抵抗が低いためヒータ長を必要
以上に長くとらなければならず、カーボンワイヤーやカ
ーボンテープのような細長のヒータ部材の組織むらや雰
囲気のむらにより温度のばらつきが生じる恐れが大きく
なる。尚、上記ヒータ部材の１０００℃での電気抵抗値
は、上記特性をより高い信頼性で得るためには、２〜１
０Ω／ｍ・本とすることがより好ましい。また、カーボ
ンファイバー束を編み込むことによって、断面形状がほ
ぼ円形であるヒータ部材の径を、その長さ方向において
一定化することができ、結果、発熱量を長さ方向で安定
化させることができる。さらに、この編み込みによっ
て、後述するヒータ部材表面でのカーボンファイバーに
よる毛羽立ち状態を形成することを可能せしめる。ま
た、このヒータ部材は、発熱されることによって、これ
自身熱膨張を起こし、例えば２本の端子間に張られた同
ヒータ部材は、もし編み込みのないものであったとした
ら、たれが生じ、発熱むらを起こすが、編み込まれてい
ることによってこのような問題が生ずることがない。第
１グループの発明において、カーボンヒータ材料となる
カーボンファイバーは従来のＣ／Ｃとは異なり、樹脂で
固化し一体化したものでないことが好ましい。これはカ
ーボンファイバーのもつフレキシビリティーが損なわ
れ、また樹脂の熱収縮に伴い、該ファイバーの切断など
が生ずるからである。上記ヒータ部材の１本もしくは複
数本を配置し、石英ガラス製または透光性アルミナ製の
密封形部材に封入し、例えば半導体製造装置用のカーボ
ンヒータを構成することが好ましい。これによって、上
記ヒータ部材を酸化性雰囲気、高温雰囲気等の種々の条
件での使用可能せしめることができる。特に、石英ガラ
ス製とすることによって、より高い高純度化を達成する
ことができ、半導体製造装置用として有効なものとする
ことができる。尚、複数本の上記ヒータ部材を上記密封
形部材内に封入するときには、これらを並列に配置する
ことが好ましい。この場合、ヒータ部材を複数本並列に
配置するというのは、ヒータ部材の全長に渡って２本以
上が、隣接し略平行して、配置することを意味する。こ
れによって、カーボンヒータ全体での電気抵抗値を容易
に調整することができるとともに、複数本のヒータ部材
が隣接している、つまり長さ方向の多数の箇所で接触し
た状態が形成されることによって、例え、１本のヒータ
部材が所定の部分で部分的な切断等の不具合が生じた場
合でも、その近傍で、上記接触する部分が存在すること
で上記不具合に伴う発熱ムラを防止することができる。
また、ここでいう密封形部材とは、上記ヒータ部材を石
英ガラス製または、透光性アルミナ製材料で物理的に密
封する部材を意味することは、もちろんであるが、後述
するように、同部材内に、窒素等の非酸化性ガスを流入
・流出する構造を付加し、結果、上記ヒータ部材が、外
気（空気）と接することを防止した実質的に密封された
部材をも意味するものである。前記密封形部材の形状
は、二重管形状、直管形状、環状管形状等から選ぶこと
ができる。このような形状の複数個の石英ガラスまたは
透光性アルミナ容器を組み合わせて所定形状のヒーティ
ングゾーンを形成することにより、その形状に合致した
被処理物を均一に加熱することができる。また、上記密
封形部材内に窒素等の非酸化性ガスを流入したり、容器
内を２０ｔｏｒｒ以下の真空にすることが好ましい。こ
れによって、上記カーボンヒータの劣化を防止し、長寿
命化及び均熱性の長時間の持続を可能せしめるからであ
る。次に第２グループの発明の要約を述べる。第２グル
ープの発明の目的の１つは発熱ムラが少なく、例えば半
導体（ウエハ）等の被加熱体を均一に熱処理することが
でき、長時間の高温強度を維持でき、高い耐用寿命が得
られるカーボンヒータを提供することである。第２グル
ープの発明の他の目的は、カーボンファイバーを複数本
束ねたカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形
状やテープ形状のような縦長形状に編み込んだヒータ部
材を支持する密封形部材を構成する石英ガラス支持体へ
の応力集中が生じない形態で、封入を確実に実施でき、
しかも、上記ヒータ部材を支持する石英ガラス支持体の
厚さを自由に設定できるカーボンヒータを提供すること
である。第２グループの発明のカーボンヒータは、上記
ヒータ部材を１本もしくは複数本封入した密封形部材
が、板状の石英ガラス支持体によって実質的に一体化さ
れたものであって、この石英ガラス支持体中の上記ヒー
タ部材の周辺部には中空の空間が形成された構成になっ
ている。ここで、実質的に一体化された構成とは、後述
するように複数の石英ガラス板の接合面を融着させて、
本発明のカーボンヒータを接合剤を用いないで製造した
場合に、カーボンヒータ内部のヒータ部材を配置した溝
や端子部などの空間が、外部（大気や炉内雰囲気）と融
着部で縁切られるようにカーボンヒータ周辺部が融着さ
れており、さらに内部の石英ガラス接触面が全面にわた
り融着されている状態を示す。ただし、融着の効果に支
障のない程度で未融着部が接触面積に対し３０％以下程
度ならば存在してもよい。また、この３０％以下程度と
したのは、ヒーター部材からの放射光が不均一になるこ
とを防止するためである。これによって、上記ヒータ部
材を支持する石英ガラス支持体への応力集中が生じない
形態で密着を確実に実施でき、また厚さが５ｍｍ以下の
低強度の石英ガラス板を用いた場合でも、減圧環境下で
石英ガラスに破損が生ずることがない。尚、上記のヒー
タ部材周辺部の中空の空間は、後述するようなヒータ部
材表面に形成されるカーボンファイバーの毛羽立ち部分
が存在する空間となる。第２グループの発明のカーボン
ヒータは、上記石英ガラス支持体が複数枚の石英ガラス
板の各々の接合面全体を融着により実質的に一体化した
ものであり、少なくとも一枚の石英ガラス板の接合面に
配線用溝を形成し、そこに上記ヒータ部材を配置するこ
とが好ましい。このように、少なくとも一枚の石英ガラ
ス板の接合面に配線用溝を形成し、この配線用溝内に直
径が５〜１５μｍであるカーボンファイバーを複数本束
ねたカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状
やテープ形状のような縦長形状に編み込み、その含有不
純物量を灰分で１０ｐｐｍ以下としたヒータ部材を配置
する構成とすることによって、このカーボン質のヒータ
部材が、ワイヤー形状やテープ形状のヒータ部材の表面
で毛羽立った多数の直径が５〜１５μｍのカーボンファ
イバーによって、石英ガラス製の密封形部材と接触する
構造となるため、ヒータ部材に通電を行い高温に発熱さ
せた状態にしたとしても、カーボンと石英ガラスの反応
が進行し、結果、カーボン質のヒータ部材が劣化するの
を防止することができる。（ヒータ部材の表面に毛羽立
ったカーボンファイバーは、石英ガラス製の密封形部材
と接触するため、接触した部分から珪化が進むが、この
径が極めて微細であり、体積が小さいことから、この珪
化反応がヒータ部材全体に進行するのを抑制するものと
推測される。）つまり、このことは発熱ムラが生ずるこ
とを防止し、また耐用寿命の長期化を図れることを意味
する。尚、このヒータ部材は、発熱量を調整あるいは品
質を安定化するために、１本もしくは２本さらにそれ以
上の本数を並列に配置することも可能である。その場
合、配線用溝の底部に、この本数に対応する二段溝をさ
らに設けることが好ましい。第２グループの発明のカー
ボンヒータは、上記ヒータ部材を１本もしくは複数本封
入した密封形部材が、板状の石英ガラス支持体によって
実質的に一体化されたものであって、この石英ガラス支
持体の上記ヒータ部材の周辺部には中空の空間が形成さ
れた構成になっているカーボンヒータであって、上記石
英ガラス支持体が２枚の石英ガラス板を融着したもので
あり、少なくとも１枚の石英ガラス板の接合面に所定深
さの配線用溝が形成されており、上記深さ分を含まない
各々の石英ガラス板の厚さが略同一となる構成になって
いる。これによって、均等に放熱することができる。ま
た、第２グループの発明の他のカーボンヒータは、上記
ヒータ部材を１本もしくは複数本封入した密封形部材
が、板状の石英ガラス支持体によって実質的に一体化さ
れたものであって、この石英ガラス支持体の上記ヒータ
部材の周辺部には中空の空間が形成された構成になって
いるカーボンヒータであって、上記石英ガラス支持体が
厚さの異なる２枚の石英ガラス板を融着したものであ
り、少なくとも１枚の石英ガラス板の接合面に所定深さ
の配線用溝が形成されており、上記深さ分を含まない一
方の石英ガラス板の厚さが他方の厚さの１／２以下とな
る構成になっている。これによって、一方に対しての放
熱を大きくすることができる。上記２つの形態のカーボ
ンヒータは、これを配置する場所によって、適宜、いず
れかを選択することができる。さらに第２グループの発
明のカーボンヒータは上記配線用溝が、その長さ方向に
垂直な断面形状の少なくとも下方側に湾曲形状を有し、
かつ、つや出し処理されていることがより好ましい。も
ちろん、横断面全体を湾曲形状にしても良い。これによ
り、複数枚の石英ガラス板を融着一体化する際に、配線
用溝の横断面形状が熱変形しカーボンワイヤと面接触す
るのを極力防止することができ、石英ガラスとカーボン
の反応に伴うカーボンワイヤの劣化を防止することがで
きる。これは、上記湾曲形状によって、溝内部に湾曲形
状の曲率を持つことにより応力を分散することができ、
溝内部の変形がおさえられることに起因する。また、同
熱変形に伴う石英ガラス支持体の内部歪みの蓄積を抑制
することができ、この割れ等の不具合を防止することが
できる。さらには、この面接触に伴うヒータ部材からの
発熱量の吸収による、当該カーボンヒータとしての発熱
ムラを防止することができる。尚、上記配線用溝を例え
ば酸水素バーナーによって所定時間あぶることによって
つや出し処理するのは、石英ガラス板に配線用溝を機械
加工によって形成したままの多少の凹凸が多数存在する
通常の状態では、当該カーボンヒータを発熱させ配線用
溝が加熱された場合に、上記凹凸のうち、特に凸部にお
いて、極部加熱状態となり、まばらにつや出し処理がな
されたような構造となってしまい、当該カーボンヒータ
による加熱ムラが生じてしまうことから、これを防止す
ることを意図している。第２グループの発明のカーボン
ヒータは上記配線用溝内部を減比又は非酸化性ガス雰囲
気に保った状態で融着させたものであることが好まし
い。これは、カーボンワイヤの製造時における酸化劣化
を防止するためである。第２グループの発明の他のカー
ボンヒータは、上記ヒータ部材を１本もしくは複数本封
入した密封形部材が、板状の石英ガラス支持体によって
実質的に一体化されたものであって、この石英ガラス支
持体の上記ヒータ部材の周辺部には中空の空間が形成さ
れた構成になっているカーボンヒータであって、上記配
線用溝が、その長さ方向に垂直な断面形状が全体的に
「凸」の字状となる構成になっている。これにより、カ
ーボンワイヤを配線用溝に配置する際に、同ワイヤが上
方に浮き上がるのを防止することができ、作業性を良好
とすることができる。また、溝周囲に、特に溝の上辺
（上板）のたわみによる熱歪を緩和することが可能とな
る。尚ここで「凸」の字状とは、横長の長方形の上辺の
ほぼ中央部上方に、この上辺よりも一辺の長さが短い正
方形もしくは、この上辺よりも上辺が短い縦長の長方形
を結合したような形状を意味する。また、第２グループ
の発明のカーボンヒータは、第１の石英ガラス板に配線
用溝を形成し、第２の石英ガラス板に配線用溝と対にな
る幅狭の挿入用溝もしくは貫通スリットを形成し、第１
・第２石英ガラス板を溝同士が対向するように接合し、
第２石英ガラス板の表面を研磨又は研削して挿入用溝も
しくは貫通スリットの底部を削除することによりこれを
挿入用窓として露出させ、そこから第１の石英ガラス板
の配線用溝内にヒータ部材を押し込み、研磨面又は研削
面に第３の石英ガラス板を合わせ、しかる後に３枚の石
英ガラス板を融着させ溝以外の部分全面を実質的に一体
化させることにより、上記配線用溝をその長さ方向に垂
直な断面形状が全体的に「凸」の字状にしていることが
好ましい。これによって、上記作業性の良好化及び上記
熱歪の緩和をより確実にせしめることができる。第２グ
ループの発明の他のカーボンヒータは、上記ヒータ部材
を１本もしくは複数本封入した密封形部材が、板状の石
英ガラス支持体によって実質的に一体化されたものであ
って、この石英ガラス支持体の上記ヒータ部材の周辺部
には中空の空間が形成された構成になっているカーボン
ヒータであって、石英ガラス支持体が、不透明石英ガラ
ス層を有する構成になっている。また、上記の複数枚の
石英ガラス板のうちの１枚が不透明石英ガラス板であっ
てもよい。これによって、カーボンヒータで加熱したく
ない側への放熱を上記不透明石英ガラス層によって防止
することができる。第２グループの発明の他のカーボン
ヒータは、上記ヒータ部材と、少なくとも片面が鏡面の
カーボン製反射板とが、板状の石英ガラス支持体に封入
されている構成になっている。尚、上記カーボン製反射
板は、上記ヒータ部材と対向する側の面が鏡面となって
いることが好ましい。この時、３枚の石英ガラス板を用
いる場合には、石英ガラス板の２つの接合面に設けた配
線用溝と反射板設定座ぐりに、それぞれヒータ部材と少
なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板を配置し、石英
ガラス板の接合部を融着により実質的に一体化すること
が好ましい。尚、この場合のより好ましい形態は、次の
とおりである。つまり、第１の石英ガラス板の上面に反
射板設定座ぐりを形成し、この座ぐり部に少なくとも上
面が鏡面のカーボン製反射板を配置し、また第２の石英
ガラス板の上面に上記配線用溝を形成し、この溝部に上
記ヒータ部材を配置し、上記第１の石英ガラス板の上に
上記第２の石英ガラス板を重ね、さらに、その上に第３
の石英ガラス板を重ね合せた後、各々接する部分を融着
により、実質的に一体化させたものである。これによっ
て、反射板方向への放熱をおさえ、一方向の面に放熱を
多くすることができる。さらに反射板の存在により放熱
される熱が均一に畜熱分散され、ヒータ面内の温度分布
を均一にすることができる。特にカーボンを選択した理
由は、カーボン材が純化処理が容易であり、その高純度
化されたカーボン材を用いることによって不純物の拡散
によるヒータ部材及び被処理物への金属汚染を防止する
ことができるからである。また、第２グループの発明の
カーボンヒータは、上記ヒータ部材を１本もしくは複数
本封入した密封形部材が、板状の石英ガラス支持体によ
って実質的に一体化されたものであって、この石英ガラ
ス支持体の上記ヒータ部材の周辺部には中空の空間が形
成された構成になっているカーボンヒータであって、全
体的に板状の石英ガラス支持体に少なくとも片面が鏡面
のカーボン製反射板が封入されている反射板状体を、上
記密封形部材に隣接配置する構成になっている。これに
よって、上記反射板状体が輻射をさえぎり、および反射
させることにより加熱させたくない部分を保護すること
が極めて容易に達成できる。第２グループの発明のカー
ボンヒータにおいては、上述のいずれの形態において
も、板状の石英ガラス支持体の少なくとも一つの外表面
に、断面半円状もしくは台形状の凸部が形成されてお
り、この外表面がつや出し処理されていることが好まし
い。尚、上記凸部は、ヒータ面上方から見た場合には、
これがストライプ状もしくは同心部状に形成されている
か、あるいは、これが格子状に多数形成された状態とな
っている。これにより本発明のヒータ部材の如き線状発
熱体によるヒータ面上方への発熱を、光の散乱によって
均一化せしめるといったプリズム効果が得られる。通
常、同様の効果を得るために、ヒータ面をサンドプラス
ト処理する方法が採用されるが、この場合には、表面が
砂目状となっており、この表面からの放熱が抑制され、
石英ガラス自身に熱を蓄積してしまいエネルギー効率が
低下してしまう。この意味で、上記つや出し処理されて
いることは、重要な事項である。さらに、第２グループ
の発明のカーボンヒータにおいては、ヒータ部材もしく
はヒータ部材の両端に接続された端子部が、ヒータ部材
の形成するヒータ面に対して実質的に垂直に引き出すこ
とが好ましい。端子部をヒータ面と垂直に引き出すこと
により、石英ガラス支持体の融着面を大きくすることが
でき、強度の点で有利となる。また、この構成によれ
ば、下方側もしくは上方側から被処理物である一枚もし
くは複数枚の半導体ウエハを加熱する半導体製造装置
に、上記カーボンヒータを容易に配置することができ
る。尚、この第２グループの発明のカーボンヒータの端
子部における具体的構成については、後述する第４グル
ープの発明を適用することができる。第２グループの発
明の他のカーボンヒータは、上記ヒータ部材を１本もし
くは複数本封入した密封形部材が、板状の石英ガラス支
持体によって実質的に一体化されたものであって、この
石英ガラス支持体の上記ヒータ部材の周辺部には中空の
空間が形成された構成になっているカーボンヒータであ
って、上記密閉形部材が、湾曲形である構成となってい
る。これにより、発熱ムラが少なく、長時間の高温強度
を維持でき、高い耐用寿命が得られ、かつ例えば、半導
体（ウエハ）等の被加熱体を配列したロッドを均一に熱
処理することのできる例えば円筒の２分割形状である湾
曲形カーボンヒータを提供することができる。上記湾曲
形のカーボンヒータにおいては、上記板状の石英ガラス
支持体に上記ヒータ部材を封入し、ヒータ部材の周辺部
以外の石英ガラス支持体を実質的に一体化した板状のカ
ーボンヒータを、所定形状の断面を有するカーボン製下
型と、それと対になるカーボン製上型との間で押圧し
て、板状のカーボンヒータを所定形状に湾曲させたもの
であることが好ましい。これにより、上記ヒータ部材が
石英ガラス支持体に密封されており、上記ヒータ部材の
周辺部以外の石英ガラス支持体が実質的に一体化した湾
曲形カーボンヒータが得られ、これによって、上記ヒー
タ部材を支持する石英ガラス支持体への応力集中が生じ
ない形態で封着を確実に実施でき、また厚さが５ｍｍ以
下の低強度の石英ガラス板を用いた場合でも、減圧環境
下で石英ガラスに破損が生ずることがない。上記カーボ
ン製上型・下型が半円形の断面形状を有しており、実質
的に半円筒形のカーボンヒータとすることが好ましく、
さらに、上記板状の石英ガラス支持体に少なくとも一面
が鏡面のカーボン製反射板を、上記ヒータ部材とは独立
して封入することがより好ましい。これは非加熱部を保
護するためであり、輻射を食い止めることができるため
である。なお、第２グループの発明のカーボンヒータ
は、半導体の酸化、拡散、ＣＶＤなどの熱処理装置のみ
ならず、洗浄装置などにおいても何かしらの加熱を伴う
半導体製造装置であれば、あらゆるものに適応可能であ
る。次に、第３グループの発明の要約を述べる。前述の
第１グループの発明は、カーボンファイバーを編み込ん
だ柔軟なカーボンワイヤを用いてカーボンヒータを構成
するものである。このように、カーボンワイヤを用いる
ことにより、ヒータの形状に自由度が生れ、設計面や取
り扱い上の利点を享受できる。第３グループの発明は、
このような利点を持つカーボンワイヤ状のヒータ部材を
用い、耐用寿命を大幅に向上でき、また急速昇降温が可
能な例えば半導体製造装置用のカーボンヒータを提供す
ることを目的としている。第３グループの発明のカーボ
ンヒータは、直径が５〜１５μｍであるカーボンファイ
バーを複数本束ねたカーボンファイバー束を複数本用い
てワイヤー形状やテープ形状のような縦長形状に編み込
み、その含有不純物量を灰分で１０ｐｐｍ以下としたヒ
ータ部材を１本もしくは複数本封入した密封形部材が、
板状の石英ガラス支持体によって実質的に一体化された
ものであって、この石英ガラス支持体中の上記ヒータ部
材の周辺部には中空の空間が形成された構成になってい
るカーボンヒータであって、上記密閉形部材が配線用溝
を有する石英ガラス製の設定部材及び石英ガラス製の蓋
部材からなり、上記配線溝に上記ヒータ部材を配置した
構成からなっている。この構造によって発熱ムラが少な
く、つまり被加熱体である半導体（ウエハ）を均一に熱
処理することができ、かつ長時間の高温強度を維持で
き、高い耐用寿命が得られる。上記する複数本のカーボ
ンファイバーを束ねたカーボンファイバー束を複数本用
いてワイヤー状に編み込んだヒータ部材の表面を直径５
〜１５μｍのカーボンファイバーでも毛羽立った構造と
することによって、石英ガラスとカーボンの実質的接触
面積が極端に少なくなり（実質的には、ヒータ部材のう
ち石英がラスと接しているのは、この毛羽立ったカーボ
ンファイバー部分のみである）、その結果１３５０℃程
度でも相当長時間使用できることが確認されている。第
３グループの発明のカーボンヒータは、上記設定部材及
び蓋部材のいずれかもしくは両者の外周部に防炎堤を形
成し、この防炎堤以外の対向面が０．２〜１．０ｍｍの
間隔において配置され、両部材を石英ガラスの肉盛り法
によって、一体化していることが好ましい。なお、石英
ガラス製の設定部材及び蓋部材の被せにあたっては、両
部材を所定の間隔で略平行に離した状態で石英ガラスの
肉盛り溶着法によって隙間のないよう固定することが好
ましい。これは、両部材を、例えば略全域で当接させた
状態で外周部を溶着もしくは肉盛り溶着すると、この際
の外周部加熱に伴い、両部材もしくはいずれかの部材に
亀裂やクラックが生ずるのに対し、上記固定によれば、
このような問題が生ずることなく強固な被せが可能とな
る。これは、加工時の部分加熱による熱応力の集中及
び、設定部材及び蓋部材の温度差による反り発生を緩和
したことによると考えられる。また、上記好ましい形態
によって防炎堤が存在することで、加熱源である酸水素
バーナーの炎が両部材間に入り込み、内部のカーボンヒ
ータを酸化するのを極力防止することができる。また、
設定部材及び蓋部材の間隔を全域にわたって均一にする
ことができ、さらには設定部材及び蓋部材の外周部にＳ
ｉＯ_２微粉による白色の曇りが発生するのを防止し、本
カーボンヒータの均熱性を向上せしめることができる。
尚、この防炎堤の相手部材と接する面は、全面において
加熱・溶着されていることが重要である。溶着されない
で単に面接触している部分が存在すると上記のような亀
裂やクラックが溶着時に生じてしまうからである。この
上記防炎堤は、所定形状の両部材を形成する際に一体的
に設けてもよく、各々の外周部に後から溶接して設けて
もよい。そして両部材の溶着されない部分の対向面は
０．２〜１．０ｍｍの間隔において配置されることが好
ましい。これは０．２ｍｍ未満では両部材の亀裂やクラ
ックを十分に防止することができず、また１ｍｍを超え
る場合には、溶着用火炎が入り込み易くカーボンヒータ
が酸化される恐れが大きくなるからである。また、第３
グループの発明のカーボンヒータにおいては、上記ヒー
タ部材の両端にカーボンターミナルを配置し、カーボン
ターミナルに電極を接続し、この電極のカーボンターミ
ナル側の部分に石英ガラスパイプを被せた構成とするこ
とが好ましい。カーボンターミナルを設けることによ
り、カーボンターミナルをヒータ部材より低温にして、
若干の酸素が入り込んでも、酸化防止することができ
る。特に、カーボンターミナルの周辺から非酸化性ガス
を導入すれば、酸化防止をより徹底することができる。
また、上記ヒータ部材と金属電極が直接接触している
と、金属汚染によりヒータ部材のライフが著しく低下す
る。カーボンターミナルを介在させることは、ヒータ部
材と金属電極との接触をなくす意味からも役立つ。金属
電極の少なくともカーボンターミナル側の部分には、石
英ガラスパイプを被せることが好ましい。そして、金属
電極や端子の露出部は、炉外に配置する。このように、
金属電極の炉内部分を石英ガラスで覆うことによって、
金属電極からのＦｅやＡｌ等の不純物汚染を低減するこ
とができる。このカーボンターミナルの不純物濃度は、
灰分で１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。これによ
りヒータ部材の劣化をおさえ、長寿命にすることができ
るからである。ヒータ内に窒素やアルゴンガス等の非酸
化性ガスを導入する構成にすることが好ましい。このよ
うに非酸化性ガスを導入することによって、ヒータ部材
の酸化を防止することができる。カーボンターミナルに
接続する金属電極も高温になると不純物を発生する可能
性があるが、金属電極を収容する石英ガラスパイプから
非酸化性ガスを排出すれば、不純物の発生を防止でき
る。更に、また、上記金属電極としてはモリブデン（Ｍ
ｏ）を用いることが好ましい。これはＭｏの熱膨張係数
がカーボン材のそれと近似し、カーボンターミルとの良
好な接合が高温時でも維持されるからである。ヒータ部
材としては、第１グループの発明で述べたヒータ部材を
用いることが好ましい。設定部材と蓋部材を平板状にす
ることが可能である。更に、第３グループの発明のカー
ボンヒータにおいては、カーボン製のヒータ部材と石英
ガラス製の設定部材との反応をより確実に抑制するため
には、配置用溝にアルミナ粉を配置し、アルミナ粉の焼
結体によってヒータ部材を支持することが好ましい。こ
れによってカーボンヒータの使用最高温度をより確実に
１３５０℃程度まで引き上げることができる。上記アル
ミナ粉の焼結体は、設定凹所にアルミナ粉及び上記ヒー
タ部材を設置した後に１３００℃程度の熱処理を行うこ
とによって形成される。また、アルミナ粉の鉄不純物濃
度は、鉄汚染によってカーボン質のヒータ部材のライフ
が低下しないように、５ｐｐｍ以下に抑えることが好ま
しい。なお、第３グループの発明のカーボンヒータは、
半導体の酸化、拡散、ＣＶＤなどの熱処理装置のみなら
ず、洗浄装置などにおいても何かしらの加熱を伴う半導
体製造装置であれば、あらゆるものに適応可能である。
次に、第４グループの発明の要約を述べる。第４グルー
プの発明は、前述のような利点を持つカーボンワイヤ状
のヒータ部材を用い、耐用寿命を大幅に向上でき、また
急速昇降温が可能な例えば半導体製造装置用のカーボン
ヒータを提供することを目的としている。また、第４グ
ループの発明は、上記ヒータ部材とワイヤー状カーボン
からなる端子線とを、さらには、ワイヤー状カーボンか
らなる端子線と金属製の端子線とを確実にかつ容易に接
続できるシンプルな構造のカーボンヒータを提供するこ
とを目的としている。第４グループの発明のカーボンヒ
ータは、上記ヒータ部材を１本もしくは複数本封入した
密封形部材が、板状の石英ガラス支持体によって実質的
に一体化されたものであって、この石英ガラス支持体の
上記ヒータ部材の周辺部には中空の空間が形成された構
成になっているカーボンヒータであって、上記ヒータ部
材もしくはヒータ部材の端子部が、ヒータ部材の形成す
るヒータ面に対して実質的に垂直に引き出される構成と
なっている。このような構成によれば、下方側もしくは
上方側から被処理物である半導体ウエハを加熱する半導
体製造装置に、上記カーボンヒータを容易に配置するこ
とができ、かつ面内均熱性に優れ、耐用寿命が長いヒー
タとすることができる。上記のヒータ部材の好ましい形
態は、第１グループの発明で述べたとおりである。上記
第４グループの発明のカーボンヒータの１つの形態は、
上記ヒータ部材自身がヒータ部材の形成するヒータ面に
対して実質的に垂直に引き出される構造のものである
（以下、これを第４−１グループの発明として詳述す
る）が、この場合には、ヒータ部材の両端をヒータ面の
反対側に突出させ、突出したヒータ部材を石英ガラス支
持板に当接する石英ガラス筒内に配列された複数のもし
くは少なくとも端部が複数に分割されたワイヤー状カー
ボンにより固定し、上記石英ガラス筒に石英ガラス管を
被せて上記密閉形部材を密封した構成とすることが好ま
しい。これにより、ヒータ部材を上記ワイヤー状カーボ
ンからなる端子線に強固にかつ確実に接線することがで
きる。また上記ヒータ部材が同種の複数本のワイヤー状
カーボンに接し、電気的接触抵抗を下げるため、スパー
ク等の不具合を防止することができる。さらには、この
ような構成によれば、後述するようなヒータ部材の端部
を上記石英ガラス製密閉形部材内において端子部材を配
置し、端子線に接続する方法に比べ、同密閉形部材内に
ヒータ部材以外の異物が存在しない分だけ、ヒータ面上
方への発熱ムラがより低減される傾向にある。第４−１
グループの発明のカーボンヒータにおいては、端子線と
なる上記ワイヤー状カーボンの他端側を、中空部が形成
されその内側に中子部材を有する第２のワイヤー状カー
ボン接続部材に、この中子部材での押圧によって接続
し、割型中子を利用する金属線接続部材により金属製の
内接線を接続し、両接続部材を任意の接続部材によって
接続することがより好ましい。特に、上記中子部材での
押圧を利用した複数のワイヤー状カーボン接続方法によ
って、電気的接触抵抗をおさえスパーク発生を防止する
ことができる。また上記割型中子を用いた内接線の接続
方法によって、広い面で金属製内接線とカーボン端子部
材を接触させることができ、スパーク発生を防止するこ
とができる。上記割型中子を利用する金属線接続部材で
の内接線を接続する方法としては、特に、上記割型中子
の外側にテーパ面を形成し、端子部本体にテーパ面と係
合するテーパ部を形成し、割型中子に形成した支持部で
金属製の内接線を挟み込み、これを押圧しつつ任意の接
続部材に接続する構成にすることが好ましい。これによ
り、接触抵抗を押え、スパーク発生を防止することがで
きる。さらにまた、上記密閉形部材内でヒータ部材を線
対称に配置し、その対称軸上にガス導入・排出口を形成
し、容器の溶接時にガス導入・排出口から非酸化性ガス
を導入し、容器の封着時にガス導入・排出口から排気を
行う構成にすることが好ましい。これにより、ヒータ内
部で均一に非酸化ガスを導入することが可能となり、カ
ーボンの酸化防止とヒータ面内温度分布を均一にするこ
とができる。上記の説明から理解されるとおり、第４−
１グループの発明のカーボンヒータにおいては、カーボ
ンワイヤからなるヒータ部材とワイヤー状カーボンを石
英ガラス筒内に配列された複数のもしくは少なくとも端
部が複数に分割されたワイヤー状カーボンにより固定
し、前記ワイヤー状カーボンと電源側の金属製の内接線
を第２の端子装置で接続する構成にし、第２の端子装置
が、複数のもしくは端部が複数に分割されたワイヤー状
カーボンを接続するための第２のワイヤー状カーボン接
続部材を備え、割型中子を利用して金属製の内接線を接
続する構成の金属線接続部材を備え、第２のワイヤー状
カーボン接続部材と金属線接続部材を接続するための端
子部本体を備え、両接続部材を任意の接続部材に接続す
る構成になっていることが、より好ましいことは明らか
である。そして、このような構成でありかつ、上記ヒー
タ部材が複数のもしくは少なくとも端部が複数に分割さ
れたワイヤー状カーボンが内部に配列された石英ガラス
筒及び第２端子装置が石英ガラス管内に封入する構成に
よって、石英ガラス密閉形部材に配置されるヒータ部材
から複数のワイヤー状カーボンからなる端子線、第２の
ワイヤー状カーボン接続部材・端子部本体・金属線接続
部材及び金属製の内接線を接続する一連の電気的接続系
をすべて、外気から遮断することができ、結果、上記一
連の電気的接続系を構成する部材すべての酸化を防止で
き、長寿命かつ安定した均熱性を確保したカーボンヒー
タとすることができる。尚、上記任意の接続部材として
は、例えば外周にネジ部を有する円筒中子を採用するこ
とができる。そして、第４−１グループの発明のカーボ
ンヒータを最適なものとするためには、さらに、上記石
英ガラス管の内側に配置された金属製の内接線と電源側
の外接線をＭｏ箔を介して接続し、Ｍｏ箔を石英ガラス
製のピンチシール部で封着した構成とすることが重要と
なる。尚、上記ピンチシール部とは、一端が封じられた
（キャップ）石英ガラス管のキャップ部を、高温化でカ
ーボン製平板状治具ではさみ込んで、平板状に密着・溶
接したような構造を意味する。これに反して、内接線を
そのままキャップの外に出してピンチした場合には、Ｍ
ｏと石英の熱膨脹係数差によって石英ガラス製のピンチ
シールに亀裂等が発生し、密閉性が阻害されてしまう不
具合が生じる。このような不具合を解消するために、Ｍ
ｏの箔体を介在させ、石英ガラスでピンチして密封する
のである。上記第４グループの発明のカーボンヒータに
おいては、石英ガラス容器を、中心部に開口を有する平
板ドーナツ形状とすることができ、また、全体的に、平
板半円形状で中心部に切欠きを有する割型にして、これ
を組み合わせてドーナツ状平板ヒータを形成することも
できる。これは、ドーナツ形状の中心部開口に被処理物
をささえるための軸を、挿入する構造にするためであ
る。また、石英ガラス容器内で発熱体を線対称に配置
し、その対称軸上にガス導入・排出口を形成し、ガス導
入・排出口から非酸化性ガスを導入しながら容器を溶接
により組立て、さらに、ガス導入・排出口から排気しな
がら容器内を常温で減圧封着することが好ましい。石英
ガラス容器内を常温で０．２気圧以下の減圧あるいは非
酸化性ガス雰囲気にして封着することが好ましい。第４
グループの発明のカーボンヒータの１つの形態は、上記
ヒータ部材の両端に接続された端子部がヒータ部材の形
成するヒータ面に対して垂直に引き出される構成のもの
である（以下、これを第４−２グループの発明として、
詳述する）が、この場合には、ヒータ部材の両端に端子
部材を接続してヒータ面の反対側に突出させ、端子部材
に石英ガラス管を被せて石英ガラス部材を密封した構成
とすることが好ましい。第４−２グループの発明のカー
ボンヒータは上記形態にさらに上記石英ガラス管の自由
端側に端子部本体を配置し、端子部材と端子部本体を複
数本のもしくは少なくとも一方の端部が複数に分割され
たワイヤー状カーボンで接続した構成にすることがより
好ましい。これによって、端子線部での電気抵抗を下
げ、この部分の発熱をおさえることができる。また熱伝
導が小さいために伝熱により下部封止端子への熱伝達を
おさえることができる。さらに、上記密閉形部材内でヒ
ータ部材を線対称に配置し、その対称軸上にガス導入・
排出口を形成し、容器の溶接時にガス導入・排出口から
非酸化性ガスを導入し、容器の封着時にガス導入・排出
口から排気を行う構成にすることが好ましい。これによ
り、ヒータ内部で均一に非酸化性ガスを導入することが
可能となり、カーボンの酸化防止とヒータ面内温度分布
を均一にすることができる。また、第４−２グループの
発明のカーボンヒータにおいては、上記端子部材が上記
ヒータ部材と上記複数本のワイヤー状カーボンを接続す
るものであり、その一端側にヒータ部材接続部を形成し
てヒータ部材を接続し、複数のもしくは一方の端部が複
数に分割されたワイヤー状カーボンを一括して接続する
ための第１のワイヤー状カーボン接続部材を設け、端子
部材の他端側に第１のワイヤー状カーボン接続部材を接
続する構成にし、第１のワイヤー状カーボン接続部材を
中空に形成してその内側に中子部材を配置し、上記複数
のワイヤー状カーボンを中子部材で押圧して接続する構
成にすることが好ましく、さらに上記端子部材と第１の
ワイヤー状カーボン接続部材の相方の接続端側に夫々め
ねじ部を形成し、中間部材に各めねじ部に対応するおね
じ部を形成し、中間部材を介して両部材を接続する構成
にすることがより好ましい。そして、さらに好ましい形
態としては、上記ワイヤー状カーボンの他端側を、中空
部が形成されその内側に中子部材を有する第２のワイヤ
ー状カーボン接続部材に、この中子部材での押圧によっ
て接続し、割型中子を利用する金属線接続部材により金
属製の内接線を接続し、両接続部材をこの中間に位置す
る端子部本体によって接続し、端子部本体にテーパ面と
係合するテーパ部を形成し、割型中子に形成した支持部
で金属製の内接線を挟み込み、これを押圧しつつ端子部
本体に接続する上記金属製の内接線をＭｏ製金属棒とす
る構成、上記ワイヤー状カーボン接続部材と端子部本体
及び、端子部本体と金属線接続部材を、それぞれネジ式
で接続する構成がある。また、第４−２グループの発明
のカーボンヒータは、カーボンワイヤからなるヒータ部
材とワイヤー状カーボンを第１の端子装置で接続し、前
記ワイヤー状カーボンと電源側の金属製の内接線を第２
の端子装置で接続する構成にし、第１の端子装置が、端
子部材を備え、その一端側に形成したヒータ部材接続部
にヒータ部材を接続するようになっており、複数のもし
くは端部が複数に分割されたワイヤー状カーボンを接続
するための第１のワイヤー状カーボン接続部材を備え、
端子部材の他端側に第１のワイヤー状カーボン接続部材
を接続するようになっており、第１のワイヤー状カーボ
ン接続部材を接続するようになっており、第１のワイヤ
ー状カーボン接続部材を中空に形成してその内側に中子
部材を配置し、分割したワイヤー状カーボンを中子部材
で押圧して接続する構成になっており、第２の端子装置
が、複数のもしくは端部が複数に分割されたワイヤー状
カーボンを接続するための第２のワイヤー状カーボン接
続部材を備え、割型中子を利用して金属製の内接線を接
続する構成の金属線接続部材を備え、第２のワイヤー状
カーボン接続部材と金属線接続部材を接続するための端
子部本体を備え、両接続部材を端子部本体の一端側と他
端側に接続する構成になっていることが好ましく、最適
例としては、さらに、上記ヒータ部材と上記第１及び第
２の端子装置が石英ガラス管内に封入され、石英ガラス
管の内側に配置された金属製の内接線と電源側の外接線
をＭｏ箔を介して接続し、Ｍｏ箔を石英ガラス製のピン
チシール部で封着した構成の第３の端子装置を有する構
成としたものである。なお、上記ピンチシール部とは、
上述の第４−１グループの発明の説明で記載したものと
同等のものである。尚、上記第４−２グループの発明の
カーボンヒータは、上述の第４−１グループの発明のカ
ーボンヒータと、第１のワイヤー状カーボン接続部材が
存在する点において相違するものであり、その他の構成
においては、実質的に同一の作用効果が成り立つ。次に
第５グループの発明の要約を述べる。第５グループの発
明は、均熱性及びフレキシビリティーに優れ、低コスト
で製造できる例えば半導体製造装置用のカーボンヒータ
を提供することを目的としている。また、他の目的は、
発熱ムラをより低減し、また耐用寿命を向上せしめたカ
ーボンヒータを提供することにある。第５グループの発
明のカーボンヒータは、直径が５〜１５μｍであるカー
ボンファイバーを複数本束ねたカーボンファイバー束を
複数本用いてワイヤー形状やテープ形状のような縦長形
状に編み込み、その含有不純物量を灰分で１０ｐｐｍ以
下としたヒータ部材を１本もしくは複数本を並列に石英
ガラス製の密封形部材内に封入したカーボンヒータであ
って上記ヒータ部材を封入した密閉形部材が、石英ガラ
ス製もしくはアルミナ製平板状容器である構成となって
いる。特に、上記ヒータ部材を複数の端子部材及びワイ
ヤー支え治具によって上記平板状容器内に非接触で支持
されて封入した構成とすることが好ましい。これは、上
記カーボン質のヒータ部材と石英ガラス質の平板状容器
の高温下での反応に伴うヒータ部材の劣化を極力防止す
るためである。また、さらに上記端子部材の長さ方向
に、ボルト差し込み用の略円筒状の穴部が形成されてお
り、かつ少なくともこの穴部を貫通する略円筒状横穴が
形成されており、該横穴に上記ヒータ部材を差し込み、
該穴部に少なくとも該横穴の下端に達する長さを有する
ボルトを回転挿入する構成とすることが好ましい。これ
によって、前記長細形状のヒータ部材を取付容易にかつ
確実に保持することができる。また、この構造におい
て、前記ボルト差し込み用の略円筒状穴部の径を前記略
円筒状横穴の幅より大きくし、該横穴に差し込まれた前
記ヒータ部材が、前記ボルトによって加圧され、該穴部
に達するように偏平に変形されていることが好ましい。
これによって、前記長細形状のヒータ部材を前記棒状端
子部材に強固にかつ電気的ロスのない接続とすることが
できる。なお、前記構造において、前記ボルトと前記ヒ
ータ部材の間に膨張黒鉛シートを介在させることが、よ
り好ましい。これによって、前記ボルト締め付け時にヒ
ータ部材を形成するカーボンファイバーの切断を極力低
減できる。前記ワイヤー支え治具は、透光性アルミナ単
体もしくは、高純度カーボン及び透光性アルミナの組立
部材により形成することが好ましく、更に前記組立部材
においては、ヒータ部材に接する部分を高純度カーボン
材料とし、かつ前記組立部材を平板状容器に配置接続す
る部分を透光性アルミナ材料とすることがより好まし
い。透光性アルミナによれば、高温カーボン材との非反
応性及び電気的絶縁性が高レベルで達成される。特に後
者の組立部材によれば、前記発熱体の急激な温度変化が
あっても、ワイヤー支え治具にクラックや破損が生ずる
ことなく、部品寿命が拡大される。より好ましくは、上
記ヒータ部材の下側にカーボン製反射板を配置した構成
を付加したものとする。特に、上面を鏡面加工した反射
板を設けることによって、該カーボンヒータの下側への
熱の放出を低減し、該カーボンヒータ上方の均熱性及び
昇温速度の大幅なアップを図ることができる。さらに、
前記ヒータ部材、棒状端子部材及びワイヤー支え治具を
密閉形の石英ガラス製容器または透光性アルミナ製容器
に封入することによって、特に半導体製造装置用として
の有効なカーボンヒータを構成することができる。この
とき、上記容器に適宜枝管を取り付け、枝管から窒素等
の非酸化性ガスを流入したり、容器内を２０ｔｏｒｒ以
下の真空にすることが好ましい。これによって、上記ヒ
ータ部材の劣化を防止し、長寿命化及び均熱性の長時間
の持続が可能になるからである。さらに、第５グループ
の発明のカーボンヒータは、上記平板状容器のヒータ面
に、断面半円状もしくは台形状の凸部が形成されてお
り、この表面がつや出し処理されている構成にすること
が好ましく、これによってカーボンワイヤの如き線状発
熱体によるヒータ面上方への発熱を、光の散乱によって
均一化せしめるといったプリズム効果が得られる。尚、
上記凸部はヒータ面上方から見た場合には、これがスト
ライプ状もしくは同心部状に形成されているか、あるい
はこれが格子状に多数形成された状態となっている。通
常、同様の効果を得るために、ヒータ面をサンドプラス
ト処理する方法が採用されるが、この場合には、表面が
砂目状となっており、この表面からの放熱が抑制され、
石英ガラス自身に熱を蓄積してしまいエネルギー効率が
低下してしまう。この意味で、上記つや出し処理されて
いることは、重要な事項である。また、カーボンヒータ
のヒータ面は、被処理物よりも大径にすることができ
る。カーボン材は、熱容量が小さいので、このようにヒ
ータ面を大径にすることによって昇温速度をさらに大き
くすることができ、被処理物への均熱性を向上せしめる
ことができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The carbon heater of the present invention has a diameter of
Bundling multiple carbon fibers with a diameter of 5 to 15 μm
Using multiple carbon fiber bundles
Woven in a vertically long shape such as a tape shape, containing impurities
Equipped with a heater member that reduces the amount of ash to 10 ppm or less
You. One or more heater members are quartz glass
Enclosed in stainless steel or alumina sealed members
Can be. The resistance value of the heater member at 1000 ° C.
Preferably, it is 1 to 20 Ω / m. The above sealed member
Is the shape selected from the double tube shape, straight tube shape and annular tube shape
Heating sol of a predetermined shape
Can be formed. Formed in the above sealed member
Into the space where the non-oxidizing gas flows
be able to. The space formed in the sealed member is 2
The vacuum can be reduced to 0 torr or less. Above sealed type
Components are substantially integrated by a plate-shaped quartz glass support
The heater section in the quartz glass support.
In the configuration, a hollow space is formed around the material.
Can be The quartz glass support is composed of multiple pieces of quartz
The entire bonding surface of each glass plate is integrated by fusion
And at least one quartz glass plate
A configuration in which a wire groove is formed and the heater member is disposed therein.
Can be The quartz glass support is made of two stones
It is a fusion of British glass plates, with at least one stone
Wiring grooves of predetermined depth are formed on the joint surface of the British glass plate
And the thickness of each quartz glass plate not including the above depth
Are substantially the same. Quartz glass above
Substrate fused two quartz glass plates of different thickness
And at least one quartz glass plate
A wiring groove having a predetermined depth is formed and includes the above depth.
The thickness of one of the quartz glass plates to half the thickness of the other
It can be: The length of the wiring groove is
Curved shape at least below the cross-sectional shape perpendicular to the
And it is preferable that the surface is polished. Up
The wiring groove has an overall cross-sectional shape perpendicular to the length direction.
Can be formed in a "convex" shape. Arranged on the first quartz glass plate
A wire groove is formed, and a pair of wiring grooves is formed on the second quartz glass plate.
Forming a narrow insertion groove or through slit
Join the first and second quartz glass plates so that the grooves face each other
And the surface of the second quartz glass plate is polished or ground for insertion.
By removing the bottom of the groove or through slit,
Exposed as a window for insertion, from which the first quartz glass
The heater member is pushed into the wiring groove of the
Align the third quartz glass plate with the ground surface, and then
Fusing the quartz glass plate of
By integrating, the wiring groove
The cross-sectional shape perpendicular to the direction should be generally “convex”
Can be. Further, a convex groove is formed on the first quartz glass plate.
The same structure can be obtained even if the third quartz is fused
Rukoto can. Depressurized or non-oxidizing inside the wiring structure
It must be fused while maintaining the gas atmosphere
preferable. The quartz glass support has an opaque quartz glass layer
You may have. One of multiple quartz glass plates
Can be an opaque quartz glass plate. Above
Data member, and a carbon-made reflecting plate having at least one side having a mirror surface.
Is enclosed in a plate-shaped quartz glass support.
Can be One of three quartz glass plates
Groove for wiring and reflection on two joint surfaces of quartz glass plate
Heater member and at least one side for each counterbore
Arranges a mirror-surface carbon reflector, and makes each quartz glass plate
The joint can be integrated by fusion. Overall
A plate-like quartz glass support with a mirror surface on at least one side
A reflector made of carbon fiber is enclosed and the reflector
It can be located adjacent to the material. Plate-shaped quartz glass support
A semicircular cross section or platform on at least one outer surface of the body
The convex part of the shape is formed, and this outer surface
It can be a controlled configuration. The above-mentioned closed-type member is
Setting member made of quartz glass having wire groove and quartz glass
The heater member is disposed in the wiring groove.
Can be placed. Any of the above setting member and lid member
Or a flame barrier on the outer periphery of both
Arrange the opposing surfaces other than the embankment at intervals of 0.2 to 1.0 mm.
The two members are integrated by the silica glass overlay method.
Can be Carbon at both ends of the heater member
Arrange terminals and connect electrodes to carbon terminals
A quartz glass is placed on the carbon terminal side of this electrode.
A configuration in which a spipe is covered can be adopted. Heater member
A non-oxidizing gas is introduced into the space where
Gas can be exhausted from the quart glass pipe
You. The concentration of impurities in the carbon terminal is 10
It is preferable that the content be not more than ppm. Alumina in placement groove
The powder is placed, and the heater member is made of sintered alumina powder.
Can be supported. Iron impurity concentration of the above alumina powder
Is preferably 5 ppm or less. The above heater member
Alternatively, the terminals connected to both ends of the heater
Drawn substantially perpendicular to the heater surface formed by the heater member.
It can be configured to be issued. Connect both ends of the heater member
Protrude to the opposite side of the heater surface, and
Arranged in a quartz glass cylinder abutting the English glass support plate
Multiple or at least one end is divided into multiple
Fixed with the wire-shaped carbon
Covering the above-mentioned closed-type member with a quartz glass tube
Can be. Connect the other end of the wire carbon to the hollow
Formed with a core member inside the second wire
By pressing with the core member,
Connect and use a split wire core to connect metal
Internal tangents, and connect both connecting members with any connecting members.
Can be connected. Tape outside the split mold core
Tapered surface to form a tapered surface and engage the tapered surface on the terminal body
The inner part made of metal is formed by the support part formed on the split core.
Insert the wire and press it to connect to any connecting member
can do. Wire the heater member inside the above sealed member
Symmetrically arranged and gas inlet / outlet formed on the axis of symmetry
The non-oxidizing gas from the gas inlet / outlet when welding the container.
And exhaust from the gas inlet / outlet when sealing the container.
It can be configured to do so. Consists of carbon wire
Heater member and wire-like carbon are placed in a quartz glass tube.
The rows are divided into multiple or at least ends
With the wire-shaped carbon
Connect the inner tangent of carbon and metal on the power supply side with the second terminal device
And the second terminal device has a plurality of or
Connecting wire-like carbon with multiple ends
With a second wire-like carbon connecting member for
Metal wire configured to connect metal inner tangents using a core
A connection member, and a second wire-like carbon connection member.
A terminal body for connecting the metal wire connection member is provided.
Configuration in which the connection member is connected to one end and the other end of the terminal body
Can be A plurality of the heater members or
At least one end divided into multiple wires
Is a quartz glass cylinder and a second terminal device is a stone.
It can be configured to be enclosed in an English glass tube. Up
A metal inner tangent and an electric wire placed inside the quartz glass tube
Connect the external tangent line on the source side via Mo foil and connect the Mo foil to quartz
Third terminal device sealed with a pinch seal part made of lath
It is more preferable to have a position. Heater member
Terminal members connected to both ends of the
Cover the terminal member with a quartz glass tube
A sealed configuration can be provided. Of the above quartz glass tube
The terminal body is placed on the free end side, and the terminal member and the terminal body are
Divided into multiple or at least one end
Can be connected by the wire-shaped carbon
it can. Heater members are arranged symmetrically within the above sealed member
Gas inlet and outlet on the axis of symmetry,
During welding, a non-oxidizing gas is introduced from the gas inlet / outlet,
A configuration that exhausts gas from the gas inlet / outlet when sealing the container
can do. The above-mentioned closed type member is entirely
It has a circular shape with a notch in the center,
These two are combined to form a circular flat heater,
It is preferable that the jig penetrates the center. Up
The terminal member is formed of the heater member and the plurality of wires.
A heater is connected to one end of the
Form the material connection part and connect the heater members,
Collects wire-shaped carbon with its ends divided into multiple
The first wire-like carbon connecting member for connecting
A first wire-like carbon contact with the other end of the terminal member.
The first wire-like carbon
Forming the connection member hollow and placing the core member inside it
And pressing the plurality of wire-like carbons with a core member.
Preferred to connect. The terminal member and the first wire
Female threaded part on the opposite connection end side of
And the external thread corresponding to each female thread on the intermediate member.
It is preferable to form and connect both members via an intermediate member
No. A hollow portion is formed at the other end of the wire-like carbon
Second wire-shaped car having a core member inside thereof
Connected to the Bon connection member by pressing with this core member
And a metal wire connecting member using a split core
A terminal that connects the internal tangents and connects both connecting members in the middle
It is preferable to connect with the main unit. Of the above split mold core
Form a tapered surface on the outside and engage the tapered surface with the terminal body
Forming a tapered part, and the supporting part formed on the split core
Insert the internal tangent line of the metal
Prefer to connect to the body. The metal inner tangent is Mo
It is preferable to use a metal rod. Above wire carbon
Connection member and terminal body, and terminal body and metal wire connection
It is preferable to connect the members with a screw type. car
A heater member made of bon wire and wire-like carbon
Connect with the first terminal device, and connect the wire-like carbon
Configuration in which a metal inner tangent line on the source side is connected by a second terminal device
And the first terminal device includes a terminal member, one end side of which is provided.
Connect the heater member to the heater member connection part formed in
Is divided into multiple or multiple ends
First wire for connecting the wire-shaped carbon
A carbon connecting member, and a first end on the other end side of the terminal member.
It is designed to connect a wire-like carbon connecting member.
Forming the first wire-like carbon connecting member in a hollow
Place the core member inside the
The core by pressing the core with a core member.
And the second terminal device is divided into a plurality or end portions.
A second wire for connecting the split wire-like carbon
Equipped with an ear-shaped carbon connecting member, using a split core
Equipped with a metal wire connection member configured to connect metal internal tangents.
And a second wire-like carbon connecting member and a metal wire connecting portion.
It has a terminal section main body for connecting materials, and ends both connection members.
It can be configured to be connected to one end and the other end of the slave body.
it can. The heater member and the first and second terminal devices
Is enclosed in the quartz glass tube and placed inside the quartz glass tube.
The metal inner tangent and the external tangent on the power supply side are
And connect the Mo foil with a pinch seal made of quartz glass.
It is more preferable to provide a third terminal device having a sealed configuration.
New The sealed member enclosing the heater member is a quartz gas
It can be formed of a lath or alumina flat container. Up
The heater member is used as a plurality of terminal members and wire support jigs.
Therefore, it was supported and sealed in a non-contact manner in the flat container.
Can be configured. Insert a bolt in the length direction of the terminal
A substantially cylindrical hole for
A substantially cylindrical lateral hole is formed through this hole.
The heater member is inserted into the lateral hole, and a small amount is inserted into the hole.
At least rotate the bolt having the length to reach the lower end of the side hole
The structure can be inserted. Bolt insertion
The diameter of the substantially cylindrical hole for use is larger than the diameter of the above substantially cylindrical lateral hole.
Comb, the heater member inserted into the side hole is
Pressure, and flatten to reach the hole.
It is preferred to have a shaped configuration. The bolt and the hook
It is preferable that an expanded graphite sheet is interposed between
New If the above wire support jig is translucent alumina
Or high-purity carbon and translucent alumina
Preferably. For the heater member of the above-mentioned condemned member
The contacting part is made of high-purity carbon material.
The part of the member that is arranged and connected to the flat container
Preferably, it is made of a mina material. Below the heater member
A carbon reflector can be placed on the side. Flat
A semicircular or trapezoidal projection on the heating surface of the plate-like container
Is formed, and this surface is subjected to a polishing treatment.
Can be. The sealed member enclosing the heater member is a bay
It may be curved. Above the plate-shaped quartz glass support
The heater member is sealed, and the quartz except for the periphery of the heater member
A plate-like carbon fiber with a glass support substantially integrated
A carbon lower mold having a cross section of a predetermined shape;
And a pair of upper carbon molds to
The carbon heater can be curved into a predetermined shape. Up
The upper and lower carbon molds have a semicircular cross-sectional shape.
It can be made into a substantially semi-cylindrical carbon heater.
Wear. At least one surface of the plate-shaped quartz glass support is
The mirror-like carbon reflector is independent of the heater member.
Can be enclosed. Summary of the invention of the first group
It is described below. The first group of inventions is the
Especially semi-conductive with excellent flexibility and can be manufactured at low cost
To provide an effective carbon heater for body manufacturing equipment
And for the purpose. The first group of the invention
The carbon fiber is 5 to 15 μm in diameter
Using multiple carbon fiber bundles
Knit into a vertically long shape like ear shape or tape shape,
A heater whose content of impurities is reduced to 10 ppm or less by ash.
It has a member. Thereby, as a heater member
High tensile strength at high temperatures
-The adhesion of the
Heat generation unevenness in the length direction is reduced. Where multiple bundles
The diameter of each of the carbon fibers is 5 to 15 μm.
The reason is that each fiber is weak at less than 5 μm.
The heater unit is bundled and woven into a predetermined vertical shape
It becomes difficult to make the material. Also the fiber is thin
The number of fibers to obtain a given resistance
Not practical. If the thickness exceeds 15 μm,
Braided carbon fiber bundle with poor flexibility and multiple bundles
Not only is it difficult to remove
And the strength is significantly reduced.
It is. In addition, the impurities of the carbon heater were reduced to 10% by ash.
The reason for limiting to less than ppm is that impurities exceed 10 ppm
In this case, even a small amount of oxygen is easily oxidized,
This is because ordinary heat is easily generated. In fact, impurities are ash
Exceeds 10 ppm in air at 800 ° C.
Causes abnormal heat generation in 0 minutes, and 100 ppm of acid in nitrogen
Use at 800 ° C for 10 hours in an atmosphere where element exists
Then, it has been confirmed that abnormal heat generation occurs. on the other hand,
When impurities are less than 10 ppm in ash content, 1
800 ° C. in an atmosphere where there is 00 ppm oxygen
It does not cause abnormal heating even if it is used for more than 50 hours, and
If it is less than 10 minutes in the air at 800 ° C,
It has been confirmed that it does not generate ordinary heat. Impurities are ash
More preferably, it is 3 ppm or less per minute. in this case
In particular, the effect of suppressing abnormal heat generation is
A longer life can be achieved. The heater member includes the above 5 to 15
bundle 100-800 μm carbon fiber
3 or more, preferably 6 to 12 bundles
Weaved into a vertically long shape like ear shape or tape shape
Preferably, it is Bundle carbon fiber
When the number is less than 100, it is necessary to obtain a predetermined strength and resistance value.
6 to 12 bundles are not enough and weaving is difficult
You. In addition, because of the small number,
The penetration is loosened, and it becomes difficult to maintain the shape. Ma
When the number exceeds 800, a predetermined resistance value is obtained.
The number of pieces to be bundled together
It becomes difficult to maintain the gear shape. Further, the heater member
Has a resistance value at 1000 ° C. of 1 to 20 Ω / m.
Is preferred. The reason is that general semiconductor manufacturing equipment
For conventional transformer capacity in heating equipment
This is because it is necessary to perform That is, the resistance value
If the resistance exceeds 20 Ω / m, the resistance is large, and
The heat cannot be taken between the terminals.
Temperature unevenness is likely to occur. On the other hand, the resistance value is 1Ω / m
If less, the heater length is required because the resistance is low.
Longer than that, and carbon wire and
The unevenness and texture of slender heater members such as
Large variations in temperature due to uneven air
Become. The electric resistance value of the heater member at 1000 ° C.
In order to obtain the above characteristics with higher reliability,
More preferably, it is 0 Ω / m. Also carb
By weaving the fiber bundle,
Adjust the diameter of the heater member, which is circular, in the longitudinal direction.
Can be constant, resulting in stable heat generation in the length direction
Can be changed. In addition, this braid
To the carbon fiber on the heater member surface
It is possible to form a fluffed state. Ma
In addition, this heater member generates heat,
Self-expands itself, for example, between the two terminals
The heater member was assumed to have no braid
Cause sagging and uneven heating, but
This does not cause such a problem. No.
In one group of inventions, it becomes a carbon heater material
Unlike conventional C / C, carbon fiber is made of resin
Preferably, it is not solidified and integrated. This is mosquito
The flexibility of carbon fiber is impaired
In addition, due to the heat shrinkage of the resin, cutting of the fiber, etc.
Is caused. One or more of the above heater members
Arrange several pieces and use quartz glass or translucent alumina
Enclosed in a sealed member, for example, a car
It is preferable to configure a heater. This allows
The heater member is subjected to various conditions such as an oxidizing atmosphere, a high temperature atmosphere, etc.
Can be used. In particular, quartz glass
To achieve higher purity
Can be effective for semiconductor manufacturing equipment
be able to. It should be noted that the plurality of heater members are sealed as described above.
When enclosing in a shaped member, arrange them in parallel
Is preferred. In this case, a plurality of heater members are arranged in parallel.
Arranging two or more heaters over the entire length of the heater member
The upper part means that they are arranged adjacently and substantially in parallel. This
This facilitates the electrical resistance of the entire carbon heater
And a plurality of heater members
Are adjacent, that is, they touch at many points
Is formed, for example, one heater
If a failure such as partial cutting occurs in the specified part of the member
In any case, the above-mentioned contacting part exists in the vicinity.
Thus, it is possible to prevent heat generation unevenness due to the above-mentioned problem.
The term "sealed member" as used herein means that the heater member is a stone.
Made of English glass or translucent alumina
Of course, the meaning of the member to be sealed is described later.
Flow a non-oxidizing gas such as nitrogen
-A structure for flowing out is added, so that the heater member is
Substantially sealed to prevent contact with air
It also means a member. Shape of the sealing member
Can be selected from double pipe, straight pipe, annular pipe, etc.
Can be. Multiple quartz glass of such shape or
Combined with a transparent alumina container
By forming a zoning zone, it matches the shape
The object to be processed can be heated uniformly. In addition,
If a non-oxidizing gas such as nitrogen flows into the
It is preferable to make the inside of the inside a vacuum of 20 torr or less. This
This prevents the carbon heater from deteriorating and increases its longevity.
Life and soaking for a long time.
You. Next, the summary of the invention of the second group will be described. Second guru
One of the objects of the invention of the group is that heat generation unevenness is small, for example,
It is possible to uniformly heat treat a heated object such as a conductor (wafer).
Can maintain high-temperature strength for a long time and have a long service life.
Is to provide a carbon heater that can be used. Second guru
Another object of the group's invention is to use multiple carbon fibers.
Wire shape using multiple bundled carbon fiber bundles
Heater section woven into a vertically long shape such as shape and tape shape
The quartz glass support that constitutes the sealed member that supports the material
Encapsulation can be performed reliably without stress concentration
In addition, the quartz glass support for supporting the heater member
To provide a carbon heater whose thickness can be freely set
It is. The carbon heater according to the second group of the invention is characterized in that
Sealed member enclosing one or more heater members
Are substantially integrated by the plate-shaped quartz glass support.
The quartz glass support,
A hollow space is formed around the periphery of the
ing. Here, the substantially integrated configuration will be described later.
Fusing the joint surfaces of multiple quartz glass plates so that
The carbon heater of the present invention was manufactured without using a bonding agent.
In the case, the groove where the heater member inside the carbon heater is arranged
Space such as the terminal and the terminal is fused with the outside (air or furnace atmosphere).
The periphery of the carbon heater is fused so that it is
And the internal quartz glass contact surface extends over the entire surface.
This shows a state in which they are fused. However, it does not affect the effect of fusion.
The unfused part is about 30% or less of the contact area with no trouble
If it exists, it may be present. Also, about 30% or less
The reason for this is that the radiation from the heater
And to prevent. Thereby, the heater section
No stress concentration on the quartz glass support supporting the material
Form can be securely adhered, and the thickness is 5mm or less
Even if a low-strength quartz glass plate is used,
There is no breakage of the quartz glass. In addition,
The hollow space around the heater member is a heater
Fluffy part of carbon fiber formed on material surface
Is the space where exists. Carbon of the second group of inventions
The heater is a quartz glass support having a plurality of quartz glass substrates.
The entire bonding surface of each of the plates was substantially integrated by fusion
And at least one quartz glass plate
Form a wiring groove and place the heater member in it.
Is preferred. Thus, at least one piece of quartz glass
A wiring groove is formed on the joint surface of the
A bundle of multiple carbon fibers with a diameter of 5 to 15 μm
Wire shape using multiple bundled carbon fiber bundles
Braided in a vertically long shape such as
Heater member with pure content of less than 10ppm ash
With this configuration, this carbonaceous heater
The member is the surface of a wire or tape-shaped heater member
Many carbon fibers with a diameter of 5 to 15 μm
Contact with the quartz glass sealing member by the iva
Because of the structure, the heater member is energized to generate heat at a high temperature.
Reaction between carbon and quartz glass
Progresses, and as a result, the carbonaceous heater member deteriorates.
Can be prevented. (Fuzz on the surface of the heater member
Carbon fiber is a quartz glass sealed member
, Silicification progresses from the contacted part.
Due to the extremely small diameter and small volume, this silicon
That the gasification reaction proceeds to the entire heater member.
Guessed. In other words, this may cause uneven heating.
And that the service life can be extended.
I do. In addition, this heater member adjusts the amount of heat generation or
One or two or more to stabilize the quality
It is also possible to arrange the above numbers in parallel. On the spot
In this case, add a two-step groove corresponding to this number to the bottom of the wiring groove.
It is preferable to provide them. Car of the second group invention
The Bon heater has one or more of the above heater members.
The enclosed sealed member is supported by a plate-shaped quartz glass support.
The quartz glass support is substantially integrated.
A hollow space is formed around the heater member of the holder.
A carbon heater with
An English glass support fused with two quartz glass plates
Yes, with a predetermined depth on the joint surface of at least one quartz glass plate
Wiring groove is formed and does not include the above depth
The thickness of each quartz glass plate is almost the same
I have. Thereby, heat can be uniformly radiated. Ma
Further, another carbon heater of the invention of the second group is as described above.
Sealed member enclosing one or more heater members
Are substantially integrated by the plate-shaped quartz glass support.
The quartz glass support and the heater
A hollow space is formed around the member
Wherein the quartz glass support is
This is a fusion of two quartz glass plates of different thickness.
A predetermined depth on the joint surface of at least one quartz glass plate.
Wiring grooves are formed, and one
The thickness of one quartz glass plate is less than half the thickness of the other.
Configuration. This allows one to release
Heat can be increased. Carbo of the above two forms
Heater, depending on where it is placed,
You can choose between them. In addition, the second group
Akira's carbon heater has the above-mentioned wiring groove in the length direction.
Having a curved shape at least on the lower side of the vertical cross-sectional shape,
In addition, it is more preferable that the polishing is performed. Also
Of course, the entire cross section may be curved. This
When multiple quartz glass plates are fused and integrated, wiring
Thermal deformation of the cross-sectional shape of the groove makes contact with the carbon wire
Quartz glass and carbon
Can prevent the deterioration of the carbon wire due to the reaction of
Wear. This is due to the curved shape inside the groove
By having a curvature of the shape, stress can be dispersed,
This is because deformation inside the groove is suppressed. Also,
Suppresses accumulation of internal strain in quartz glass support due to thermal deformation
It is possible to prevent defects such as cracks
it can. In addition, the heater member
Heat generation by the carbon heater due to absorption of heat generation
Unevenness can be prevented. Note that the above wiring groove
By sintering for a predetermined time with an oxyhydrogen burner
Polishing is performed by forming wiring grooves on a quartz glass plate using a machine.
There are many small irregularities as formed by processing
Under normal conditions, the carbon heater generates heat and
When the groove is heated, among the above irregularities, particularly the convex portions
And it becomes extremely heated, and sparse polishing is not possible.
The structure of the carbon heater
This will prevent uneven heating due to
Is intended to be Carbon of the second group of inventions
The heater reduces the ratio of the inside of the above wiring groove or the atmosphere of non-oxidizing gas.
It is preferred that they are fused while being kept in mind
No. This is due to oxidative degradation during the production of carbon wire.
This is to prevent Other cars of the invention of the second group
The Bon heater has one or more of the above heater members.
The enclosed sealed member is supported by a plate-shaped quartz glass support.
The quartz glass support is substantially integrated.
A hollow space is formed around the heater member of the holder.
A carbon heater having a
The cross-sectional shape perpendicular to the length direction of the wire groove is generally
It has a configuration of a “convex” character. This allows
When placing the carbon wire in the wiring groove,
Good workability.
It can be. Also, around the groove, especially the upper side of the groove
(Upper plate) can reduce thermal distortion caused by deflection.
You. Note that the “convex” shape here means the upper side of a horizontally long rectangle.
Near the center, a positive side with a shorter side than the upper side
A rectangle or a vertically long rectangle whose upper side is shorter than this upper side
Means a shape as if they were combined. The second group
In the carbon heater according to the invention, wiring is performed on the first quartz glass plate.
Grooves are formed in the second quartz glass plate in pairs with the wiring grooves.
Forming a narrow insertion groove or through slit,
Joining the second quartz glass plate so that the grooves face each other,
The surface of the second quartz glass plate is polished or ground to form an insertion groove.
Or by removing the bottom of the through slit
Exposed as a window for insertion, from which the first quartz glass plate
Press the heater member into the wiring groove of
A third quartz glass plate is attached to the surface, and then three stones
Fusing the English glass plate and virtually integrating the entire surface except the groove
The wiring groove so that it extends in the longitudinal direction.
The straight cross-sectional shape is generally a “convex” shape
preferable. Thereby, the workability is improved and the workability is improved.
Thermal strain can be alleviated more reliably. 2nd
Another carbon heater according to the invention of the loop is the above-described heater member.
Is a plate-shaped stone
Substantially integrated by an English glass support
Thus, the periphery of the heater member of the quartz glass support
Has a hollow space formed in the carbon
A heater, wherein the quartz glass support is an opaque quartz glass.
It has a configuration having a metal layer. In addition, the above
One of the quartz glass plates is an opaque quartz glass plate.
You may. This allows you to heat with a carbon heater
The opaque quartz glass layer prevents heat radiation to the non-exposed side
can do. Other carbon of the second group of inventions
The heater has the above-mentioned heater member and at least one surface having a mirror surface.
A carbon reflector is enclosed in a plate-shaped quartz glass support
Configuration. The carbon reflection
The plate has a mirror surface on the side facing the heater member.
Is preferred. At this time, use three quartz glass plates
If there is, the arrangement provided on the two joining surfaces of the quartz glass plate
Heater member and small counterbore for line groove and reflector setting
At least a mirror reflector on one side is placed, and quartz
Substantially integrating glass plate joints by fusion
Is preferred. The more preferable form in this case is as follows.
It is as follows. That is, the upper surface of the first quartz glass plate
Form a countersunk counterbore and place at least
A mirror-finished carbon reflector is placed, and a second quartz
Form the above-mentioned wiring groove on the upper surface of the glass plate, and
The heater member is disposed on the first quartz glass plate.
The second quartz glass plate is stacked, and a third quartz glass plate is further placed thereon.
After laminating the quartz glass plates of
Thus, they are substantially integrated. By this
To reduce heat radiation in the direction of the reflector, and
You can do much. Heat dissipation due to the presence of the reflector
Heat is evenly distributed and the temperature distribution within the heater surface
Can be made uniform. In particular, the choice of carbon
The reason is that the carbon material is easy to purify and its high purity
Of impurities by using carbonized material
Of metal contamination on heater members and workpieces due to heat
Because you can do it. In addition, the invention of the second group
The carbon heater has one or more heater members.
The enclosed sealed member is supported by a plate-shaped quartz glass support.
Is substantially integrated with the quartz glass
A hollow space is formed around the heater member of the support member.
A carbon heater with a configured configuration,
At least one side is mirror-finished on a physically plate-like quartz glass support
Up the reflector plate in which the carbon reflector plate
It is configured to be disposed adjacent to the sealed member. to this
Therefore, the reflection plate-shaped body blocks the radiation,
To protect the parts that you do not want to heat
Can be achieved very easily. Car of the second group invention
In the Bon heater, in any of the above-mentioned forms
Also, at least one outer surface of the plate-like quartz glass support
Has a semicircular or trapezoidal convex section
It is preferred that this outer surface be polished
No. In addition, the above-mentioned convex part, when viewed from above the heater surface,
This is formed in stripes or concentric parts
Or this is a state where many are formed in a grid
ing. Thereby, a linear emission like the heater member of the present invention is obtained.
Heat generated by the heating element above the heater surface is scattered by light.
A prism effect such as uniformization can be obtained. Through
In order to obtain the same effect, always sand the heater surface
In this case, the surface is
It has a grain shape, and the heat radiation from this surface is suppressed,
Energy is saved by accumulating heat in the quartz glass itself
Will drop. In this sense, the above polished processing
Is an important matter. In addition, the second group
In the carbon heater according to the invention, the heater member or
Is a terminal connected to both ends of the heater member.
Drawn out substantially perpendicular to the heater surface formed by
Is preferred. Pull out the terminal perpendicular to the heater surface
Can increase the fused surface of the quartz glass support
It is advantageous in terms of strength. Also, this configuration
If the object to be processed is
Or a semiconductor manufacturing apparatus for heating a plurality of semiconductor wafers
In addition, the above carbon heater can be easily arranged.
You. Incidentally, the end of the carbon heater of the invention of the second group.
For the specific configuration of the child part, see the fourth group
The invention of the group can be applied. Launch of the second group
Ming's other carbon heaters have one of the above heater members.
Or a plurality of hermetically sealed components
This is substantially integrated by the holding body.
A hollow portion is formed around the heater member of the quartz glass support.
This is a carbon heater with a space
Therefore, the closed-type member has a curved shape.
You. Due to this, there is little heat generation unevenness and long-time high-temperature strength
, A long service life is obtained, and for example, semiconductor
A rod on which a body to be heated such as a body (wafer) is arranged is uniformly heated.
A bay that can be processed, for example, a two-part cylindrical shape
A curved carbon heater can be provided. Above curve
In the case of shaped carbon heaters, the above plate-shaped quartz glass
The heater member is sealed in a support, and a peripheral portion of the heater member is provided.
A plate-shaped cap that is substantially integrated with a quartz glass support other than
The carbon heater is made of carbon
Press between the mold and the corresponding carbon upper mold.
And a plate-shaped carbon heater curved into a predetermined shape
It is preferred that Thereby, the heater member is
Sealed on a quartz glass support, the heater member
A bay where the quartz glass support other than the periphery is substantially integrated
A curved carbon heater is obtained, which allows
Stress concentration on the quartz glass support that supports the
Sealing can be performed securely without any form, and the thickness is 5mm or less.
Even when using a low-strength quartz glass plate below,
There is no damage to the quartz glass below. Above carb
The upper and lower dies have a semicircular cross-sectional shape,
Is preferably a semi-cylindrical carbon heater,
Further, at least one surface of the plate-shaped quartz glass support is provided.
Is a mirror-finished carbon reflector independent of the heater member
It is more preferable to encapsulate them. This keeps the non-heated parts
To protect and prevent radiation
It is. The carbon heater according to the invention of the second group
Is only for heat treatment equipment such as oxidation, diffusion and CVD of semiconductor
Not only, but also some kind of heating in cleaning equipment
It can be applied to any semiconductor manufacturing equipment.
You. Next, the summary of the invention of the third group will be described. The aforementioned
The inventions of the first group are woven carbon fiber
Constructs a carbon heater using flexible carbon wires
Is what you do. Thus, using carbon wire
As a result, the degree of freedom in the shape of the heater is increased,
Benefits in handling. The invention of the third group is
A carbon wire-shaped heater member with such advantages
Useful life can be greatly improved and rapid temperature rise and fall are possible.
To provide carbon heaters for semiconductor manufacturing equipment
It is intended to be. Carbo of the third group invention
The heater is a carbon fiber having a diameter of 5 to 15 μm.
Using multiple carbon fiber bundles with multiple bars bundled
Woven into a vertically long shape like wire shape or tape shape
And the content of impurities was reduced to 10 ppm or less by ash.
One or more sealing members are enclosed
Substantially integrated by plate-like quartz glass support
The heater section in the quartz glass support.
A hollow space is formed around the material.
Wherein the sealed member is a wiring groove.
Setting member made of quartz glass and lid made of quartz glass
And the heater member is disposed in the wiring groove.
It consists of a configuration. This structure reduces heat generation unevenness.
In other words, the semiconductor (wafer) that is the object to be heated is uniformly heated.
Can be processed and maintain high-temperature strength for a long time
High service life. The multiple carbs mentioned above
For multiple carbon fiber bundles
And the surface of the heater member woven in a wire shape has a diameter of 5 mm.
Even with carbon fiber of ~ 15μm
The substantial contact between the quartz glass and the carbon
The area becomes extremely small (substantially,
Quartz is in contact with the lath because of this fluffy carb
Fiber portion), resulting in about 1350 ° C
It has been confirmed that it can be used for quite a long time even at a certain temperature. No.
The carbon heaters of the three groups of the invention include the setting member and the carbon heater.
A flame barrier is formed around one or both of the
And the opposing surface other than the flame barrier is 0.2 to 1.0 mm.
Arranged at intervals, both members are made of quartz glass
Is preferably integrated. In addition, quartz
When covering the glass setting member and the lid member,
In a state where the members are separated in a substantially
It is preferable to fix by the overlay welding method so that there is no gap.
Good. This means that both members are brought into contact, for example, over almost the entire area.
If the outer periphery is welded or build-up welded in this state,
With the heating of the outer periphery of the
Whereas cracks and cracks occur, according to the above fixation,
Strong covering is possible without such a problem.
You. This is due to the concentration of thermal stress due to partial heating during processing.
And warpage caused by temperature difference between setting member and lid member
It is thought that it depends. In addition, the above preferred embodiment
Due to the presence of the flame barrier, oxyhydrogen
The burner flame enters between the two members, and the carbon
It can prevent oxidation of the data as much as possible. Also,
Make the spacing between the setting member and the lid member uniform over the entire area
Further, the outer peripheral portions of the setting member and the lid member may have S
iO ₂ Prevents white clouding due to fine powder
The uniformity of the carbon heater can be improved.
In addition, the surface in contact with the mating member
It is important that they are heated and welded. Not welded
If there is only a part that is in surface contact with the
This is because cracks and cracks occur during welding. this
The above-mentioned flame barrier is integrated when forming both members of a predetermined shape.
May be provided by welding to the outer periphery of each
Is also good. And the facing surface of the part where both members are not welded is
It is preferable to arrange at intervals of 0.2 to 1.0 mm.
Good. If this is less than 0.2 mm, cracks and cracks
Lock cannot be sufficiently prevented, and it exceeds 1 mm
The welding flame is easy to enter.
Is more likely to be oxidized. Also, the third
In the carbon heater of the invention of the group,
Place carbon terminals at both ends of the
Connect the electrode to the terminal
The quartz part is covered with a quartz glass pipe.
Is preferred. By providing a carbon terminal
And make the carbon terminal cooler than the heater member,
Can prevent oxidation even if a little oxygen enters
You. In particular, non-oxidizing gas from around the carbon terminal
By introducing, it is possible to more thoroughly prevent oxidation.
Further, the heater member and the metal electrode are in direct contact with each other.
And the life of the heater member is significantly reduced due to metal contamination.
You. The interposition of a carbon terminal is required for the heater section.
It is also useful in eliminating the contact between the material and the metal electrode. metal
At least the carbon terminal side of the electrode
It is preferable to cover with an English glass pipe. And metal
The exposed portions of the electrodes and terminals are arranged outside the furnace. in this way,
By covering the inside of the furnace of the metal electrode with quartz glass,
Reduce contamination of impurities such as Fe and Al from metal electrodes
Can be. The impurity concentration of this carbon terminal is
The ash content is preferably 10 ppm or less. This
The deterioration of the heater member and extend the service life.
This is because that. Non-acid such as nitrogen or argon gas in the heater
It is preferable to adopt a configuration in which a oxidizing gas is introduced. This
By introducing a non-oxidizing gas, the heater member
Can be prevented from being oxidized. In the carbon terminal
The connecting metal electrode can also generate impurities at high temperatures
From the quartz glass pipe containing the metal electrode
Emission of non-oxidizing gas can prevent the generation of impurities
You. Furthermore, molybdenum (M
It is preferred to use o). This is the coefficient of thermal expansion of Mo
Is similar to that of carbon materials,
This is because good bonding is maintained even at high temperatures. Heater section
As the material, the heater member described in the invention of the first group is used.
Preferably, it is used. Make the setting member and the lid member flat
It is possible to Furthermore, the car of the third group of the invention
In Bon heater, carbon heater member and quartz
To more reliably suppress the reaction with the glass setting member
The alumina powder in the groove for placement
It is preferable that the heater member be supported by the union. This
This ensures the maximum operating temperature of the carbon heater
It can be raised to about 1350 ° C. Al
The alumina powder and the above heat
Heat treatment at about 1300 ° C after installing
And formed by In addition, iron impurity concentration of alumina powder
Degree depends on the life of carbon heater elements due to iron contamination
Should be kept below 5 ppm so that the
New In addition, the carbon heater of the invention of the third group includes:
If only heat treatment equipment such as oxidation, diffusion and CVD of semiconductor
And semi-conductor with some kind of heating in cleaning equipment
It can be applied to any body manufacturing device.
Next, the summary of the invention of the fourth group will be described. 4th glue
The invention of the group
The service life can be greatly improved by using the heater member of
For example, carbon for semiconductor manufacturing equipment capable of rapid temperature rise and fall
It is intended to provide a heater. Also, the fourth group
The invention of the loop uses the above-mentioned heater member and wire-like carbon.
Terminal wire consisting of
The metal terminal wire securely and easily.
To provide a carbon heater with a simple structure that can be connected
And for the purpose. The fourth group of inventions
The heater encloses one or more heater members.
The sealing member is substantially formed by a plate-shaped quartz glass support.
Integrated with the quartz glass support
A structure in which a hollow space is formed around the heater member
A carbon heater comprising:
The material or the terminal of the heater member is
Drawn out substantially perpendicular to the heater surface
Has become. According to such a configuration, the lower side or
Semiconductor heating the semiconductor wafer to be processed from above
It is easy to arrange the carbon heater in the body manufacturing equipment.
With excellent in-plane heat uniformity and long service life
Data. Preferred Shape of the Heater Member Above
The state is as described in the invention of the first group. the above
One embodiment of the carbon heater of the invention of the fourth group is as follows.
The heater member itself is placed on the heater surface formed by the heater member.
It is of a structure that is pulled out substantially perpendicular to
(Hereinafter, this will be described in detail as the invention of Group 4-1.
However, in this case, both ends of the heater member are connected to the heater surface.
Protrude to the opposite side and attach the protruding heater member to the quartz glass support.
A plurality of ifs arranged in a quartz glass cylinder abutting the holding plate
Or a wire car with at least one end divided into multiple
Fix it with a bon and place the quartz glass tube in the quartz glass tube.
It is preferable that the above-mentioned closed-type member be sealed to cover.
New Thereby, the heater member is connected to the wire-shaped
Firmly and reliably to the terminal wire
Wear. In addition, the above-mentioned heater member has a plurality of wires of the same type.
Spar to contact carbon and reduce electrical contact resistance
Troubles such as cracks can be prevented. Furthermore, this
According to such a configuration, an end portion of the heater member as described later
The terminal member inside the quartz glass sealed type member.
Compared with the method of connecting to the terminal wire
As much as there is no foreign material other than the heater member,
There is a tendency that the heat generation unevenness to the side is further reduced. No. 4-1
In the carbon heater of the invention of the group, the terminal wire and
A hollow portion is formed on the other end side of the above-mentioned wire-like carbon.
Second wire-shaped car having a core member inside thereof
Connected to the Bon connection member by pressing with this core member
And a metal wire connecting member using a split core
Connect the internal tangents and connect both connecting members with any connecting members
It is more preferable to connect. In particular, in the core member
According to multiple wire-like carbon connection methods using pressing
The electrical contact resistance to prevent sparks
be able to. Connection of internal tangent using the split core
Depending on the method, metal inner tangents and carbon terminals on wide surfaces
Materials can be brought into contact with each other to prevent sparking.
Can be. A metal wire connecting member using the split core
For connecting the inner tangent of
Form a tapered surface on the outside of the
Form a tapered part that fits, and with the support part formed on the split core
Insert a metal inner tangent line and press it
It is preferable that the connecting member is connected to the connecting member. This
To reduce contact resistance and prevent spark generation.
Wear. Furthermore, the heater member is wired inside the above-mentioned closed type member.
Symmetrically arranged and gas inlet / outlet formed on the axis of symmetry
The non-oxidizing gas from the gas inlet / outlet when welding the container.
And exhaust from the gas inlet / outlet when sealing the container.
It is preferable to adopt a configuration for performing the above. This allows the heater
The non-oxidizing gas can be introduced uniformly in the
Prevention of oxygen oxidation and uniform temperature distribution in the heater surface.
Can be. As understood from the above description, the fourth-
In one group of the invention, the carbon heater
The wire-like heater member and wire-like carbon
Multiple or at least ends arranged in a glass cylinder
Fixed by wire-shaped carbon with multiple parts
And the wire-like carbon and a metal inner tangent line on the power supply side.
Are connected by a second terminal device, and the second terminal device
Is a wire shape with multiple or divided ends
A second wire-like carbon connection for connecting carbon
With a connecting member to connect a metal inner tangent line using a split core.
A metal wire connecting member having a second wire shape
End for connecting carbon connection member and metal wire connection member
A main body is provided for connecting both connecting members to any connecting member.
It is clear that a configuration that is
It is. And, with such a configuration,
Parts are divided into multiple parts or at least
Glass with the wire-shaped carbon arranged inside
In a configuration in which the tube and the second terminal device are enclosed in a quartz glass tube
Therefore, the heater member disposed in the quartz glass sealed member
A plurality of wire-like carbon-based terminal wires from the second
Wire-like carbon connection member, terminal body, metal wire connection
A series of electrical connection systems for connecting members and metal internal tangents
Can be isolated from the outside air, and as a result,
Prevents oxidation of all components that make up the electrical connection system
, Long life and stable heat equalization
Data. In addition, as the above optional connection member
For example, use a cylindrical core having a threaded portion on the outer circumference.
Can be. Then, the carb of the invention of the 4-1st group
In order to optimize the heater,
Metal inner tangent and power supply located inside glass tube
Is connected through Mo foil, and Mo foil is quartz glass.
It is important to have a configuration sealed with a pinch seal part made of
Become. The pinch seal was sealed at one end.
(Cap) Cap the quartz glass tube
With a flat plate jig made of carbon
It means a structure that touches. On the contrary, the inner tangent
If you take it out of the cap and pinch it,
pinch made of quartz glass by the difference in thermal expansion coefficient between o and quartz
Cracks etc. may occur in the seal, and sealing performance may be impaired.
Condition occurs. To solve such a problem, M
With the foil body of o interposed, pinch and seal with quartz glass
It is. The carbon heater of the fourth group of the invention
In this case, a quartz glass container is flattened with an opening in the center.
It can be shaped like a plate donut, and it can be flat
This is a split mold with a notch in the center,
Can be combined to form a donut-shaped flat plate heater.
it can. This is because the object to be processed is
To support the shaft for insertion.
You. Heating elements are arranged symmetrically in a quartz glass container.
Gas inlet and outlet on the axis of symmetry,
Welding vessel while introducing non-oxidizing gas from inlet / outlet
Assembly, and do not exhaust through the gas inlet / outlet.
It is preferable that the inside of the container is sealed under reduced pressure at room temperature. quartz
Reduce the pressure in the glass container to 0.2
The sealing is preferably performed in an oxidizing gas atmosphere. 4th
One form of the carbon heater of the invention of the group is as described above.
The terminals connected to both ends of the heater member are shaped like heater members.
With a structure that is drawn out perpendicular to the heater surface to be formed
(Hereinafter, this is referred to as the invention of Group 4-2,
In this case, terminals are provided at both ends of the heater member.
Connect the members and project them to the opposite side of the heater surface to
Configuration in which a quartz glass tube is placed over the top and the quartz glass member is sealed
It is preferable that The car of the invention of the 4-2th group
Bon heater is free of the above quartz glass tube in addition to the above configuration
Place the terminal body on the end side, and combine the terminal member and the terminal body.
Some or at least one end is divided into several
It is better to make a configuration connected by wire-like carbon
preferable. This lowers the electrical resistance at the terminal wire.
As a result, the heat generated in this portion can be suppressed. Also heat transfer
Heat transfer to the lower sealing terminal due to heat transfer due to small conduction
Can be suppressed. In addition, the inside of the sealed member
Data members are arranged symmetrically with respect to the axis of gas introduction and gas introduction.
An exhaust port is formed, and from the gas introduction / exhaust port when welding the container
Introduces non-oxidizing gas and introduces and discharges gas when sealing the container
It is preferable to adopt a configuration in which air is exhausted from the mouth. This
To introduce a non-oxidizing gas evenly inside the heater.
Prevention of carbon oxidation and temperature distribution in heater surface
Can be made uniform. In addition, the 4-2 group
In the carbon heater according to the present invention, the terminal member is
Connect the heater member and the plurality of wire-like carbon
A heater member connecting portion is formed at one end thereof.
To connect the heater members, and
Connect the wire-shaped carbon divided into a number at once
A first wire-like carbon connecting member for
A first wire-like carbon connecting member is connected to the other end of the member.
And the first wire-like carbon connecting member
Formed in a hollow and placed a core member inside it,
Pressing the wire-like carbon with a core member to connect
And the terminal member and the first
At the opposite end of the wire-like carbon connection member
Form a threaded part and attach an intermediate member corresponding to each female thread
Configuration that forms the same part and connects both members via an intermediate member
Is more preferable. And more preferred form
As a state, the other end side of the wire-like carbon is hollow.
A second wire having a portion formed therein and having a core member therein
The core-shaped carbon connection member
Metal connection using a split core.
Connect the metal internal tangents, and connect both connecting members
The terminal body is connected with a tapered surface.
Supporting part formed on split core with tapered part to engage
Pinch the metal inner tangent with
The metal inner tangent to be connected to the main body is a Mo metal rod.
Configuration, the above-mentioned wire-like carbon connection member and terminal body
And the terminal part main body and the metal wire connection member are each screw type
There is a configuration to connect with. In addition, the invention of the 4-2th group
Is a heater section made of carbon wire
Material and wire-like carbon are connected by the first terminal device,
The wire-like carbon and the metal inner tangent on the power supply side
And the first terminal device is connected to the terminal device.
Heater member connecting portion formed on one end side of the heater member
The heater member is connected to the
Or connect wire-shaped carbon with multiple ends
A first wire-like carbon connecting member for performing
A first wire-like carbon connecting member at the other end of the terminal member
And the first wire-shaped carburetor.
Connection member, and the first wire
-Shaped carbon connecting member is hollow and core inside
Place the members and split the wire-shaped carbon into the core member
And a second terminal device.
Is a wire shape with multiple or divided ends
A second wire-like carbon connection for connecting carbon
With a connecting member to connect a metal inner tangent line using a split core.
A metal wire connecting member having a second wire shape
End for connecting carbon connection member and metal wire connection member
Terminal body, and connect both connecting members to one end of the terminal body.
It is preferable to connect to the end side.
As an example, further, the heater member and the first and
2 terminal device is enclosed in a quartz glass tube,
Metal inner tangents located inside the tube and outer tangents on the power supply side
Are connected via Mo foil, and the Mo foil is connected to a pin made of quartz glass.
Having a third terminal device sealed with a
It was a good thing. The pinch seal portion is
What is described in the above description of the invention of the 4-1st group
Are equivalent. In addition, the invention of the above-mentioned 4-2 group
The carbon heater is a heater of the invention of the above-mentioned 4-1 group.
The carbon heater and the first wire-like carbon connecting member
Are different in that they exist, other configurations
Has substantially the same operation and effect. next
A summary of the invention of the fifth group will be described. Group 5 launch
Ming has excellent temperature uniformity and flexibility, low cost
For example, a carbon heater for semiconductor manufacturing equipment that can be manufactured by
It is intended to provide. Also, for other purposes,
The heat generation unevenness has been further reduced and the service life has been improved.
To provide a carbon heater. Group 5 launch
Ming's carbon heater is a car heater with a diameter of 5 to 15 μm.
Carbon fiber bundle which bundled multiple Bon Fiber
Vertical shape like wire shape or tape shape using multiple wires
And the content of impurities in ash is 10 ppm or less.
One or more heater members with quartz placed in parallel
A carbon heater enclosed in a sealed glass member.
The sealed member enclosing the heater member is a quartz glass.
It is configured as a stainless steel or alumina flat container
I have. In particular, the heater member is connected to a plurality of terminal members and wires.
Non-contact support in the above flat container with a support jig
It is preferable to adopt a configuration in which the components are sealed. This is
The carbon heater member and the quartz glass plate-like container
The deterioration of the heater member due to the reaction at high temperatures
That's because. Further, the length direction of the terminal member
Has a substantially cylindrical hole for bolt insertion.
And at least a substantially cylindrical lateral hole penetrating this hole
Is formed, and the heater member is inserted into the side hole,
The hole has a length at least reaching the lower end of the side hole.
It is preferable to adopt a configuration in which a bolt is inserted by rotation. this
Thereby, the elongated heater member can be easily attached and
It can be securely held. Also, this structure
The diameter of the substantially cylindrical hole for inserting the bolt is
Before inserting into the side hole, make it larger than the width of the cylindrical side hole
The heater member is pressed by the bolt, and
Is preferably deformed to be flat.
Thereby, the elongated heater member is connected to the rod-shaped end.
The connection should be strong and free from electrical loss.
it can. In the above structure, the bolt and the heat sink
Intervening an expanded graphite sheet between
Is more preferable. As a result, when tightening the bolt,
Cutting carbon fiber that forms the data member as low as possible
Can be reduced. The wire support jig is made of translucent alumina
Assembly of body or high purity carbon and translucent alumina
Preferably, the assembly member is formed by a member
, The part in contact with the heater member is made of high-purity carbon
Material, and the assembly members are arranged and connected to a flat container.
It is more preferable to use a translucent alumina material
No. According to the translucent alumina, non-reactive with high-temperature carbon material
High levels of compliance and electrical insulation are achieved. Especially after
According to the assembling member of the person, the rapid temperature change of the heating element
Cracks or breakage in the wire support jig
And the component life is extended. More preferably, above
Configuration in which a carbon reflector is arranged below the heater member
Is added. In particular, the reflection of which the upper surface is mirror-finished
By providing a plate, the lower side of the carbon heater
Reduces heat release, uniformity above the carbon heater and
The rate of temperature rise can be significantly increased. further,
The heater member, the bar-shaped terminal member and the wire supporting jig
Sealed quartz glass container or translucent alumina container
Especially for semiconductor manufacturing equipment
Can be configured as an effective carbon heater. this
Attach a branch pipe to the above container as appropriate
Of non-oxidizing gas of
A lower vacuum is preferred. As a result,
Prevents deterioration of data members, prolongs service life and prolongs temperature uniformity
It is because the continuation of is possible. In addition, the fifth group
According to the carbon heater of the invention, the heater surface of the flat container is provided.
Has a semicircular or trapezoidal convex section
The surface should be polished.
It is preferable that the linear
Heat generated by the heating element above the heater surface is scattered by light.
A prism effect such as uniformization can be obtained. still,
When viewed from above the heater surface, the protrusion is
Formed in the shape of a lip or concentric part, or
Are in a state where many of them are formed in a lattice shape. Through
In order to obtain the same effect, always sand the heater surface
In this case, the surface is
It has a grain shape, and the heat radiation from this surface is suppressed,
Energy is saved by accumulating heat in the quartz glass itself
Will drop. In this sense, the above polished processing
Is an important matter. Also, carbon heater
Heater surface can be larger in diameter than the workpiece
You. Carbon materials have a low heat capacity, so
Heating rate is further increased by increasing the diameter of the
To improve the heat uniformity of the workpiece
be able to.

【実施例】第１グループの発明 以下、図２９〜図４０及び図８８を参照して第１グルー
プの発明の好適な実施例を説明する。図８８は、第１グ
ループの発明によるカーボンヒータの第１実施例を示す
立体図である。（同図面は、編み込んだ状態を最も簡略
して記載できるように、カーボンファイバー束を３本用
いた場合を示したものである。） この実施例では、ヒータ部材１１１は直径７μｍのカー
ボンファイバーを３３０本束ねたカーボンファイバー束
を３本用いて、ワイヤー形状に編み込んだものである。
カーボンワイヤーの直径は、約１．２ｍｍである。この
カーボンファイバーをワイヤー形状に編み込んだヒータ
部材は、編み込みスパン（長さ方向で、１本のワイヤー
束が他の２本と規則的にからみ込んで、元の位置に戻っ
てくるまでの距離をいう）が５〜７ｍｍである。従っ
て、例え、１本１本のカーボンファイバーが途中で切断
されたとしても、この切断の影響は、上記編み込みスパ
ンの５〜７ｍｍの長さのみに制限されることとなり、ヒ
ータ部材の全長に影響を及ぼすことがなく、結果、ヒー
タ部材の長さ方向での電気抵抗値のバラツキ、ひいて
は、発熱ムラを生ずることを効果的に抑制する。また、
上記ヒータ部材によれば、カーボンファイバー束を３本
編み込む際に、３３０×３本のカーボンファイバーのう
ち、相当数のものが、ところどころで切断されることに
よって、全体的に見た場合、３〜６ｍｍの多数の毛羽立
ち１１５が表面に形成された状態となる。図２９は、第
１グループの発明によるカーボンヒータの第２実施例を
示す斜視図である。この実施例では、ヒータ部材１１１
はカーボンワイヤーで形成されている。カーボンワイヤ
ーは、直径７μｍのカーボンファイバーを３００本束ね
たカーボンファイバー束を９本用いて、ワイヤー形状に
編み込んだものである。カーボンワイヤーの直径は例え
ば２ｍｍ程度である。また、上記編み込みスパンは、約
３ｍｍであり、カーボンファイバーによる毛羽立ちは、
各々０．５〜２．５ｍｍ程度である。ヒータ部材１１１
の両端には、カーボン電極１１２が接続されている。ヒ
ータ部材１１１は、複数のアルミナ製支持部材１１３に
支持され、同一半面内で何度も屈曲している。この実施
例では、ヒーティング（均一加熱）ゾーンは面状とな
る。ヒータ部材１１１の含有不純物量は、灰分で１０ｐ
ｐｍ以下である。また、ヒータ部材１１１の１０００℃
での抵抗値は１〜１０Ω／ｍ・本である。図３０は、カ
ーボンヒータの第３実施例を示す斜視図である。図３１
は、図３０のカーボンヒータにおけるカーボン電極１２
２付近の様子を示す断面図である。この実施例では、ヒ
ータ部材１２１はカーボンテープで形成されている。カ
ーボンテープは複数本のカーボンファイバーを束ねたカ
ーボンファイバー束を複数本用いて、テープ形状に編み
込んだものである。カーボンテープの幅は例えば１０ｍ
ｍ程度であり、厚さは例えば１ｍｍ程度である。この場
合も、カーボンファイバーによる毛羽立ちは、上記カー
ボンワイヤとした場合と同等である。４本のヒータ部材
１２１は、支持部材１２３，１２４を介して直列に連結
され、その両端にはカーボン電極１２２が配置されてい
る。支持部材１２３，１２４は２枚の平板であり、ヒー
タ部材１２１を挟み込んで固定する。下側（土台側）の
支持部材１２４は石英製であり、上側の支持部材１２３
はカーボン製である。この実施例でもヒーティングゾー
ンは面状である。ヒータ部材１２１の含有不純物量は、
灰分で１０ｐｐｍ以下である。また、ヒータ部材１２１
の１０００℃での抵抗値は１〜２０Ω／ｍ・本である。
図３２は、特に半導体製造装置用として有効なカーボン
ヒータの第４実施例を示す斜視図である。この実施例で
は、ヒータ部材１３１は、石英ガラス製二重管１３６内
に螺旋状に配置されている。ヒータ部材は酸化消耗を抑
え、石英ガラスの失透を防止するため、不純物濃度が灰
分で１０ｐｐｍ以下になっている。石英ガラス二重管１
３６は内筒、外筒、上下板から成る密閉構造になってお
り、内部に窒素ガスを導入するか又は２０ｔｏｒｒ以下
の真空状態にすることができる。ヒータ部材１３１は、
内筒に取付けたアルミナ製の小さな突起部１３３で支持
されている。この突起部１３３は線状であっても良い。
ヒータ部材１３１は、突起でなく溝で支持することも可
能である。尚、上記アルミナ製の小さな突起部は、高純
度の透光性アルミナにすることが好しく、また透光性ア
ルミナにおいても、急速昇温の度合いを高めようとする
と、熱衝撃のため、上記突起部にクラックや破損が生ず
るおそれがあるので、上記突起部を高純度カーボン及び
透光性アルミナの組立部材とすることが好しい。その場
合、ヒータ部材と接する部分は高純度カーボンとする。
さらには、透光性アルミナにかわって石英ガラスとして
もかまわない。この実施例では、３本のヒータ部材１３
１が内筒の周りに螺旋状に巻かれており、３つのヒーテ
ィングゾーンが連続で形成されている。このように２つ
以上のヒーティングゾーンを形成することによって、加
熱領域の温度バランスをとることが容易となる。ゾーン
幅とゾーンの個数は、任意に決めることができる。ゾー
ンの個数は、経済的な観点からは、３〜５個が有利であ
る。ヒータ部材１３１は金属製の取付部材１３４を介し
て外筒を貫通しており、黒鉛電極１３２を経て、電源１
３５に接続されている。図３３は、特に半導体製造装置
用として有効なカーボンヒータの第５実施例を示す斜視
図である。カーボンヒータ１４０は、多数のヒータユニ
ット１４９で形成されている。各ヒータユニット１４９
は、密封型の石英ガラス製直管に上述のカーボンワイヤ
ーから成るヒータ部材１４１を配置した構成になってい
る。多数のヒータユニット１４９が筒状に配置され、全
体として筒型のカーボンヒータ１４０が形成されてい
る。カーボンヒータ１４０は、筒型のヒーティングゾー
ンを有している。ウエハの加熱処理にはこのような円筒
形が良いが、被加熱物によっては、もしくは、加熱条件
の認定の観点から、箱形にすることもできる。カーボン
ヒータ１４０を用いて炉体を構成する場合には、炉体上
下の温度バランスを良好にするために、カーボンヒータ
１４０を複数個（例えば３〜５ゾーン）使用することが
できる。その際、形状や構成の異なるカーボンヒータを
用いても良い。尚、上記例は、カーボンヒータの一部と
なるカーボンヒータユニットを管状体とした場合につい
て記載したが、これに限定されず、カーボンヒータユニ
ットを、ヒータ部材の周辺部以外の石英ガラス部材が実
質的に一体化された棒状体とすることができる。図３４
には、カーボンヒータ１４０の一部となるヒータユニッ
ト１４９の一例が示されている。ヒータユニット１４９
は、石英ガラス製直管１４６の両端を石英フランジ１６
２と金属フランジ１６１で密封した構成になっている。
両フランジ１６１，１６２を貫通して金属電極１４４が
設けられており、その内側には炭素電極１４２が接続さ
れている。２つの炭素電極１４２の間には、ヒータ部材
１４１が張られている。石英ガラス製直管１４６の両端
付近には、Ｎ_２導入及び真空吸引に用いる出入口１４
７，１４８が形成されている。なお、金属電極１４４は
カーボン製電極であっても良いが、真空状態を維持する
ためには金属製であることが好ましい。図３５と図３６
には、カーボンヒータ１４０の一部となるヒータユニッ
ト１４９の変形例が示されている。図３５のヒータユニ
ット１４９では、石英ガラス製直管４６の側面からの突
出部に金属電極４４と炭素電極１４２が挿入されてい
る。図３６のヒータユニット１４９では、石英ガラス製
直管の端面にワイヤー支持突起１４３が形成されてい
て、ヒータ部材１４１は支持突起１４３を経て他端に向
う構成になっている。このため、ヒータ長を最大にする
ことができ、炉内の均熱性向上に役立てることができ
る。図３７（Ａ），（Ｂ）は、特に半導体製造装置用と
して有効なカーボンヒータの第６実施例を示している。
カーボンヒータ１５０は、多数の環状管形状ヒータユニ
ット１５９で形成されている。各ヒータユニット１５９
は、密閉型の透光性アルミナ製の環状管１５６にカーボ
ンワイヤー製のヒータ部材１５１を配置した構成になっ
ている。多数の略環状ヒータユニット１５０が筒状に重
ねられて、全体として筒型のヒータ１５０が形成されて
いる。ヒータユニット１５９の例が図３８（Ａ），
（Ｃ）及び（Ｂ），（Ｄ）に示されている。図３８
（Ａ），（Ｃ）のヒータユニット１５９は、環の両端が
同一面上に配置されている。一方、図３８（Ｂ），
（Ｄ）のヒータユニット１５９は、環の両端が上下に重
ね合わされている。ヒータユニット１５９は、透光性ア
ルミナ製環状管１５６の両端をフランジ１６３で密封し
た構成になっている。フランジ１６３は透光性アルミナ
と金属を張り合わせた構造になっている。フランジ１６
３には金属電極１５４が貫通しており、その内側には炭
素電極１４２が接続されている。２つの炭素電極の間に
は、ヒータ部材１５１が接続されている。図３７（Ａ）
のカーボンヒータ１５０では、電極１５４の位置が縦方
向で揃っており、電極端子位置に位相が生じる。一方、
図３７（Ｂ）のカーボンヒータ１５０では、図示のよう
に電極１５４の位置を自由に設定できる。ヒータユニッ
ト１５９の重ね合わせ個数は任意に調整可能である。ま
た、各ヒータユニットをパワーコントロールすること
で、より一層均熱性を向上することが可能となる。図３
９に示すヒータユニット１５９では、透光性アルミナ製
環状管１５６の両端が当接されており、電極１５４は管
の断面中央部から放射方向に突出している。このタイプ
のヒータユニット１５９では、ヒータ長を最大にするこ
とができ、炉体の均熱性を向上できる。図３７〜３９で
は示していないが、透光性アルミナ製環状管１５６にお
いても両端部に配管系を設け、管内に窒素ガスを導入し
たり、管内を真空にしたりできる。尚、図３７〜３９の
例は、カーボンヒータの一部となるカーボンヒータユニ
ットを環状管形状もしくは環状の管体とした場合につい
て記載したが、これに限定されず、いずれもヒータ部材
の周辺部以上の石英ガラス部材が実質的に一体化された
棒状体とすることができる。また、この例は、環状管１
５６として石英ガラス製のものを用いても同等の作用を
なすことができる。次は、図４０の実施例を説明する。
ヒータ部材１６１は、スパイラル形状に支持され断熱材
容器１６６中に図示されない任意の構成によって封入さ
れている。ヒータ部材１６１の両端には、電極が設置さ
れる。ヒータ部材１６１の電極部は、カーボン材から成
る。支持電極部１６２は、金属製又はカーボン製のいず
れでも良いが、不純物汚染を防ぐために、好ましくはヒ
ータと接触する先端部は高純度カーボン製とする。ワイ
ヤ支持部材１６３は、たとえばアルミナや石英ガラスの
ような非導電性物質で構成される。ヒータ部材が入って
いる断熱材容器１６６と炉芯管１６７の空隙は、密閉形
であり、内部に窒素を導入したり、真空状態にすること
ができ、真空度は例えば２０又は１０ｔｏｒｒ以下に設
定できる。ヒータユニットを複数個使用して、長尺円筒
状のヒータヒーティングゾーンを形成とすることができ
る。このようにヒータユニットを重ねることにより、中
央部の温度分布の均一性を向上できる。例えば、単一ユ
ニットでは、１０００℃で中央ヒータユニットの温度差
が５０℃以上あったのに対し、ヒータユニットを三重に
した場合には、５℃以下になることが確認できた。カー
ボンヒーターとして、複数本のカーボンファイバーを束
ねたカーボンファイバー束を複数本用いて編み込んだヒ
ータ部材は、Ｃ／Ｃのものと比べた場合、熱容量を小さ
くできるので、急速急冷のスループットを格段に向上で
きた。また、上記ヒータ部材を用いることで、カーボン
ファイバーのみの場合に比べ発熱ムラが削減できた。ま
た、従来のＳｉＣヒーターでは、電気負荷密度を１０Ｗ
／ｃｍ^２までしか上げることができなかったのに対し、
前記カーボンワイヤーを用いた場合には電気負荷密度を
３０Ｗ／ｃｍ^２まで上げることができ、その結果、約３
倍の高速昇温が可能となった。また、各ヒータユニット
をパワーコントロールすることでより一層の均熱性を向
上することが可能となる。第１グループの発明の特に半
導体製造装置用として有効なカーボンヒータは、均熱性
及びフレキシビリティーに優れ、低コストで製造でき
る。なお、第１グループの発明は前述の実施例に限定さ
れない。図示したカーボンヒータの形状は、あくまで例
示的なものであり、様々な変形が可能である。図３０の
第３実施例では、ワイヤー状のヒータ部材の替わりに、
テープ状のヒータ部材を用いることもできる。第２グループの発明 以下、図１〜図２８を参照して、第２グループの発明の
好適な実施例を説明する。尚、図１〜２８においては、
一部、ヒータ部材１１と密封形部材１２中の該ヒータ部
材の周辺部が接触した簡略図面となっているが、実際上
は、特許請求の範囲の請求項６に記載される通り、該ヒ
ータ部材の周辺部には（該ヒータ部材表面に形成された
カーボンファイバーの毛羽立ちによって）中空の空間が
形成されているものである。先ず、図１〜図５を参照し
て第２グループの発明の第１実施例を説明する。このカ
ーボンヒータ１０は全体的に矩形平板状のヒータであ
り、石英ガラス支持体１２にヒータ部材１１が封入され
た構造になっている。そして、石英ガラス支持体１２
は、図２に示されているように、上記ヒータ部材１１の
周辺部に実質的に中空の空間が形成されており、この空
間部を除いて、実質的に一体化された構造となってい
る。尚、ここで実質的に一体化された構成として最も好
ましい形態は、複数枚の石英ガラス板を融着させて本発
明のカーボンヒータを製造した場合に、各石英ガラス板
の接合面において、融着されずに離間している部分や半
融着状態で組織的に不均一な部分が存在しない状態のも
のである。ヒータ部材１１としては、複数本のカーボン
ファイバーを束ねたカーボンファイバー束を複数本用い
てワイヤー形状に編み込んだものを用いる。ヒータ部材
１１は、石英ガラス支持体１２のほぼ中心面上でジグザ
グ状に配置されている。配線形態は、渦巻状やその他の
形状でも良い。ヒータ部材の具体例としては、直径７μ
ｍのカーボンファイバーを約３３０本束ねたカーボンフ
ァイバー束を９本（計２９７０本）用いて、直径約２ｍ
ｍのワイヤ形状に編み込んだものである。また、上記編
み込みスパンは、３ｍｍであり、カーボンファイバーに
よる表面の毛羽立ちは、各々０．５〜２．５ｍｍ程度で
ある。このようなヒータ部材を２、３本或いはそれ以上
用いることもできる。複数本用いると、発熱特性に関わ
る品質を安定させることができる。石英ガラス支持体１
２は、図３に示すように、ワイヤが中心に位置する厚さ
の２枚の石英ガラス板１２ａ、１２ｂを融着して実質的
に一体化したものである。一方の石英ガラス板１２ｂの
接合面には、ヒータ部材１１を収容するための配線用溝
１４が断面矩形状に形成されている。配線用溝１４を含
まない石英ガラス板１２ａ、１２ｂの厚さｔ_１，ｔ_２は
同一であり、ヒータ部材１１は支持体１２の中心に位置
する。ヒータ部材１１の端子線は、例えば直径３ｍｍの
穴２１からヒータ面１３と垂直に引き出されている。図
４は融着処理のやり方を示している。カーボン製下部材
２７の上に石英ガラス板１２ａ、１２ｂを配置し、その
上にカーボン製上部材２８を載せさらにその上にカーボ
ン材からなる重り２９を載せて熱処理炉内にセッティン
グする。下部材２７の上面と、上部材２８の下面には、
鏡面加工が施されている。また、これらのカーボン部材
は全て、不純物５ｐｐｍ以下の純化品である。なお、本
カーボンヒータの如く、ヒータ部材の周辺部以外の石英
ガラス支持体が実質的に一体化された構成を採るために
は、特に上記カーボン部材の均質性と石英ガラス支持体
と接する部分の表面粗さが重要である。この表面粗さと
均質性を適切なものとするためには、上記カーボン部材
として開気孔率を１５％以下とし、かつ１．８〜２．０
ｇ／ｃｍ^３の嵩密度特性を有するものを用いこれをバフ
研磨ないし鏡面研磨した表面粗さ状態とすることが重要
である。これによってカーボン部材による石英ガラス支
持体全面への均一な加圧が可能となり、また石英ガラス
とカーボンの熱膨脹係数の違いに伴う製造時の石英ガラ
ス中への熱歪の残留を防止することが可能となる。炉内
を１ｔｏｒｒ以下の真空に保ち、１２００〜１６００℃
で０．５〜５時間熱処理して、２枚の石英ガラス板１２
ａ、１２ｂの接合面を融着する。この熱処理は、温度が
低いときは長く、高いときは短くし、状況により変更し
て行う。ヒータ部材１１の雰囲気、すなわち配線用溝内
の雰囲気が、減圧又は非酸化性雰囲気になるようにして
接合する。冷却に際しては、石英ガラスの歪み点である
１１００℃付近での冷却を穏やかに行う。１１００℃付
近での冷却速度は、例えば５０〜１５０℃／時間程度に
設定する。このような、熱処理によって、石英ガラス支
持体１２、すなわち２枚の石英ガラス板１２ａ、１２ｂ
の接合面全体を融着して実質的に一体化することができ
る。すなわち、上記ヒータ部材１１の周辺部に実質的に
中空の空間が形成されており、この空間部を除いて実質
的に一体化された構造となっている。なお、上記融着処
理は、熱処理炉内で加熱する方法、つまり、外部からの
加熱手段を採用しているが、これのみならず、所定炉内
で石英ガラス板をカーボン部材によってはさみ、石英ガ
ラス板中のカーボンワイヤを通電発熱させ、石英ガラス
板を融着する方法や、もしくは、例えばカーボン部材の
かわりにＡｌＮ等の部材によってはさみ、高周波誘導加
熱によって石英ガラス板中のヒータ部材を発熱させる方
法を採用することもできる。このような内部からの加熱
手段であると石英ガラス板の外周からではなく、中心側
より融着が進むため、石英ガラス板間に存在するガスを
融着時に内部に取り込んで、気泡を残存させることが極
力少なくなる。図５はカーボンヒータの使用状況の一例
を示している。ヒータ部材１１の端部が、ヒータ部材１
１からヒータ面１３に対してほぼ垂直に引き出され、カ
ーボン端子６１を介してＭｏ端子線６２に接続されてい
る。これらは石英ガラス管内に配置されている。そし
て、Ｍｏ端子線６２は、Ｍｏ箔６３を介して２本のＭｏ
外接線６４に接続されている。Ｍｏ箔６３はピンチシー
ルされている。次に、図６〜図７を参照して、第２実施
例のカーボンヒータを説明する。これ以降の実施例につ
いては、第１実施例との相違点を中心に説明する。図７
のカーボンヒータ１０では、石英ガラス支持体１２の厚
さ方向で見てヒータ面１３に近い側にヒータ部材１１が
配置されている。このカーボンヒータ１０は、図６に示
すように、厚さの異なる２枚の石英ガラス板１２ｃ、１
２ｄを用いて形成される。例えば、一方の石英ガラス板
１２ｃの厚さｔ_１は、他方１２ｄの厚さｔ_２の１／２以
下に設定することができる。カーボン発熱体１１を収容
する溝１４は、厚い方の石英ガラス板１２ｄに形成され
る。ただし、石英ガラス板の厚さとは、配線用溝の部分
を含まない厚さである。上部の石英ガラス板１２ｃは例
えば１００×１００×３、下部の石英ガラス１２ｄは例
えば１００×１００×７の寸法で形成できる。次に、図
８〜１０図を参照して、第３実施例のカーボンヒータを
説明する。このカーボンヒータ１０は、多数の微細閉気
孔を有する不透明（又は発泡）石英ガラス層１２ｅを有
している。不透明石英ガラス層１２ｅはヒータ面の反対
側に配置され、ヒータ下部に輻射熱が伝達するのを防止
する。図８に示すように、ヒータ部材１１を配線した石
英ガラス板１２ｄの上下に、薄手の石英ガラス板１２ｃ
と不透明石英ガラス板１２ｅを配置し、前述の融着処理
を施す。これにより、図９に示すように、不透明石英ガ
ラス層１２ｅを含み、ヒータ部材１１を１本封入した板
状の石英ガラス支持体１２によって実質的に一体化され
たものであって、この石英ガラス支持体１２中の上記ヒ
ータ部材の周辺部には中空の空間が形成された構造を得
ることができる。図１０は、図９のカーボンヒータ１０
の変形例である。このカーボンヒータ１０では、不透明
石英ガラス層１２ｅが、石英ガラス支持体１２の全厚の
約１／２を占めている。また、ヒータ部材１１は、不透
明石英ガラス層１２ｅと透明石英ガラス層の間に跨って
配置されている。このように、不透明石英ガラス層１２
ｅを厚くすることにより、ヒータ下方への輻射熱の伝達
防止作用を大きくすることができる。次に、図１１〜図
１３を参照して、第４実施例を説明する。このカーボン
ヒータ１０は、カーボンファイバーからなるヒータ部材
１１と、少なくとも少なくともヒータ部材１１と対向す
る側の片面が鏡面のカーボン製反射板１５とを板状の石
英ガラス支持体１２に封入した構成になっている。そし
て、石英ガラス支持体１２は、上記ヒータ部材１１の周
辺部には、中空の空間が形成され、それ以外の部分にお
いては実質的に一体化されている。石英ガラス上板１２
ｃ、石英ガラス中板１２ｄ、ヒータ部材１１、カーボン
反射板１５、及び、石英ガラス下板１２ｅとを図１１に
示すように組み立て、前述の融着処理を施すことによ
り、石英ガラス支持体１２（１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）
を実質的に一体化させる。石英ガラス下板１２ｅにはカ
ーボン反射板用座ぐり１６が設けられているが、座ぐり
１６は熱膨張差を吸収するために反射板より少し大きめ
に形成されている。このように、カーボン発熱体の下方
にカーボン製反射板を設けることによって、ヒータ下方
への輻射熱の伝達防止作用を大きくすることができ、ま
た、ヒータ上方への熱輻射をより良好なものとすること
ができる。次に、図１４〜図１６を参照して、第５実施
例を説明する。この実施例はカーボンヒータ用反射板状
体２０であり、前述の反射板を備えたカーボンヒータ１
０（図１１〜図１３）から、反射板の部分を単独で取り
出したものに相当する。すなわち、カーボンヒータ用反
射板状体２０は、少なくとも片面が鏡面のカーボン製反
射板１５を、板状の石英ガラス支持体２２に封入した構
成になっている。石英ガラス上板２２ａと、片面が鏡面
のカーボン製反射板１５と、反射板用設定座ぐりを有す
る石英ガラス下板２２ｂとを、図１４に示す配置で組み
立て、前記融着処理を施すことにより、石英ガラス支持
体２２（２２ａ、２２ｂ）を一体化させる。このカーボ
ンヒータ用反射板状体２０を封止した石英ガラス支持体
２２は、図１７に示すように例えば、図７のカーボンヒ
ータの下面に重ねて配置することによって、本発明のカ
ーボンヒータの一つの形態とすることができる。石英ガ
ラス下板２２ｂの反射板用設定座ぐりは、熱膨張差を吸
収するために反射板より大きめであり、図１５に示すよ
うにそのための空間が形成される。上述のカーボン製反
射板状体１５はいずれも熱膨張黒鉛シート、カプトン焼
成体シート、ガラス状カーボンシート等で形成し、厚さ
は２０〜２０００μｍとする。なお、上記シートは、カ
ーボンヒータをよりコンパクト化するために及び、低熱
容量化を図るために、２０〜２００μｍの薄い厚さの構
造とすることが好ましいが、このようなものをより簡易
に低コストで得るためには、カプトンシートを焼成する
ことで製造するカプトン焼成シートが最も好ましい。
尚、上記カーボン製反射板状体に関する説明は、本発明
で記載するカーボン製反射板状体に共通するものであ
る。このカーボンヒータ用反射板状体２０はクリーンで
耐熱性に優れており、低熱容量であるため、ヒータの下
側や外側に配置する熱反射板として好適である。図１６
は、図１５のカーボンヒータ用反射板状体２０の変形例
である。このカーボンヒータ用反射板状体２０では、石
英ガラス支持体２２内に２枚のカーボン製反射板１５
ａ、１５ｂが封着されている。このように小面積をもつ
カーボン製反射板を複数枚並べて構成することによっ
て、同カーボン材の熱膨脹に伴うクラック発生をより効
果的に抑制することが可能となる。尚、図１６では、２
枚のカーボン製反射板を１部のみを重複させた構造とし
ているが、上記２枚のカーボン製反射板を全体を重複さ
せた構造としてもよい。この場合には、より効果的な断
熱性が得られる。図１８と１９の実施例では、カーボン
ファイバーからなるヒータ部材１１が配線用溝１４内に
２本（３本以上も可）が並列に配置されている。配線用
溝１４の底部には、ヒータ部材の本数に合わせて２本の
補助溝１４ｃが形成されている。これにより、ヒータ部
材を例えば３ヶ所の線接触で支持することができ、面接
触に伴う発熱ムラ等の不具合を解消することができる。
図２０と２１の実施例では、配線用溝の横断面の底部１
４ｄ及び全体１４ｄ，１４ｅが断面湾曲形状になってい
る。これにより、複数枚の石英ガラス板を融着一体化す
る際に、配線用溝の横断面形状が熱変形しヒータ部材と
面接触するのを極力防止することができ、石英ガラスと
カーボンの反応に伴うヒータ部材の劣化を防止すること
ができる。また、同熱変形に伴う石英ガラス支持体の内
部歪みの蓄積を抑制することができ、この割れ等の不具
合を防止することができる。さらには、この面接触に伴
うヒータ部材からの発熱量の吸収による、当該ヒータ部
材としての発熱ムラを防止することができる。図２２〜
２４の実施例では、ヒータ面（外表面）に断面半円状又
は台形状の凸部１３ａ又は１３ｂが形成されている。図
２２は、ヒータ面上方から見て、ストライプ状に、また
図２３は同心円状に凸部が形成されたものであり、図２
４は格子状に多数の凸部が形成されたものである。これ
らの凸部１３ａ及び１３ｂの表面は、酸水素バーナでの
加熱によるつや出し処理されている。このような構成を
採用することによって、上記ヒータ部材の如き線状ヒー
タ部材によるヒータ面上方への面状発熱を、光の散乱に
よって均一化せしめるといったプリズム効果が得られ
る。通常、同様の効果を得るために、ヒータ面をサンド
ブラスト処理する方法が採用されるが、この場合には、
表面が砂目状となっており、この表面からの放熱が抑制
され、石英ガラス自身に熱を蓄積してしまいエネルギー
効率が低下してしまう。この意味で、上記つや出し処理
されていることは、重要な事項である。さらにまた、同
構成によって、ダストの発生を防止することができる。
凸部１３ａ又は１３ｂの半径又は底部長さは、いずれも
０．５〜５ｍｍが好ましい。０．５ｍｍ未満では、微細
な加工のため製造コストが多大となる。また、充分なつ
や出し処理が施せない。さらに、充分なプリズム効果も
得られない。反対に５ｍｍを超えると、発熱ムラが生じ
る恐れがある。また、２つの凸部の間隔は、０．２〜１
ｍｍに設定できる。次に、図２５（Ａ）→（Ｄ）を参照
して、他のカーボンヒータの製造方法の一例を説明す
る。先ず、図２５（Ａ）のように、配線用溝１４ａ（溝
幅：２〜４ｍｍ）を形成しこの溝部を酸水素バーナーに
より、所定時間あぶることでつや出し処理した第１石英
ガラス板３２ａと、この溝１４ａと対になる挿入用溝１
４ｂ（溝幅：１４ａの幅より小さく１．５〜２．５ｍ
ｍ）を形成した第２石英ガラス板３２ｂとを、溝同士１
４ａ、１４ｂが対向（連通）するように接合する。この
接合は、２枚の石英ガラス板３２ａ、３２ｂを一体化さ
せる融着でも良いし、次の研磨又は研削工程に耐え得る
程度の固着でも良い。なお、挿入用溝１４ｂは、配線用
溝の一種と見ることもできる。そして、図２５（Ｂ）の
ように、第２石英ガラス板３２ｂの表層３２ｄを研磨又
は研削によって削除し、挿入用溝１４ｂを露出させる。
これにより、挿入用溝１４ｂは、ヒータ部材１１を挿入
するための挿入窓となる。その挿入窓から、ヒータ部材
１１を入れ、内側の配線用溝１４ａまで押し込む。溝の
断面形状が「凸」の字状であるため、ヒータ部材１１を
挿入した後で、ヒータ部材１１が溝から盛り上がって飛
び出すことを確実に防止できる。また、これによって、
石英ガラス板の融着を接合面全般にわたって均一かつ確
実に行うことができる。配線後に、石英ガラス板表面３
３のダストを除去し、図２５（Ｃ）のように、第２石英
ガラス板３２ｂの研磨面３３の上に第３石英ガラス板３
２ｃを載せ、融着処理を行う。融着処理により、３枚の
石英ガラス板の接合面が溶接され、図２５（Ｄ）に示す
ように、溝１４（１４ａ、１４ｂ）以外の部分が実質的
に一体化される。この実施例では、融着前の配線用溝１
４ａ，１４ｂが全体的に「凸」の字状となっている。融
着後には上記「凸」の字状は変形して多少つぶれた形状
となる。このように融着前の配線用溝を「凸」の字状に
することにより、溝周囲部の自重によるたわみなどによ
る熱歪を緩和できる。この自重によるたわみは、特に溝
の上辺で大きくなるので、溝を「凸」の字状にすること
によって、残留する熱歪を少なくできるのである。それ
ゆえ、本実施例では、使用中の熱履歴によって上板に生
じる亀裂やクラックの発生確率を大幅に低減できる。図
２５における各部の寸法の一例を挙げると、Ｌが０．５
〜１．５ｍｍ、Ｍが２ｍｍ程度、Ｎが３ｍｍ程度であ
る。また、ヒータ部材としては、その径が２ｍｍ程度の
ものを平行して１〜３本配線することができる。カーボ
ンヒータの全体の厚さは、例えば５〜１０ｍｍにするこ
とができる。次に、図２６を参照して、円弧形断面を有
するカーボンヒータ又はカーボンヒータ用反射板の製造
方法を説明する。この製造方法は、前述のカーボンヒー
タ１０を所定形状に湾曲させる方法である。平板状カー
ボンヒータ１０を、凸型半円断面を有するカーボン製下
型４１と、これと対応した凹型半円断面を有するカーボ
ン製上型４２の間に挿入する。上型４２は、カーボン荷
重として機能する。もちろん、上型４２と別体のカーボ
ン荷重を用いても良い。上下型４１、４２の側部には、
ズレ防止用カーボン型４３が配置される。ズレ防止用型
４３は、上型４２が真下に移動するようにガイドする。
このようにセッティングしたものを、熱処理炉内に挿入
し、１５００〜１６００℃で１〜５時間加熱することに
より、厚さ５〜１５ｍｍ程度の平板状のカーボンヒータ
１０を断面円弧状に変形させることができる。断面円弧
状の例としては、１／３円弧や１／２円弧があり、図２
７のカーボンヒータ４０は断面半円形（１／２円弧）で
ある。図２８に記載のカーボンヒータは、図１９のカー
ボンヒータ４０を２個組み合わせた円筒ヒータであり、
ほぼ円筒形のヒータ面を形成している。端子線には、石
英ガラス管１９が被せてある。一方、カーボンヒータ用
反射板も、柔軟な変形をするシート状の上述したような
カーボン製反射板のものを用いればカーボンヒータと同
様にして円弧状に変形することができる。図２６では、
括弧付きの符号でそれを示した。このような、円弧状に
変形させたカーボン製反射板は、上記の同様に変形させ
たカーボンヒータに、隣接配置して一体的に使用するこ
とができる。エグザンプル２−１ 以下の手順で、図７のカーボンヒータを製造した。１０
０×１００×３ｔの上部石英ガラス板を準備し、融着面
に鏡面仕上げを施した。また、ピッチング防止のためＣ
０．２の面取りを行った。また、１００×１００×７ｔ
の下部石英ガラス板を準備し、深さ４ｍｍ、幅２ｍｍの
配線用溝を加工しその後、この溝部を酸水素バーナーに
よるつや出し処理を行った。また、融着面を鏡面加工
し、Ｃ０．２の面取りを行った。上記鏡面仕上げの替り
に、火炎によるつや出しを行っても良い。図４と同様に
して、熱処理炉内で、カーボンファイバーから成るヒー
タ部材を下部石英ガラス板の配線用溝に配置し、この際
に下部石英ガラス板表面に付着したカーボンファイバー
くずを完全に除去した後、その上に上部石英ガラス板を
載せ、これらをガラス状カーボン鏡面板の上にセットし
た。その上に、１０ｋｇのカーボンブロック重りを置い
た。なお、これらのカーボン部材は全て、不純物５ｐｐ
ｍ以下の純化品を用いた。カーボン材が未純化である
と、石英ガラス表面が失透する恐れがあり、石英ガラス
に不純物がついて半導体製造装置内で拡散する可能性が
あるからである。そして、炉内を１ｔｏｒｒ以下に減圧
し、１４５０℃で３時間の熱処理を実施した。冷却に際
しては、石英ガラスの歪み点である１１００℃付近では
穏やかに冷却を行った。すなわち、１４５０〜１０００
℃での冷却速度は１００℃／時間に設定した。それ以外
の温度領域での冷却速度は、特に制御しなかった。以上
の融着処理によって、上下部石英ガラス板の接触部分
は、完全に融着され、外観上は一体の石英ガラス内部に
上記ヒータ部材が配線された構造になった。上記ヒータ
部材は、荷重により多少圧迫されていた。石英ガラス板
に設けた配線用溝も、融着の際に変形して圧迫され、溝
幅と、溝深さが共に小さくなった。そして、このカーボ
ンヒータを用い、図５のように端子部カーボンワイヤを
石英ガラスパイプ中に通して電源に接続し、昇温試験を
行った。その結果、ヒータ温度で１３５０℃まで問題な
く加熱することができた。また、室温〜１２００℃の間
で１００回昇降温を繰り返したが、クラック発生等の問
題はなかった。尚、同様の製造方法によって両石英ガラ
ス板の全接触面積中の５％の未融着部を有するものを製
造し、上記評価を行なったが同等の結果であった。（こ
の未融着部は、ヒータ部材を配線用溝に配置した際に下
部石英ガラス板表面に付着したカーボンファイバーくず
の除去が完全に行なわれない場合に生ずるものであ
る。） さらにまた、これら２つのカーボンヒータを用いて、各
々についてリング状サセプタにより外周部を支持したφ
２００ｍｍ半導体ウエハを、真空中の炉内で約５０ｍｍ
下方から１０００℃に加熱する試験を行なったが、いず
れの場合においても上記半導体ウエハの上面内の温度ム
ラを±０．５℃の範囲以内に抑制することができた。他
に、大気中の炉内で上記カーボンヒータ中のヒータ部材
の温度を１３００℃に設定し、これを長時間持続するこ
とで、石英ガラスとカーボン製ヒータ部材との反応評価
試験を行なったが、２５００時間経過した現在において
も、上記いずれのカーボンヒータにおいて何ら問題が生
じていないことが確認されている。第２グループの発明
のカーボンヒータにおいては、石英ガラス支持体が融着
によって一体化されているため、応力集中が生じず、長
寿命を享受できる。しかも、ヒータ部材を支持する石英
ガラス支持体がヒータ部材の周辺以外で一体化されてい
るので、石英ガラス支持体を薄くして熱容量を小さくで
きる。それゆえ、急速昇降温に対応できる。第２グルー
プの発明のカーボンヒータ用反射板状体は、クリーンで
耐熱性に優れているため、ヒータの下側や外側に配置す
る熱反射板として好適である。また、前述の理由により
肉薄化・低熱容量化できるので、特に半導体熱処理装置
のヒータ用として好適である。第２グループの発明のカ
ーボンヒータ及びそれ用の反射板の製造方法によれば、
前述のような効果を有する高品質のカーボンヒータ及び
反射板を低コストで効率良く製造することができる。な
お、第２グループの発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、カーボンヒータや反射板の形状は、矩形に
限らず円形や他の様々な形状を採用できる。また、ヒー
タ部材は石英ガラス支持体内において、２段以上に配置
することもできる。第３グループの発明 以下、図６２〜図６９を参照して第３グループの発明の
好適な実施例を説明する。図６２は、第３グループの発
明の特に半導体製造装置用として有効なカーボンヒータ
を示す概略図である。カーボンヒータ４１０は全体的に
平板形状に形成されている。カーボンヒータ４１０は、
石英ガラス製の設定部材４１２の設定凹所４１３に、発
熱体としてカーボンファイバーからなるヒータ部材４１
１を配置し、石英ガラス製の蓋部材４１４を被せた構成
になっている。従って、ヒータ部材４１１は、石英ガラ
スに挟み込まれる格好となる。ヒータ部材４１１の具体
例としては、直径７μｍのカーボンファイバーを４００
本束ねたカーボンファイバー束を９本用いて、直径約２
ｍｍのワイヤ形状に編み込んだものがある。また、上記
編み込みのスパンは約３．２ｍｍであり、カーボンファ
イバーによる毛羽立ちは各々１．０〜３．０ｍｍ程度で
ある。ヒータ部材４１１の配線形態は任意で良い。図示
の例ではジグザグ状であるが、渦巻状やその他の形状で
も良い。また、複数のゾーンに分割することも可能であ
る。その場合には、端子は複数個必要となる。図６３、
図６４にも示すように、設定部材４１２は、全体的に矩
形の石英ガラス板である。設定部材４１２には、ヒータ
部材４１１の設定凹所となる蛇行した溝４１３が形成さ
れている。溝４１３の両端には、幅広のターミナル設定
部４２１が設けられている。カーボンターミナル設定部
４２１からは、金属電極通し溝４２２が外部まで伸びて
いる。設定部材４１２には、非酸化性ガスを導入するた
めのガス導入溝４２３も形成されている。金属電極通し
溝４２２とガス導入溝４２３には、それぞれ金属電極用
石英ガラス管４２８とガス導入用石英ガラス管４２９が
接続されている。石英ガラス管４２８、４２９は設定部
材４１２に溶接され、溶接後に、クラック発生を防ぐた
めのアニール処理が施されている。これらの石英ガラス
管４２８、４２９は、補強棒４３１によって補強するこ
とができる。溝４１３は、例えば、板状の設定部材４１
２をダイヤモンドドリルを用いた機械加工によって堀削
し、加工表面を平滑化して形成する。切削加工表面には
無数のチッピングが存在するが、これは熱衝撃によるク
ラック発生の原因になるので、鏡面研磨もしくはつや出
し処理での平滑化を行う。特に上述ように発熱ムラを防
止するためには、酸水素バーナでの加熱によるつや出し
処理を行うことが最適である。但し、後述するように、
溝内にアルミナ粉４１５を充填する場合には、上記平滑
化は必ずしも必要ではない。ここで鏡面とは、表面粗さ
Ｒｍａｘ（最大高さＪＩＳ Ｂ０６０１−１９８２に基
づく。）が１μｍ以下の面をいう。溝４１３の表面の表
面粗さＲｍａｘが１μｍより大きい場合には、ヒータ部
材との局部的な接触が生じ、その領域で反応性が高まり
ヒータ部材の寿命が短くなる。すなわち、石英ガラスと
カーボンがＳｉＯ_２＋３Ｃ→ＳｉＣ＋２ＣＯやＳｉＯ_２
＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ_２の反応を起し、ヒータ部材４１
１がダメージを受けることになる。例えば、１２００
℃、３００時間で珪化による１０％抵抗増加が確認され
た。溝４１３内には１本または複数本のヒータ部材４１
１を配置することができるが、溝４１３の深さはこれら
の正味の太さよりも深くすることが好ましい。また、ヒ
ータ部材４１１と蓋部材４１４が面接触しないようにす
ることも大切である。図６８、６９に示すように、設定
部材４１２と蓋部材４１４は、酸水素バーナを用いた溶
接４２７によって密封固定されている。設定部材４１２
と蓋部材４１４の対向面はＬの距離をおいて対向してい
る。距離Ｌは、０．２〜１ｍｍである。距離Ｌを短め
（０．２ｍｍ付近）にする場合には、設定部材４１２と
蓋部材４１４の対向面を鏡面加工することが好ましい。
これは、つや出しで面ダレが発生した時に、対向面が接
してしまい、破損を招く可能性があるからである。距離
Ｌが０．２ｍｍ未満では、破損の可能性が大きくなる。
距離Ｌを長め（１ｍｍ付近）にとる場合には、面接触の
恐れがないので鏡面加工の必要はない。距離Ｌが１ｍｍ
を超える場合には、溶接用火炎が入り込み、発熱体４１
１が酸化される恐れが大きくなる。設定部材４１２と蓋
部材４１４の周囲には、開先が設けてある。これによ
り、設定部材４１２と蓋部材４１４の溶接強度を飛躍的
に向上できる。開先を設けずに直角コーナのみを溶接す
ると、辺溶接となって十分な溶接強度を得ることができ
ない。例えば、設定部材４１２と蓋部材４１４の肉厚が
６ｍｍの場合には、開先の面取りをＣ５とする。一般に
は、Ｃの幅：ｙは、ｙ≦ｔ−１ｍｍ（ｔは肉厚）によっ
て選定されることが好ましい。これは設定部材４１２と
蓋部材４１４の上端及び下端を１ｍｍ程残すことによっ
て、これらのチッピングを防止するためである。また、
溶接は開先部だけでなく、符号４２７で示すように１ｍ
ｍ程度肉盛り溶接することが好ましく、その場合にはさ
らに強度を向上できる。なお、設定部材４１２と蓋部材
４１４の間隔を開けることは、溶接時の局部的な温度差
による破損を防止するのにも役立つ。設定部材４１２と
蓋部材４１４の間隔を設けて、これらを溶接するために
は、図６９の場合には、厚さが０．２〜１ｍｍのスペー
サを介在させ、設定部材４１２と蓋部材４１４の外周部
を３〜４点肉盛溶接し、スペーサを取り除いた後に、外
周部全域を肉盛り溶接すればよい。また、図６８のよう
に蓋部材４１４の外周側全域にあらかじめ高さ０．２〜
１ｍｍで幅０．１〜９ｍｍ程度の防炎堤４３４を蓋部材
４１４に一体成形もしくは溶接により形成したおき、こ
の設定部材４１２と蓋部材４１４を重ね合わせた後、所
定の石英ガラス棒を開先部にあてがいながら酸水素バー
ナーで加熱することによって防炎堤部を溶着させ、さら
に肉盛部４２７を形成して溶接することができる。特に
後者の方法によればバーナー加熱によるヒータ部材の
酸化を極力防止することができ、設定部材と蓋部材の
間隔寸法をより均一化することができ、さらに設定部
材と蓋部材の外周部にＳｉＯ_２微粉による白色の曇りが
発生するのを防止でき、本カーボンヒータの均熱性を向
上せしめることができる。尚、防炎堤４３４は、蓋部材
４１４に０．２〜１ｍｍの高さで設けてもよく、さらに
は、設定部材４１２及び蓋部材４１４いずれにも、トー
タル高さが０．２〜１ｍｍとなるように設けてもよい。
図６５に示すように、設定部４１３にアルミナ粉４１５
を充填し、そのアルミナ粉４１５でヒータ部材４１１を
支持すると有利である。アルミナ粉４１５は、設定部４
１３にアルミナ粉４１５及びヒータ部材４１１を配置し
た後で、１３００℃程度の熱処理を行って焼結させる。
これによってカーボンヒータの使用最高温度をより確実
に１３５０℃程度まで引き上げることができる。アルミ
ナ粉末は、例えば、次の手順で配置する。石英ガラス管
４２８、４２９を溶接しアニールした後で、設定部材４
１２の溝４１３にアルミナ粉末を純水で解いたペースト
を流し込み、ヒータ部材４１１を設定した後で、ヒータ
部材の上部にもアルミナペーストを流し込む。そして、
２００℃、３時間乾燥機で水分を除去する。カーボンタ
ーミナル設定部４２１にはカーボンターミナル４１６が
配置してあり、そこにヒータ部材４１１の両端が各々接
続されている。図６６、図６７に示すように、ヒータ部
材４１１はカーボンターミナル４１６の穴に差し込ま
れ、ネジ４２５によって固定されている。また、カーボ
ンターミナル４１６には、Ｍｏ製の金属電極４１７も接
続されている。金属電極４１７の先端にはネジ４２６が
切ってあり、カーボンターミナル４１６のネジ穴にネジ
込み固定されている。金属電極４１７は石英ガラス管４
２８を通って外側に引き出され、電極４３２に接続され
ている。そして、前述と同様に設定部材４１２と蓋部材
４１４を溶接し密封固定した後に、石英ガラスの歪みを
１１５０℃の熱処理によって解消する。この熱処理によ
って乾燥されたアルミナ粉末は仮焼状態となるが、これ
をさらに１３００℃の熱処理を施すことによって焼結体
とすることができる。設定部材４１２と蓋部材４１４の
間には、０．２〜１．０ｍｍの隙間が開いている。ガス
導入管４２９にはフレキシブルチューブ４３３が接続さ
れ、そこから窒素ガス等の非酸化性ガスが吹き込まれる
（矢印Ｇ）。吹き込まれたガスは、ガス導入通路４２３
を通り、カーボンターミナル周辺部に流れる。そして、
金属電極用石英管４２８を通って排出される。また、ヒ
ータ部材４１１にもガスを供給するようにできるが、そ
の際には、温度ムラが生じ易くなるため注意が必要であ
る。エグザンプル３−１ アルミナ粉を用いずに図６２に示す形態のカーボンヒー
タを作成した。このカーボンヒータに窒素ガスを導入し
ながら加熱試験を行ったところ、カーボンワイヤヒータ
部の温度が８５０℃で５１Ｖ１０．６Ａであった。１０
０時間使用しても抵抗変化はなく、安定した加熱を行う
ことができた。更に、カーボンヒータの温度を１３００
℃にしても２０００時間以上問題なく使用可能であっ
た。エグザンプル３−２ アルミナ粉を用いてカーボンワイヤを支持した点以外は
エグザンプル３−１と同様にして、カーボンヒータを作
成した。窒素ガスを導入しながら加熱試験を行い、１３
５０℃のヒータ温度（アルミナ粉表面温度）で２００時
間連続使用したが、抵抗増加等の不具合は無かった。そ
の後、さらに温度を上昇させたところ、アルミナ粉表面
が１５５０℃でヒータ部材が断線した。第３グループの
発明の特に半導体製造装置用として有効なカーボンヒー
タは、従来のヒータに比べて耐用寿命が大幅に長く、ま
た急速昇降温が可能である。なお、第３グループの発明
は前述の実施例に限定されない。例えば、ヒータの全体
的形状は矩形平板に限らず、円形板や円筒形でも良い。
また、設定部材だけでなく、蓋部材にも溝を形成するこ
とができる。第４−１グループの発明 以下、図８７、図８９〜９２を参照して第４−１グルー
プの発明の好適な実施例を説明する。図８９は第４−１
グループの発明による特に半導体熱処理装置用として有
効なカーボンヒータの使用状態を示す斜視図である。ま
た、図９０はカーボンヒータの詳細を示す上面図、図９
１は一部分を省略した側面図、また図８７は図９１の一
部分の拡大図である。第４−１グループの発明のカーボ
ンヒータ６１０では、複数本のカーボンファイバーを束
ねたカーボンファイバー束を複数本編み込んでワイヤ状
にしたヒータ部材６１２を使用する。ヒータ部材６１２
として用いるカーボンワイヤの具体例としては、例え
ば、直径７μｍのカーボンファイバーを３００本束ねた
カーボンファイバー束を９本用いて、直径約２ｍｍのワ
イヤ形状に編み込んだものがある。また、上記編み込み
のスパンは約３ｍｍであり、カーボンファイバーによる
表面の毛羽立ちは各々０．５〜２．５ｍｍ程度である。
ヒータ部材６１２は、石英ガラス支持体１２のほぼ中心
面上で同心円状にジグザグに配置されている。配線形態
は、渦巻状やその他の形状でも良い。ヒータ部材６１２
の端子線は、例えば直径３ｍｍの穴２１からヒータ面１
３と垂直に引き出されている。配線用溝は、「凸」の字
状に形成されている。熱処理によって、石英ガラス支持
体６０２、すなわち２枚の石英ガラス板の接合面全体を
融着して実質的に一体化されている。すなわち、このカ
ーボンヒータはヒータ部材６１２を２本封入した板状の
石英ガラス支持体６０２によって実質的に一体化された
ものであって、この板状の石英ガラス支持体６０２中の
上記ヒータ部材６１２の周辺部には、該ヒータ部材６１
２の表面に形成されたカーボンファイバーの毛羽立ちに
よって中空の空間が形成された構造となっている。この
実施例の端子部作製方法を説明する。 １）Ｎ_２を流しながら大径（例えば直径１９ｍｍ）の石
英透明パイプ６０３を平板状石英容器に溶接する。割れ
防止のため適宜アニール処理（例えば１１５０℃、１ｈ
ｒで除冷）を行う。 ２）小径（例えば直径９ｍｍ）の石英パイプ６６１中に
ヒモを用いて複数のワイヤー状カーボンを引張り込む。
そして、この石英パイプを石英容器の設定穴に挿入す
る。なお、ワイヤーは小径の石英パイプ６６１中にきつ
めに配置される。 ３）各部材を図８７のように配置して、接続部材６４０
を組み立てる。その際、カラ廻り用カーボン材６６２の
作用で、カーボンワイヤの切断を防止できる。 ４）予め溶接により接合されていた不透明パイプ６０３
ａの下部に、透明パイプを溶接する。その際、枝パイプ
６６４からＮ_２ガスを導入してヒータ部材の酸化を防
ぐ。 ５）Ｎ_２を導入しながら下部透明パイプの下側に封止端
子を取り付ける。 ６）枝管６６４から真空引きし、ヒータ内部を減圧す
る。その後、技管６６４のつけ根６６４ａを火炎で丸め
て封着し、枝管６６４を取る。 ヒータ部材６１２の端部は、ヒータ部材からヒータ面に
対してほぼ垂直に引き出され、カーボン端子を介してＭ
ｏ端子線６４１に接続されている。これらはガラス管内
に配置されている。そして、Ｍｏ端子線６４１は、Ｍｏ
箔６５５を介して２本のＭｏ外接線６５３に接続されて
いる。Ｍｏ箔６５５はピンチシールされている。尚、上
記第４−１グループの発明のカーボンヒータは、上記の
端子部以外は上述の第２グループの発明のカーボンヒー
タと同一の構成であり、また同等の製造方法によって製
造される。また、第４−１グループの発明のカーボンヒ
ータは、上記端子部及び石英ガラス支持体（融着方法）
以外の構造は、後述する第４−２グループの発明のカー
ボンヒータと同じ構成にすることができる。このような
構成にすることにより、本カーボンヒータの上方に約１
００ｍｍ離間し配置した半導体ウエハ面上での温度ムラ
を±０．５℃以下に保つことができる。また、コンパク
ト化が可能であり、製造が容易でコスト的にもメリット
が大である。石英透明ガラスパイプ６０３の途中に配置
した不透明石英ガラスパイプ６０３ａは、ヒータ部から
伝わる石英透明ガラスパイプ６０３の内部の熱幅射及び
これ自身による熱伝導を遮断する効果がある。これによ
り、Ｍｏロッド６４１、６５３の酸化を防止でき、さら
に石英ピンチ部６５６の破損を効果的に防止できる。ま
た、この実験例では、中子６３５と円筒中子６４８の間
にカラ迴り用カーボン材６６２を介在させているので、
中子によってワイヤー状カーボンを押圧する際に、中子
が回転してカーボンワイヤが切断される不具合を解消す
ることができる。第４−２グループの発明 以下、図７０〜図７５を参照して第４−２グループの発
明の好適な実施例を説明する。図７０は第４−２グルー
プの発明による特に半導体熱処理装置用として有効なカ
ーボンヒータの使用状態を示す斜視図、図７１はカーボ
ンヒータ単体を示す斜視図である。また、図７２は図７
１のカーボンヒータの詳細を示す上面図、図７３は一部
分を省略した側面図である。第４−２グループの発明の
カーボンヒータ５１０では、複数本のカーボンファイバ
ーを束ねたカーボンファイバー束を複数本編み込んでワ
イヤ状にしたヒータ部材５１５を使用する。ヒータ部材
５１５の断面は、円形に限らず偏平した形状でも良い。
ヒータ部材５１５の具体例としては、例えば、直径７μ
ｍのカーボンファイバーを３００本束ねたカーボンファ
イバー束を９本用いて、直径約２ｍｍのワイヤ形状に編
み込んだものがある。また、上記編み込みのスパンは約
３ｍｍであり、カーボンファイバーによる表面の毛羽立
ちは、各々０．５〜２．５ｍｍ程度である。このような
ヒータ部材５１５を用いることにより、電流負荷密度を
従来のＭｏ−Ｓｉ線に比べて１．５倍程度に向上でき、
急速加熱が可能となる。ヒータ部材５１５は石英ガラス
平板容器の下容器５１１の設定凹所５１６内に配置さ
れ、そこに上容器５１２が被せられる。ヒータ部材５１
５は、石英ガラス平板容器の下容器５１１と上容器５１
２の間に挟まれる格好で、容器内に封じ込まれる。上容
器５１２の上面がヒータ面５１２となるが、この実施例
ではヒータ面５１２は半円形の平面である。設定凹所５
１６は図７２の平面で左右対称に配置されており、その
対称線上にガスを導くためのガス通路５１７とガス導入
・排出口５１８が形成されている。ヒータ部材５１５の
配線形態、すなわち設定凹所５１６の形状は任意で良
い。図示の例ではジグザグ状であるが、渦巻状やその他
の形状でも良い。石英ガラス容器５１１、５１２は、半
円形状で中心部に半円形の切欠きを有する割型になって
いる。それゆえ、図７０に示すように、２個組み合わせ
ればドーナツ状ヒータ５２０を形成できる。設定凹所５
１６の両端部には棒状端子挿入部５１９が形成してあ
り、棒状端子５２１がヒータ面５３１と垂直に配置され
ている。棒状端子５２１には、ヒータ部材５１５の端部
が接続されている。上容器５１２の対応位置にも、棒状
端子用の溝が形成されている。棒状端子挿入部５１９に
は石英ガラス管５１３が接続されている。石英ガラス管
５１３は、下容器５１１の下面にヒータ面５３１と垂直
に密封固定されている。石英ガラス管５１３の一部に不
透明石英を使用することができる。この場合、ヒータ側
からの光による熱伝達及び熱伝導を抑えることができ
る。そして、それより下部に配置する部材の温度上昇を
抑制し、当該部材を保護すると共に熱ロスを防止するこ
とができる。石英ガラス管５１３の内部において端子部
本体５２３と棒状端子５２１は、複数のワイヤー状カー
ボンからなる端子線５２２によって接続されている。端
子部本体５２３からはＭｏ製の内接線５２４が下方に導
き出されている。このように、導電線として複数のワイ
ヤー状カーボンからなる端子線５２２を使用することに
より、電気抵抗を下げ発熱を抑えることができる。石英
ガラス管５１３の下端部には、石英ガラス製のキャップ
５２６が接続されている。内接線５２４はキャップ５２
６を通って下方に引き出されている。引き出された内接
線５２４の下端部はＭｏ製の箔体５２８の上部に接続さ
れている。箔体５２８の下部にはＭｏ製の外接線５２９
が接続されている。外接線５２９は、図７３では二極で
あるが一極の場合もある。Ｍｏ製の箔体５２８は石英封
止端子５２７によって密封されている。この石英封止端
子５２７は、石英製のキャップ５２６の先端部を加熱軟
化させピンチして（はさみ込んで）密封している。とこ
ろで、内接線５２４をそのままキャップの外に出してピ
ンチした場合には、Ｍｏと石英の熱膨張係数差によって
石英封止端子５２７に亀裂等が発生し、密封性が阻害さ
れてしまう不具合が生じる。このような不具合を解消す
るために、箔体５２８を介在させ、石英封止端子５２７
でピンチして密封するのである。図７４、図７５に示す
ように、上容器５１２と下容器５１１の対向面はＬの距
離をおいて対向している。距離Ｌは、０．２〜１ｍｍで
ある。距離Ｌを短め（０．２ｍｍ付近）にする場合に
は、上下容器５１１、５１２の対向面を鏡面加工するこ
とが好ましい。これは、つや出しで面ダレが発生した時
に、対向面が接してしまい、破損を招く可能性があるか
らである。距離Ｌが０．２ｍｍ未満では、破損の可能性
が大きくなる。距離Ｌを長め（１ｍｍ付近）にとる場合
には、面接触の恐れがないので鏡面加工の必要はない。
距離Ｌが１ｍｍを超える場合には、溶接用火炎が入り込
み、発熱体５１５が酸化される恐れが大きくなる。上下
容器５１１、５１２の周囲には、開先が設けてある。こ
れにより、上下容器５１１、５１２の溶接強度を飛躍的
に向上できる。開先を設けずに直角コーナのみを溶接す
ると、辺溶接となって十分な溶接強度を得ることができ
ない。例えば、上下容器５１１、５１２の肉厚が６ｍｍ
の場合には、開先の面取りをＣ５とする。一般には、Ｃ
の幅：ｙは、ｙ≦ｔ−１ｍｍ（ｔは肉厚）によって選定
されることが好ましい。これは上下容器５１１、５１２
の上端及び下端を１ｍｍ程残すことによって、これらの
チッピングを防止するためである。また、溶接は開先部
だけでなく、符号５３２で示すように１ｍｍ程度肉盛り
溶接することが好ましく、その場合にはさらに強度を向
上できる。なお、上下容器５１１、５１２の間隔を開け
ることは、溶接時の局部的な温度差による破損を防止す
るのにも役立つ。上下容器５１１、５１２の間隔を設け
て、これらを溶接するためには、図７５の場合には、厚
さが０．２〜１ｍｍのスペーサを介在させ、上下容器５
１１、５１２の外周部を３〜４点肉盛溶接し、スペーサ
を取り除いた後に、外周部全域を肉盛り溶接すればよ
い。また、図７４のように、上容器５１２の外周側全域
にあらかじめ高さ０．２〜１ｍｍで幅０．１〜９ｍｍ程
度の防炎堤５３４を上容器５１２に一体成形もしくは溶
接により形成したおき、この上容器５１２と下容器５１
１を重ね合わせた後、所定の石英ガラス棒を開先部にあ
てがいながら酸水素バーナーで加熱することによって防
炎堤部を溶着させ、さらに肉盛部５３２を形成して溶接
することができる。特に後者の方法によればバーナー
加熱によるヒータ部材の酸化を極力防止することがで
き、上下容器の間隔寸法をより均一化することがで
き、さらに上下容器の外周部にＳｉＯ_２微粉による白
色の曇りが発生するのを防止でき、本カーボンヒータの
均熱性を向上せしめることができる。尚、防炎堤５３４
は、下容器５１１に０．２〜１ｍｍの高さで設けてもよ
く、さらには、上容器５１２及び下容器５１１いずれに
も、トータル高さが０．２〜１ｍｍとなるように設けて
もよい。上下容器５１１、５１２の溶接は、ガス導入・
排出口５１８に接続したガス導入用パイプ５１４から、
窒素ガスを導入しながら行う。窒素ガスを導入して窒素
ガスを周囲から流れ出させ、溶接用の酸水素火炎を押し
戻すようにして、設定凹所５１６に配置した発熱体５１
５の酸化を防止する。ガス通路５１７は、このような窒
素ガスの作用に適するように配置する必要がある。ま
た、窒素ガスの導入は、石英ガラスパイプ中の端子や端
子線のワイヤー状カーボンの酸化防止にも役立つ。溶接
後に行うアニール工程でも、窒素ガスを導入しながら作
業を進める。その後で、やはり窒素を導入しながら、ワ
イヤー状カーボン５２２を石英ガラス管５１３にセット
し、封着用端子５２３を取り付ける。端子部本体設定後
のアニール工程も窒素ガスを導入しながら行う。導入ガ
スとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン等の非
酸化性ガスを用いることができるが、経済性の点からは
窒素が妥当である。石英ガラス容器の組み立てが終わっ
たら、容器内の排気を行って容器内を所定の圧力に設定
する。これによって、前述の石英ガラス管５１３内も、
所定の減圧状態となる。一般に、カーボン材は、酸化さ
れ易いため窒素等の非酸化性ガスを容器内に充填するか
又は容器内を真空にする必要がある。しかし、真空状態
では、カーボン材と石英ガラスとの反応が促進する傾向
があるため、本発明では容器内に非酸化性ガスを充填す
る方法を採用する。窒素ガスを導入しながらヒータを加
熱する方法では、窒素ガスラインの設置等により熱処理
装置の構造が複雑になるため、本発明の好ましい態様で
は容器内部を密閉型にして若干の窒素ガスを内部に封入
する。封入圧力は、以下のようにして定める。例えば、
１０００℃で使用し、熱処理炉内の圧力が真空と常圧の
両方で使用する場合は、ヒータ内部の圧力は、０〜１ａ
ｔｍの中間をとって０．５ａｔｍ程度に設定する。１０
００℃で０．５ａｔｍにするためには、室温２０℃では
０．５ａｔｍ×２９３Ｋ／１２７３Ｋ×７６０Ｔｏｒｒ
／ａｔｍ＝８７Ｔｏｒｒとなり、室温で８７Ｔｏｒｒに
なるようにヒータ内部を減圧してから封じる。ヒータ内
部は、例えば０．１気圧程度に設定する。すなわち、窒
素ガスを導入しながら組み立て作業を行い、組み立て終
了後にガス導入管５１４から窒素ガスを抜き、容器内部
を所定の圧力に調整する。容器内を減圧することは、石
英ガラス容器の寿命の点でも有利である。コンピュータ
シミュレーションの結果、ヒータ用の石英ガラス容器で
は、外部からの圧力より内部からの圧力に対して破損に
弱いとの結果が得られている。窒素ガスを常温で１気圧
に封入すると、ヒータ加熱時には内部の窒素が膨張し、
石英ガラス容器の内部から圧力が作用することになる。
最後に、ガス導入管５１４は、下容器５１１の下面に近
い位置で火炎により封じて除去する。このため、ガス導
入管５１４と石英ガラス管５１３は、閉栓作業ができる
程度の間隔をおいて配置する。なお、本発明の特に半導
体処理装置用としての有効なカーボンヒータは上述のよ
うな熱処理装置のみならず、半導体を高温化で洗浄を行
う洗浄装置などにも適用することができる。エグザンプル４−２−１ 厚さ８．０ｍｍの石英ガラス板に溝加工及び外径加工を
施し、その後、加工表面に酸水素火炎でつや出し処理を
行って外径２４０ｍｍの半円形、石英ガラス製下容器を
得た。また、厚さ８．０ｍｍの石英ガラス板を用いて下
容器に対応する上容器を形成した。下容器にはガス導入
用の石英ガラス管と端子用の石英ガラス管を下容器に溶
接した。前者の外径は６．５ｍｍ、後者の外径は２５．
４ｍｍであった。下容器の溝内及び端子用ガラス管内に
ヒータ部材と端子一式を配置して上容器を被せ、ガス導
入用ガラス管から窒素ガスを導入しながら、上下容器の
外周を溶接した。なお、開先はＣ５とし、溶接肉盛りは
１ｍｍとした。これ以降の工程も、原則として、窒素ガ
スを導入しながら行った。ヒータ部材の他端の端子部本
体を石英ガラス管の解放端に配置して封着した。そし
て、アニール処理を行った。最後に、ガス導入用の石英
ガラス管から窒素ガスを排気し、容器内圧力を１８０Ｔ
ｏｒｒに設定して、ガス導入用管を封着除去した。以上
の手順で製作した断面Ｔ字形のカーボンヒータを用い
て、加熱試験を行った。発熱体に電流を流し、ヒータ温
度が放射温度計で１１００℃になった時点でヒータ内圧
力を測定したところ、約１気圧であった。また、複数本
のカーボンワイヤ束部の温度は、１０５℃であった。室
温からヒータ温度が１１００℃になるまでに要した時間
は、約１０秒であった。ヒータ温度１１００℃で１００
０時間継続使用したが、異常は認められなかった。ま
た、ヒータ温度１３００℃の加熱も問題なく行うことが
できた。以下、図７６〜図８６を参照して第４−２グル
ープの発明のより好適な実施例を説明する。図７６は、
本発明のカーボンヒータ用端子装置を適用したカーボン
ヒータを示す斜視図である。図７７は、その上面図であ
る。カーボンヒータ６０１は、半ドーナツ形の石英ガラ
ス製容器６０２を有し、その下部に石英ガラス管６０３
が垂直に接続されている。石英ガラス製容器６０２は容
器本体とフタ部材から構成され、容器本体にはヒータ部
材６１２を配置するための溝６０４が形成されている。
溝６０４の両端には、端子装置を配置するための端子用
凹所６０６が設けてある。また、容器６０２内を非酸化
性雰囲気にするためのガス導入・排出口６０８とガス通
路６０７も形成されている。カーボンヒータ６０１を２
個組合わせて円形のヒータ面を形成し、半導体製造装置
用ヒータとして用いることができる。端子用凹所６０６
及び石英ガラス管６０３内には、本発明における端子装
置が配置される。本発明の端子装置には、ヒータ部材６
１２と複数のワイヤー状カーボン端子線６１３を接続す
るための第１の端子装置６１０及び６００、複数のワイ
ヤー状カーボン端子線６１３と金属製端子線６４１を接
続するための第２の端子装置６４０、石英ガラス管６０
３の内側の金属端子線（内接線）６４１と電源側の金属
製端子線（外接線）６５３を接続するための第３の端子
装置６５０の３種類がある。先ず、図７８〜図８３を参
照して、第１の端子装置について説明する。この端子装
置６２０は、中間部材６３４を用いて端子部材６１１と
端子線接続部材６１６を接続する構成になっている。棒
状端子部材６１１の外形は、全体的に円柱棒状である。
棒状端子部材６１１の一端側には、ヒータ部材６１２を
挿入するための貫通穴６１４が端面と平行に形成されて
いる。この貫通穴６１４に通じるように、ねじ穴６２３
が設けてある。貫通穴６１４とねじ穴６２３は、図８０
に示すように、貫通穴６１４の中央でＴ字形に交差して
いる。貫通穴６１４にヒータ部材６１２を挿入し、ねじ
穴６２３に固定用ねじ６１９をねじ込んで発熱体６１２
を固定する。このようにすれば、確実にしっかりと固定
でき、スパークを発生させずに棒状端子部材６１１から
ヒータ部材６１２に電力を供給することができる。棒状
端子部材６１１の他端側には、端子線ガイド部材６１６
を接続するための大径のめくらねじ穴６１５が形成され
ている。めくらねじ穴は軸線上に配置される。端子線ガ
イド部材６１６は、中間部材６３３を介し、端子部材６
１１に連結される。中間部材６３３は、外周におねじ部
６３４を有する円筒形の部材である。端子線接続部材６
１６は、全体的に円筒状に形成される。その貫通穴は、
下端部付近で円錐状に狭くなっている。その反対側の接
続端側の内周には、中間部材６３３のおねじ部６３４に
対応するめねじ部６２２が形成されている。端子線接続
部材６１６の貫通穴内には中子部材６３５が挿入され
る。中子部材６３５はプレーンな円筒状であり、端子線
側の端部は円錐状に突出している。中子部材６３５は、
その一部分のみが端子線接続部材６１６の貫通穴内に挿
入されるようにすることもできる。そのためには、例え
ば、中間部材６３３に凹所を形成すれば良い。ワイヤー
状カーボンからなる端子線６１３は、端子線接続部材６
１６と中子部材６３５の間に挟まれて分配された状態で
押圧固定される。中子部材６３５の外側に浅い溝を複数
本設けて、分割したワイヤを案内するようにしても良
い。組み立てに際しては、図７８に示すように、複数の
ワイヤー状カーボン端子線６１３を複数のワイヤ６１３
ａに適当に分配して中子部材６３５で軽く押え、ズレな
いようにして中間部材６３５のネジ込みを行う。このよ
うに複数のワイヤー状カーボン端子線６１３を配置した
接続部材６１８と中子部材６３１のセットを、中間部材
６３３を介して端子部材６１１に捩じ込むことにより、
前記溝状領域に配置された端子線６１３ａを端子部材６
１１に強く接続することができる。従って、良好な導通
が保証される。また、形状柔軟性があるヒータ部材を、
熱膨張や熱変形に対して、カーボンヒータ内で異常な応
力を生じさせずに接続することが可能となる。上記ワイ
ヤー状カーボン端子線６１３は、ヒータ部材６１２と同
じ材質である方が良い。また、材質が異なる場合には、
複数本のワイヤー状カーボンの端子線６１３の単位長さ
当たりの抵抗値を、ヒータ部材６１２のそれより相応に
小さくして、端子線の発熱を十分に抑えるようにする。
ワイヤー状カーボン端子線６１３とヒータ部材６１２の
温度は、概ね電気的抵抗値比率となった。例えば、ヒー
タ部材６１２の抵抗値が１０Ω／ｍ・本で端子線６１３
が１Ω／ｍ・本の場合には、ヒータ部材６１２の温度が
１０００℃であれば端子線は約１００℃であった。ワイ
ヤー状カーボン端子線６１３とヒータ部材６１２が同じ
材質の場合には、端子線のワイヤ本数をヒータ本数の５
倍以上にすることが好ましい。仮に、ヒータ１本に対し
て端子線のワイヤ本数が４本とすると、通常の半導体処
理工程におけるようにヒータ温度が１１００℃となった
場合に、端子線温度は約２７５℃であった。２７５℃
は、バイトン等の真空シール材が劣化する温度である。
これに対し、ワイヤ本数を５本にすることによって、端
子線温度が約２２０℃となり、耐熱温度２３０℃以下に
することができた。このように、電力を伝達する上記ワ
イヤー状カーボン端子線６１３の温度をさげることによ
り、バイトン等の真空シール材の劣化を防止することが
できる。また、ワイヤー状カーボン自体がカーボンファ
イバから構成されているため、ヒータからの熱伝導を抑
えることができる。例えば、通常の特殊炭素材料の熱伝
導率が１００Ｗ／ｍＫであるのに対し、ワイヤー状カー
ボンでは１Ｗ／ｍＫ以下である。次に、図８４と図８５
を参照して、第２の端子装置について説明する。この端
子装置６４０は、ワイヤー状カーボンからなる端子線６
１３と金属製の端子線６４１とを、上記ワイヤー状カー
ボン接続部材６４３と、端子部本体６４２と、金属線接
続部材６４５を用いて接続する構成になっている。上記
ワイヤー状カーボン接続部材６４３は、前述した第１の
端子装置における端子線接続部材６１６と大体同じ形状
であり、その作用も同様である。端子部本体６４２は全
体的に円筒型の部材であり、その一端側にはワイヤ束ガ
イド手段６４３を接続するための接続部６４４が設けて
ある。他端側には金属線接続部材６４５を接続するため
の接続部６４６が設けてある。接続部６４４は、めねじ
部を有する大径のねじ穴である。接続部６４６には、中
子部材６４７を収容するためのテーパ部（穴）６４２ｂ
が形成されている。このテーパ穴と前記大径ねじ穴は貫
通している。また、接続部６４６の外周には、おねじ部
が形成されている。金属線接続部材６４５はカップ状部
材として構成され、端子部本体６４２の接続部４６に被
せてねじ込むようになっている。図８５に示すように、
中子部材６４７は２つの割型になっており、合わせると
円錐台形状となる。外周のテーパ面は、端子部本体６４
２のテーパ部６４２ｂに対応している。各割型の対向面
には、金属線を保持するための溝状保持部６４７ａが設
けてある。端子部本体６４２の接続部６４４と複数のワ
イヤー状カーボン接続部材６４３の底部（ワイヤ束６１
３の反対側）は、外周にネジ部を有する円筒中子６４８
を介して接続される。図８４に示すように、金属線６４
１を保持した状態の端子部本体６４２の接続部６４６
に、金属線接続部材６４５をねじ込むことにより、金属
線６４１を確実に端子部本体６４２に接続することがで
きスパーク発生を防止できる。これは、割型中子６４７
と端子部本体６４２のテーパ穴とのテーパ係合作用によ
る。金属製端子線６４１としては、Ｍｏ（モリブデン）
製金属棒６４１を用いることが好ましいが、タングステ
ンも使用可能である。Ｍｏは、炭素材料と極めて近い熱
膨脹係数を有するため、炭素製端子本体の熱履歴により
クラック等の割れを防止できる。また、Ｍｏは、融点が
約２１００℃と高温であるため、金属不純物の発生を抑
えることができる。それゆえ、Ｍｏ製金属棒は、石英製
の封着端子の内接線（ヒータ側の端子線）として好適で
ある。端子部本体６４２と中子部材６４７は炭素材で形
成することが好ましい。炭素材は、純化し易く、３００
０℃の高温まで耐え得るので都合が良い。また、中子部
材６４７はモリブデンロッドを支持するので、クラック
防止のため、モリブデンと近似の熱膨張係数を有する炭
素材が好適である。なお、Ｍｏと炭素材の熱膨張係数
は、いずれも４．２〜４．８×１０^−６／℃である。最
後に、図８６を参照して、第３の端子装置の実施例を説
明する。図８６は、カーボンヒータの一部と第１〜第３
の端子装置を概略的に示している。第１の端子装置と第
２の端子装置は、ガラス管６０３内で複数のワイヤー状
カーボン端子線６１３によって接続されている。このよ
うに導電線として複数のワイヤー状カーボン端子線６１
３を用いることにより、電気抵抗を下げ発熱を押さえる
ことができる。また、ワイヤー状カーボンは熱伝導も極
めて小さい利点を有している。ガラス管６０３内には、
窒素あるいはアルゴンガスをチャージするのが好まし
い。これにより、管内に配置した端子装置の高温時耐酸
化性を向上できる。第３の端子装置６５０は、石英ガラ
ス管６０３の内側に配置された内接線６４１と電源側の
外接線６５３を接続するためのものである。この実施例
では、内接線６４１はモリブデン棒６４１である。モリ
ブデン棒６４１の一端は第２の端子装置６４０に接続さ
れ、他端はモリブデン箔６５５に接続されている。モリ
ブデン棒６４１は、ヒータ部材６１２とは間接的に接続
される。石英ガラス管６０３の下端部には、石英ガラス
製のキャップが接続されており、モリブデン棒６４１は
キャップを通って引き出されている。モリブデン箔６５
５の底部側からは、２本の外接線６５３が外側に引き出
されている。外接線６５３は一極でも良い。そして、モ
リブデン箔６５５全体が包み込まれるように、ピンチシ
ール部６５６が形成されている。ピンチシール部６５６
は、モリブデン箔６５５を、ガラス管３の内部及び大気
から遮断している。ピンチシール部６５６は、石英ガラ
ス製である。ピンチシール部６５６は、例えば石英製の
キャップの先端部を加熱軟化させピンチして（はさみ込
んで）密封することにより形成できる。以上のように、
カーボンファイバー束を編み込んだヒータ部材６１２
は、内接線６４１に直接接続せず、間接的に接続され
る。つまり、上記ヒータ部材を熱的に遠ざけて配置する
ことが重要である。外接線６５３としては、直径１．４
ｍｍ〜２．０ｍｍのモリブデンロッド２本を用いること
ができる。内接線６４１としては、直径１．４ｍｍ〜
２．０ｍｍのモリブデンロッドを使用できる。石英パイ
プ６０３としては、外形１５ｍｍ以上のパイプを使用で
きる。モリブデン箔６５５としては、幅が８ｍｍ以上
で、厚さが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍのものを使用でき
る。エグザンプル４−２−２ エグザンプル４−２−２は第１の端子装置に係る。窒素
雰囲気中で純化した端子部材を２個配置し、その間に純
化したヒータ部材２本を１ｍの間隔で固定した。この時
の電気抵抗値は５Ωであった。次に、中子部材と端子線
接続部材を用いて端子部材に１８本のヒータ部材を固定
し、図７８の端子装置を製作した。そして、このヒータ
部材からヒータに電力を供給した。１０分後にヒータの
温度が１１００℃になり、電気抵抗値は２．５Ωになっ
た。また、この時のカーボンワイヤ１８本の温度を測定
したところ１０５℃であった。この状態で１０００時間
使用したが、電気抵抗の変化は確認されなかった。使用
したカーボンワイヤ、端子部材、及び他の炭素部材は、
灰分で５ｐｐｍ以下に純化したものである。これに対し
て、未純化品を使用したところ、１６時間で断線した。
断線後のカーボンワイヤヒータ部をＥＰＭＡで観察した
ところ、鉄による劣化が認められた。このように、ヒー
タ部材及びその他の炭素部材は、配分で５ｐｐｍ以下と
するのが好ましい。また、純化した炭素材の鉄濃度は、
０．１ｐｐｍ以下とするのが良い。エグザンプル４−２−３ エグザンプル４−２−３は第２の端子装置に係る。直径
２ｍｍのＭｏ製金属棒を用いて、図８４の端子装置を製
作した。石英ガラス製容器にカーボンワイヤヒータを配
置して容器内を窒素雰囲気に保ち、エグザンプル４−２
−２の端子装置、及びエグザンプル４−２−３の端子装
置を接続した。ヒータ部材の長さは１ｍで、２本の配線
とした。ヒータの抵抗値は、室温では５Ωであり、１１
００℃の加熱時に２．５Ωであった。ヒータが１１００
℃の時、ワイヤー状カーボン端子線（１８本）の温度
は、１０５℃であった。また、Ｍｏ製金属端子部は、５
５℃であった。このカーボンヒータを１０００時間使用
した結果、端子本体にクラック等の損傷は発生せず、そ
の他の問題も生じなかった。なお、エグザンプル４−２
−３における端子装置の炭素部材も、エグザンプル４−
２−２と同様に純化処理したものを用いた。エグザンプル４−２−４ エグザンプル４−２−４は第３の端子装置に係る。直径
１．４ｍｍの外接線を２本、外径が１５ｍｍの石英パイ
プ、また幅８ｍｍのＭｏ箔を使用し、図８６に示す第３
の端子装置を製作した。この端子装置に３０Ａの電流を
流したところ封着部にクラック等の破損が生ずることが
ないことが確認された。第４−２グループの発明の第１
のカーボンヒータ用端子装置によれば、ヒータ部材と複
数のワイヤー状カーボンからなる端子線とを確実に且つ
容易に接続することができる。また、この端子装置はシ
ンプルな構造を有し、寿命も充分に良い。第４−２グル
ープの発明の第２のカーボンヒータ用端子装置によれ
ば、複数のワイヤー状カーボンからなる端子線と金属製
の端子線とを確実に且つ容易に接続することができる。
また、この端子装置はシンプルな構造を有し、寿命も充
分に良い。第４−２グループの発明の第３のカーボンヒ
ータ用端子装置によれば、３０Ａ程度の大電流で使用し
ても長寿命を享受できる。なお、第４−２グループの発
明は前述の実施例に限定されない。例えば、各部材のめ
ねじとおねじの関係や凹凸の関係を逆にすることは自在
にできる。そのような設計変更は、本明細書の記載に基
づいて当業者が容易に成し得ることなので、ここでは詳
述しない。第５グループの発明 以下、図４１〜図６１を参照して第５グループの発明の
好適な実施例を説明する。図４１の（Ａ）及び（Ｂ）は
第５グループの発明を半導体製造装置に用いた第１実施
例と第２実施例を示す概略図である。ヒータユニット２
１０は円筒形の炉芯筒管２１１を備え、その外側にヒー
タ部材２１２が巻かれている。図４１の（Ａ）に示す第
１実施例では、ヒータ部材２１２は縦方向に往復するよ
うに巻かれているが、図４１の（Ｂ）に示す第２実施例
では、ヒータ部材２１２は螺旋状に巻かれている。ま
た、上記第１実施例及び第２実施例のヒータ部材２１２
は、複数のゾーンに分割して別個に制御すれば、炉内上
下の温度分布を均一に制御し易くなる。ヒータ部材２１
２としては、灰分が１０ｐｐｍ以下の高純度カーボンワ
イヤーが適している。このような高純度カーボンワイヤ
ーを用いることによって、不純物汚染を防止でき、ま
た、熱伝導が小さく熱容量も少ないので急速昇降温が可
能となる。しかし、金属製のヒータを用いることも可能
である。炉芯筒管２１１の内側下部には、複数本のカー
ボンファイバーを兼ねたカーボンファイバー束を複数本
用いてワイヤー状の長細形状に編み込んだヒータ部材２
２２とする平板容器状のカーボンヒータ２２０が配置さ
れている。なお、ヒータ部材２２２としては、長細形状
であれば、テープ形状のようなものでも使用できる。ま
た、上記ヒータ部材の具体例としては直径３μｍのカー
ボンファイバーを３３０本束ねたカーボンファイバー束
を９本用いて、直径約２ｍｍのワイヤー形状に編み込ん
だものである。図４２と図４３はカーボンヒータ２２０
を示す上面図及び断面図である。カーボンヒータ２２０
は、石英ガラス製容器２２１内で、高純度カーボン製棒
状端子部材２２３及び透光性アルミナ単体からなるワイ
ヤー支え治具２２４により前記ヒータ部材２２２を支持
した構成になっている。石英ガラス製容器２２１は透明
石英で構成でき、容器本体２４７とベース２４８からな
る。容器本体２４７とベース２４８は、磨りガラスによ
って接合される。容器本体２４７の外表面露出部、特に
発熱面となる上面は断面半円状もしくは台形状の凸部が
全体としてストライプ状に、もしくは同心円状に、さら
にもしくは格子状に形成されており、この外表面がつや
出し処理されていることが好ましい。これにより本発明
のヒータ部材の如き線状ヒータ部材によるヒータ面上方
への発熱を、光の散乱によって均一化せしめるといった
プリズム効果が得られる。通常、同様の効果を得るため
に、ヒータ面をサンドプラスト処理する方法が採用され
るが、この場合には、表面が砂目状となっており、この
表面からの放熱が抑制され、石英ガラス自身に熱を蓄積
してしまいエネルギー効率が低下してしまう。この意味
で、上記つや出し処理されていることは、重要な事項で
ある。また、石英ガラス製容器は、多数の微小閉気孔が
内在する不透明石英で構成することもできる。ベース２
４８には、石英ガラス製の枝管２３３が接続されてい
る。ヒータ部材であるカーボンの酸化を防止するため
に、この枝管２３３から不活性ガスや窒素ガス等を導入
できる。また、容器内の排気を行い、例えば１０ｔｏｒ
ｒ以下の真空にする場合にも枝管２３３を利用できる。
ベース２４８の上面には、後述するワイヤー支持部材２
２４を設定する多数の挿入穴と、棒状端子部材２２３を
通すための２つの貫通穴が設けてある。ベース２４８
は、カーボンヒータ２２０の下方への熱の逃げを防止す
るために、不透明石英ガラスで構成される。ベースの上
面又は上方には、ガラス状カーボンからなるカーボン製
反射板２２５が配置される。このように、ヒータ部材２
２２の下方に反射板２２５を置くことにより、下方への
熱放射を低減することができる。反射板２２５の表面に
は中心線平均粗さＲａで０．１μｍ以下の鏡面加工が施
されている。上述のとおり、第５グループの発明では、
カーボンファイバーを束ねたカーボンファイバー束を複
数本用いてワイヤ状の長細形状に編み込んだヒータ部材
２２２をヒータとして使用し、これを複数のワイヤー支
え治具２２４によって屈曲させ、半導体ウエハのような
略円板状体をその面内温度分布が均一となるように加熱
しようとするものである。そのためには、このヒータ部
材２２２をいかに均一な張り状態とするかが重要なポイ
ントとなる。第５グループの発明では、図４２に示す如
く、まずヒータ部材２２２を、すべてのワイヤー支え治
具２２４の貫通孔に通し、また、両端を各々棒状の端子
部材２２３の横穴２３７に挿通した後、一方の棒状端子
部材２２３に、ボルト状の押え部材２２８でヒータ部材
２２２を加圧保持し、他の一方側のヒータ部材２２２を
適度な力で引張りながら、同様にボルト状の押え部材２
２８で加圧保持させるのである。上記ヒータ部材２２２
としては、灰分１０ｐｐｍ以下のものを用いるのが好ま
しい。この場合、不純物汚染を防止でき、また、熱伝導
が小さく熱容量も少ないので急速な昇降温が可能とな
る。上記ヒータ部材２２２は、ワイヤー支え治具２２４
にガイドされ、容器２２１の面と平行な面上で複数の屈
曲部を有しジグザグに配置される。ヒータ部材２２２の
両端には、棒状の端子部材２２３が配置されており、こ
れを介して電力が供給される。図４４は、端子部材２２
３の組立図である。端子部材２２３は、端子本体２２３
ａと、押え部材２２８と、キャップ２２９から構成され
る。端子部材２２３は、露出部の少なくとも一部、好ま
しくは露出部全部がＳｉＣでコーティングされる。この
ようにＳｉＣコーティングを行えば、大気中でも使用可
能となる。端子本体２２３ａはカーボン製であり、全体
的にボルト型に形成されている。端子本体２２３ａの軸
方向の中間付近には、軸と直交する貫通した横穴２３７
が設けてある。端子本体２２３ａの六角状頭部から貫通
した横穴２３７にかけては、押え部材を収容するための
軸方向穴２３６が形成されている。軸方向穴２３６の内
壁にはネジが切ってある。端子本体２２３ａの脚部にも
ネジが切ってある。図４４では、端子本体２２３の頭部
は六角になっているが、スパナ等の工具で回転できる形
状であれば他の形状でも良い。押え部材２２８は、端子
本体２２３の軸方向穴２３６に対応したネジ型に形成さ
れている。その頭部には、マイナスドライバー用の溝２
３５が設けてある。押え部材２２８は端子本体２２３の
軸方向穴２３６にねじ込まれ、貫通穴２０３に挿入され
たヒータ部材２２２を押える。このように、押え部材２
２８を用いてヒータ部材２２２を端子本体２２３ａにし
っかり密着させることにより、ヒータ部材２２２の抜け
落ちとスパーク発生を防止できる。キャップ２２９は、
端子本体２２３ａの脚部のネジに対応したナット型に形
成されている。端子本体２２３ａ及びキャップ２２９と
石英ガラス表面との接触部に膨張黒鉛シート（図示せ
ず）を挟むことにより、ヒータ内部への空気漏れやダス
ト発生を防止できる。図４５の（Ａ）は、図４２〜図４
３のワイヤー支え治具２２４を示す斜視図であり、
（Ｂ）は、ワイヤー支え治具の変形例を示す断面図であ
る。ワイヤー支え治具２２４は、薄肉の円筒型であり、
ヒータ部材２２２を通すための穴２２４ａが開けられて
いる。ワイヤー支え治具２２４の根元部は、石英ガラス
容器２２１の設定穴内に埋め込まれる。ワイヤー支え治
具２２４でヒータ部材２２２を支持することによって、
ヒータ部材２２２が石英ガラス容器に触れないように保
つ。このようにすれば、ワイヤーの珪化を防ぎ、電気抵
抗の変化を防止できる。ワイヤー支え治具２２４を薄肉
の円筒型つまりパイプ状にすると、上方への熱放射を大
きくすると共に、熱容量を小さくできる。熱容量が小さ
いと、熱応答が早くなり、サーマルショックに強くな
る。ワイヤー支え治具２２４は、透光性の透明アルミナ
で形成することができる。この場合、透明部からの熱の
輻射が多くなるため、被処理物の温度均熱性を向上でき
る。ワイヤー支え治具２２４に必要とされる特性は、例
えば、１３００℃程度の高温下でのヒータ部材２２２と
の非反応性であり、また非導電性である。この両条件を
満足するのが透光性アルミナであり、これならば単体で
形成することができる。ただし、透光性アルミナにおい
ても、急速昇温の度合いを高めようとすると、熱衝撃の
ため、ワイヤー支え治具にクラックや破損が生ずるおそ
れがある。これを解決する構造として、高純度カーボン
及び透光性アルミナの組立部材からなる。特に、前記組
立部材のヒータ部材に接する部分が、高純度カーボン材
料から成り、前記組立部材の、平板状容器２２１に配置
接続する部分が、透光性アルミナ材料から成る構成が最
適なものとなる。図４５の（Ｂ）のワイヤー支え治具２
４１は、カーボン部材２４２とアルミナパイプ部材２４
３を接続した構成になっている。カーボン部材２４２に
は、ヒータ部材２２２を貫通させるための横穴２４４が
形成されている。図４６〜６０は、図４２〜４４の実施
例に変更を加えた実施例を示している。図４６はヒータ
部材２２０の主要部を示す断面図である。棒状端子部材
や、これとのヒータ部材との接続構造は、図４２〜４４
の実施例と、図４６〜６０の実施例で、実質的に共通し
ている。以下に、特徴となる構成について説明する。ヒ
ータ部材２２２は、複数本のカーボンファイバーを束ね
たカーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー形状に
編み込んだものである。このヒータ部材２２２として
は、長細形状であれば、テープ形状のようなものでも使
用できる。ヒータ部材２２２は、ある厚み（約２ｍｍ）
を有する編み込み式のものが好ましい。ねじり（捩り）
ワイヤーは、ほぐれ易く、温度のバラツキがあり、均熱
性に劣る傾向がある。すると、電気抵抗にバラツキが生
じ、ウエハに対する均熱性が低下する。上記ヒータ部材
２２２としては、灰分３ｐｐｍ以下のカーボンワイヤー
を使用するのが好ましい。この場合、不純物汚染を防止
でき、また、熱伝導が小さく熱容量も少ないので急速な
昇降温が可能となる。ヒータ部材２２２の両端には、カ
ーボン製端子部材２２３が配置されており、端子部材２
２３を介して電力が供給される。図４６〜４８に示され
ているように、端子部材２２３は、中間部にフランジ２
２３ａを有する。そのフランジ２２３ａの一方側にはオ
ネジ２２３ｂが形成されており、他方側には軸方向の穴
２２３ｃと横方向の穴２２３ｄが形成されている。ワイ
ヤーのヒータ部材２２２を端子部材２２３の横方向の穴
２２３ｄに挿入してから、カーボン製のボルト状押え部
材２２８を端子部材２２３の軸方向の穴２２３ｃにねじ
込んで、ワイヤー２２３を端子部材２２３に固定する。
アルミナ碍子のリング２６３がワイヤーのヒータ部材２
２２から下方に離れていて、端子部材２２３のフランジ
２２３ａに接して配置してある。これによって、ガラス
状カーボンからなるカーボン製反射板２２５とカーボン
製端子部材２２３の電気的絶縁を図っている。ベース２
４８の上側に前述の端子部材２２３のフランジ２２３ａ
が設定され、ベース２４８の下側に炭素と炭素繊維の複
合材（Ｃ／Ｃ）で作られたスプリング・ワッシャー２６
５が設定されている。ナット２６６を端子本体２２３の
オネジ２２３ｂにねじ込むことにより、端子部材２２３
はベース２４８に固定される。付加端子２６７はその軸
方向の穴２６７ｂに形成したメネジが端子部材２２３の
オネジ２２３ｂにねじ結合されて固定されている。カー
ボン製付加端子２６７には、ボルト状の押え部材２６８
がネジ込まれている。付加端子２６７は、露出部の少な
くとも一部、好ましくは露出部全部がＳｉＣでコーティ
ングされる。このようにＳｉＣコーティングを行えば、
大気中でも使用可能となる。付加端子２６７の軸方向の
中間付近には、軸と直交する貫通した横穴２６７ａが設
けてある。付加端子２６７の一端部から穴２６７ａにか
けては、押え部材２６８を収容するための軸方向の穴２
６７ｂが形成されている。軸方向の穴２６７ｂの内壁に
はネジが切ってある。付加端子２６７の他端部にもネジ
が切ってある。押え部材２６８は、付加端子２６７の軸
方向穴２６７ｂに対応したネジ型に形成されている。押
え部材２６８は付加端子２６７の軸方向穴２６７ｂにね
じ込まれ、横穴２６７ａに挿入されたワイヤー状カーボ
ンからなる端子線２７０を押える。このように、押え部
材２６８を用いてワイヤー状カーボンからなる端子線２
７０を付加端子２６７にしっかり密着させることによ
り、ワイヤー状カーボンからなる端子線２７０の抜け落
ちとスパーク発生を防止できる。ワイヤー状カーボンか
らなる端子線２７０は、複数本のカーボンファイバーを
束ねて拠ったカーボンファイバー束を複数本（例えば２
０本）編み込んだものである。ワイヤー状カーボンから
なる端子線２７０の他端は、さらに別の付加端子２７２
に固定されている。この付加端子２７２の上端には軸方
向の穴２７２ａが形成されており、そこにメネジが切っ
てある。その穴２７２ａの底を貫通するように横方向の
穴２７２ｂが付加端子２７２に形成されている。ワイヤ
ー状カーボンからなる端子線２７０の端部をその横方向
の穴２７２ｂに挿入してから、止めネジ２７３を付加端
子２７２の軸方向の穴２７２ａにねじ込んで、ワイヤー
状カーボンからなる端子線２７０を付加端子２７２に固
定する。付加端子２７２の下端部には、オネジ部２７２
ｃが形成してある。そこにナット２７４をねじ込んで、
金属配線２７５の一端が付加端子２７２に固定される。
この金属配線２７５の他端は、電源（図示せず）に接続
されている。通常は、上述のナット２６６に金属配線２
７５を接続するが、この場合には、カーボン製端子本体
２２３の発熱に伴い、金属配線が酸化され劣化するが、
特に上記ワイヤー状カーボンからなる端子線を設けた構
造によって、このような問題が解消される。図４８〜４
９は、図４６の端子部材２３の具体例を示している。図
５０〜５１は、図４６の付加端子６７の具体例を示して
いる。図５２〜５３は、図４６の押え部材２８の具体例
を示している。図５４〜５５は、図４６の押え部材６８
の具体例を示している。図５６〜５７は、図４６の付加
端子７２の具体例を示している。図５８〜５９は、図４
６のナット７４の具体例を示している。ワイヤー支え治
具２２４には、薄肉の円筒型でありヒータ部材２２２を
通すための穴が開けられている。ワイヤー支え治具２２
４の根元部は、石英ガラス容器２２１の設定穴内に埋め
込まれる。ワイヤー支え治具２２４でヒータ部材を支持
することによって、ヒータ部材２２２が石英ガラス容器
に触れないように保つ。このようにすれば、カーボン製
のヒータ部材の珪化をより確実に防ぎ、電気抵抗の変化
を防止できる。ワイヤー支え治具２２４を薄肉の円筒型
つまりパイプ状にすることにより、上方への熱放射を大
きくすると共に、熱容量を小さくできる。熱容量が小さ
いと、熱応答が早くなり、サーマルショックに強くな
る。ワイヤー支え治具２２４は、透光性の透明アルミナ
で形成することができる。この場合、透明部からの熱の
輻射が多くなるため、被処理物の温度均熱性を向上でき
る。第５グループの発明においては、棒状端子部材２２
３の長さ方向に、ボルト状押え部材２２８差し込み用の
略円筒状の穴２２３ｃが形成されており、かつ、少なく
ともこの穴２２３ｃを貫通する略円状横穴２２３ｄが形
成されており、横穴２２３ｄにヒータ部材を差し込み、
穴に少なくとも横穴２２３ｄの下部に達する長さを有す
るボルト状押え部材２２８を回転挿入する構造にしてい
るが、そのとき、図６０の（Ａ）に示すように、ボルト
状押え部材２２８差し込み用の略円筒状穴２２３ｃの径
を略円筒状横穴２２３ｄの径より大きくし、図６０の
（Ｂ）に示すように、横穴２２３ｄに差し込まれたヒー
タ部材が、ボルト状押え部材２２８によって加圧され、
穴２２３ｄの底に達するように偏平に変形されているの
が好ましい。図６０の如く、ヒータ部材２２２を直接ボ
ルト状押え部材２２８で偏平変形させて保持しようとす
ると、ボルト状押え部材２２８を回転挿入している際
に、ヒータ部材２２２を構成するカーボンファイバーを
少なからず切断してしまい、その結果、保持強度が低下
してしまうおそれがあるが、ボルト状押え部材２２８と
ヒータ部材２２２との間に膨脹黒鉛シート（図示せず）
を介在させる構成とすることによって、このような不具
合を回避することができる。なお、第５グループの発明
のカーボンヒータは上述の態様のみならず例えば図６１
に示すような半導体ウェハの下方にこれを配置し加熱処
理を行う半導体製造装置に適用できる。また、第５グル
ープの発明は前述の実施例に限定されない。例えば、カ
ーボンヒータは円筒形に限らず、六角形や矩形等でも良
い。また、カーボンヒータにおけるヒータ部材の配置
は、渦巻状やその他の形状でも良い。第５グループの発
明においては、特に半導体製造装置用として有効なカー
ボンヒーターを複数本のカーボンファイバーを束ねたカ
ーボンファイバー束を複数本用いてワイヤー状の長細形
状に編み込んだヒータ部材を複数の棒状端子部材及びワ
イヤー支え治具によって平板状容器内に非接触で支持さ
れて封入した構成にすることによって、発熱体の発熱ム
ラを低減することができ、均熱性が向上する。また、急
速昇・降温を可能とすることができる。また、本カーボ
ンヒータを簡易構造とすることができ、低コスト化が図
られ、さらにはその詳細な構造・材質の選択によって、
本カーボンヒータ特有の諸問題を解決することができ、
同ユニットの耐用寿命を向上することができる。【Example】Invention of the first group Hereinafter, the first glue will be described with reference to FIGS.
A preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 88 shows the first group.
1 shows a first embodiment of a carbon heater according to the invention of a loop.
It is a three-dimensional view. (The drawing shows the simplest knitted state
For three carbon fiber bundles
FIG. In this embodiment, the heater member 111 is a car having a diameter of 7 μm.
Carbon fiber bundle with 330 bon fiber bundles
Are woven into a wire shape using three of them.
The diameter of the carbon wire is about 1.2 mm. this
Heater with carbon fiber woven into wire shape
The member is a braided span (one wire in the length direction)
The bundle is entangled with the other two regularly and returns to its original position
Is 5 to 7 mm. Follow
For example, each carbon fiber is cut in the middle
The effect of this cutting,
Is limited to only 5 to 7 mm in length.
Without affecting the overall length of the heating element.
Variation in the electrical resistance value in the length direction of the
Effectively suppresses generation of heat generation unevenness. Also,
According to the heater member, three carbon fiber bundles
When weaving, 330x3 carbon fiber bags
In addition, a considerable number of things are cut in places
Therefore, when viewed as a whole, a large number of fluffs of 3 to 6 mm
That is, 115 is formed on the surface. FIG.
A second embodiment of the carbon heater according to the invention of one group
FIG. In this embodiment, the heater member 111
Is formed of carbon wire. Carbon wire
ー is a bundle of 300 carbon fibers with a diameter of 7μm
Using 9 carbon fiber bundles
It is woven. For example, the diameter of carbon wire
For example, it is about 2 mm. The braided span is about
3mm, and the fluff due to carbon fiber is
Each is about 0.5 to 2.5 mm. Heater member 111
Are connected to the carbon electrodes 112 at both ends. Hi
The data member 111 is attached to a plurality of alumina support members 113.
Supported, bent many times in the same half-plane. This implementation
In the example, the heating (uniform heating) zone is planar.
You. The amount of impurities contained in the heater member 111 is 10 p
pm or less. The temperature of the heater member 111 is set to 1000 ° C.
Is 1 to 10 Ω / m · line. FIG.
It is a perspective view showing a 3rd example of a carbon heater. FIG.
Are the carbon electrodes 12 in the carbon heater of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state near 2. In this embodiment,
The data member 121 is formed of carbon tape. Mosquito
Carbon tape is a bundle of multiple carbon fibers.
Knit into tape shape using multiple fiber bundles
It is inclusive. The width of the carbon tape is, for example, 10 m
m, and the thickness is, for example, about 1 mm. This place
In this case, the fluff of carbon fiber
This is equivalent to the case of a bon wire. Four heater members
121 is connected in series via support members 123 and 124
And carbon electrodes 122 are arranged at both ends thereof.
You. The support members 123 and 124 are two flat plates,
The fixing member 121 is sandwiched and fixed. On the bottom (base side)
The support member 124 is made of quartz, and the upper support member 123
Is made of carbon. In this embodiment, the heating zone
The surface is planar. The amount of impurities contained in the heater member 121 is:
The ash content is 10 ppm or less. Also, the heater member 121
Has a resistance at 1000 ° C. of 1 to 20 Ω / m.
FIG. 32 shows a carbon particularly effective for a semiconductor manufacturing apparatus.
It is a perspective view showing a 4th example of a heater. In this example
The heater member 131 is inside the double tube 136 made of quartz glass.
Are arranged spirally. Heater members reduce oxidation wear
In order to prevent the devitrification of quartz glass, the impurity concentration
Per minute. Quartz glass double tube 1
36 has a sealed structure consisting of an inner cylinder, an outer cylinder, and upper and lower plates.
Or introduce nitrogen gas into the inside or 20 torr or less
Vacuum state. The heater member 131 is
Supported by a small protrusion 133 made of alumina attached to the inner cylinder
Have been. The protrusion 133 may be linear.
The heater member 131 can be supported by grooves instead of protrusions.
Noh. The small protrusions made of alumina are made of pure
It is preferable to use a translucent alumina
Lumina also tries to increase the rate of rapid temperature rise
Cracks or breakage on the protrusion due to thermal shock
The projections may be made of high-purity carbon and
It is preferable to use a translucent alumina assembly member. On the spot
In this case, the portion in contact with the heater member is made of high-purity carbon.
Furthermore, instead of translucent alumina, quartz glass
It doesn't matter. In this embodiment, three heater members 13
1 is spirally wound around the inner cylinder,
The printing zone is formed continuously. Like this two
By forming the above heating zone,
It is easy to balance the temperature in the heat zone. zone
The width and the number of zones can be arbitrarily determined. Zoe
The number of components is preferably 3 to 5 from an economic viewpoint.
You. The heater member 131 is connected via a metal mounting member 134.
Power supply 1 through the graphite electrode 132
35. FIG. 33 shows a semiconductor manufacturing apparatus in particular.
Perspective view showing a fifth embodiment of a carbon heater effective for use
FIG. The carbon heater 140 has a large number of heater units.
149. Each heater unit 149
Is the above-mentioned carbon wire in a sealed quartz glass straight tube.
The heater member 141 is disposed.
You. A large number of heater units 149 are arranged in a cylindrical shape,
A cylindrical carbon heater 140 is formed as a body.
You. The carbon heater 140 is a cylindrical heating sol.
Have. Such a cylinder is used for wafer heat treatment.
Good shape, but depending on the object to be heated, or heating conditions
From the point of view of certification, it can also be box-shaped. carbon
When the furnace body is configured using the heater 140,
Carbon heater for better temperature balance below
Using a plurality of 140 (for example, 3 to 5 zones)
it can. At that time, use carbon heaters with different shapes and configurations.
May be used. The above example is a part of the carbon heater.
When the carbon heater unit is
However, the present invention is not limited to this.
The quartz glass member other than the periphery of the heater member
It can be a qualitatively integrated rod. FIG.
Is a heater unit that is a part of the carbon heater 140.
149 is shown. Heater unit 149
Are the two ends of a straight tube 146 made of quartz glass.
2 and a metal flange 161.
A metal electrode 144 penetrates through both flanges 161 and 162.
And a carbon electrode 142 is connected inside.
Have been. A heater member is provided between the two carbon electrodes 142.
141 are attached. Both ends of straight tube 146 made of quartz glass
Near N₂Doorway 14 used for introduction and vacuum suction
7,148 are formed. In addition, the metal electrode 144
Carbon electrode may be used, but maintain vacuum
For this reason, it is preferable to use metal. FIG. 35 and FIG. 36
Is a heater unit that is a part of the carbon heater 140.
A modified example of FIG. The heater unit shown in FIG.
In the slot 149, a projection from the side of the straight tube 46 made of quartz glass is used.
The metal electrode 44 and the carbon electrode 142 are inserted into the protruding portions.
You. The heater unit 149 shown in FIG.
A wire support protrusion 143 is formed on the end face of the straight pipe.
Thus, the heater member 141 moves to the other end via the support protrusion 143.
Configuration. Therefore, maximize the heater length
Can be used to improve the temperature uniformity in the furnace
You. FIGS. 37 (A) and (B) show the case especially for a semiconductor manufacturing apparatus.
A sixth embodiment of the effective carbon heater is shown.
The carbon heater 150 includes a number of annular tubular heater units.
159. Each heater unit 159
Is mounted on a sealed translucent alumina annular tube 156.
In this configuration, the heater member 151 made of
ing. A large number of substantially annular heater units 150
As a whole, a cylindrical heater 150 is formed.
I have. An example of the heater unit 159 is shown in FIG.
(C) and (B), (D). FIG.
(A), (C) heater unit 159, both ends of the ring
They are arranged on the same plane. On the other hand, FIG.
The heater unit 159 shown in FIG.
It has been forged. The heater unit 159 has a light-transmitting
Seal both ends of Lumina annular tube 156 with flanges 163
Configuration. Flange 163 is translucent alumina
It has a structure in which metal is bonded to a metal. Flange 16
3, a metal electrode 154 penetrates, and a
The elementary electrodes 142 are connected. Between two carbon electrodes
Is connected to the heater member 151. FIG. 37 (A)
In the carbon heater 150, the position of the electrode 154 is
And the phases are generated at the electrode terminal positions. on the other hand,
In the carbon heater 150 shown in FIG.
The position of the electrode 154 can be set freely. Heater unit
The number of superimposed pieces 159 can be arbitrarily adjusted. Ma
Power control of each heater unit
Thus, it is possible to further improve the heat uniformity. FIG.
9, a heater unit 159 made of translucent alumina
Both ends of the annular tube 156 are in contact, and the electrode 154 is a tube.
Project radially from the center of the cross section. This type
Heater unit 159, the heater length must be maximized.
Therefore, the heat uniformity of the furnace body can be improved. In FIGS. 37-39
Although not shown, the light-transmitting alumina annular tube 156
Even if a pipe system is provided at both ends, nitrogen gas is introduced into the pipe.
Or a vacuum in the tube. 37 to 39.
An example is a carbon heater unit that is part of a carbon heater.
When the pipe is shaped as an annular tube or an annular tube,
However, the present invention is not limited to this.
The quartz glass member above the periphery of the is substantially integrated
It can be a rod. In this example, the annular pipe 1
Even if quartz glass is used as 56, the same effect can be obtained.
I can do it. Next, the embodiment of FIG. 40 will be described.
The heater member 161 is supported in a spiral shape and has a heat insulating material.
Enclosed in container 166 by any configuration not shown
Have been. Electrodes are installed at both ends of the heater member 161.
It is. The electrode portion of the heater member 161 is made of a carbon material.
You. The supporting electrode portion 162 is made of either metal or carbon.
However, in order to prevent impurity contamination,
The tip that contacts the motor is made of high-purity carbon. Wai
The support member 163 is made of, for example, alumina or quartz glass.
It is composed of such a non-conductive substance. Heater member enters
The gap between the heat insulating material container 166 and the furnace core tube 167 is closed.
It is necessary to introduce nitrogen inside or make a vacuum
The degree of vacuum is set to, for example, 20 or 10 torr or less.
Can be determined. A long cylinder using multiple heater units
Heater heating zone can be formed
You. By stacking the heater units in this way,
The uniformity of the temperature distribution in the central part can be improved. For example, a single
For knits, the temperature difference of the central heater unit at 1000 ° C
Was 50 ° C or higher, the heater unit was tripled
In this case, it was confirmed that the temperature became 5 ° C. or less. car
Bundling multiple carbon fibers as a bon heater
A braided braid made from multiple carbon fiber bundles
The heat capacity of the data member is smaller than that of the C / C
Can dramatically improve the rapid quenching throughput.
Came. In addition, by using the heater member, carbon
Heat generation unevenness was reduced as compared with the case of using only the fiber. Ma
Further, in the conventional SiC heater, the electric load density is 10 W
/ Cm²Could only be raised up to
When the carbon wire is used, the electric load density
30W / cm²Up to about 3
The temperature can be increased twice as fast. In addition, each heater unit
Power control for better heat uniformity
Can be improved. Especially half of the invention of the first group
Effective carbon heater for conductor manufacturing equipment
Excellent flexibility and can be manufactured at low cost
You. The invention of the first group is limited to the above-described embodiment.
Not. The shape of the carbon heater shown is an example only
It is illustrative, and various modifications are possible. Of FIG.
In the third embodiment, instead of the wire-shaped heater member,
A tape-shaped heater member may be used.Invention of the second group Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 28, the invention of the second group will be described.
A preferred embodiment will be described. In addition, in FIGS.
Part of the heater portion in the heater member 11 and the sealing member 12
Although it is a simplified drawing where the periphery of the material is in contact,
Is as described in claim 6 of the appended claims.
Around the heater member (formed on the surface of the heater member)
Hollow space (due to the fluff of carbon fiber)
It has been formed. First, referring to FIGS.
The first embodiment of the invention of the second group will now be described. This mosquito
The heater 10 is a heater having a rectangular plate shape as a whole.
The heater member 11 is sealed in the quartz glass support 12.
It has a structure. Then, the quartz glass support 12
Is, as shown in FIG.
A substantially hollow space is formed in the periphery, and this space
Except for the intervening part, it has a substantially integrated structure.
You. Here, the most preferable configuration is a substantially integrated configuration.
The preferred form is to fuse multiple quartz glass plates
When manufacturing the Ming carbon heater, each quartz glass plate
Or half of the joint surface
Even if there is no uneven part in the fused state
It is. As the heater member 11, a plurality of carbon
Using multiple carbon fiber bundles with bundled fibers
Used in a wire shape. Heater member
Reference numeral 11 denotes a zigzag shape on almost the center plane of the quartz glass support 12.
Are arranged in the shape of a ring. Wiring configuration can be spiral or other
Shape may be sufficient. A specific example of the heater member has a diameter of 7 μm.
carbon fiber bundled with about 330 m carbon fibers
Approximately 2m in diameter using 9 fiber bundles (2970 total)
m. Also,
The penetration span is 3 mm,
The fuzz on the surface is about 0.5 to 2.5 mm each.
is there. Two, three or more such heater members
It can also be used. If multiple wires are used, the heat generation characteristics
Quality can be stabilized. Quartz glass support 1
2 is the thickness at which the wire is located at the center as shown in FIG.
Fusing the two quartz glass plates 12a and 12b substantially
It is integrated with One of the quartz glass plates 12b
A wiring groove for accommodating the heater member 11 is provided on the joint surface.
14 is formed in a rectangular cross section. Including wiring groove 14
Thickness t of the quartz glass plates 12a and 12b₁, T₂Is
The heater member 11 is located at the center of the support 12
I do. The terminal wire of the heater member 11 has a diameter of, for example, 3 mm.
It is pulled out from the hole 21 perpendicularly to the heater surface 13. Figure
Reference numeral 4 denotes a method of the fusion treatment. Carbon lower member
The quartz glass plates 12a and 12b are arranged on 27
The carbon upper member 28 is placed on the
Put the weight 29 made of heat-resistant material and set it in the heat treatment furnace.
To On the upper surface of the lower member 27 and the lower surface of the upper member 28,
Mirror finish is applied. In addition, these carbon members
Are all purified products with impurities of 5 ppm or less. The book
Quartz other than the periphery of the heater member, such as a carbon heater
In order to adopt a configuration in which the glass support is substantially integrated
In particular, the homogeneity of the carbon member and the quartz glass support
The surface roughness of the part in contact with is important. This surface roughness and
To ensure proper homogeneity, the carbon member
And the open porosity is 15% or less, and 1.8 to 2.0
g / cm³Buffing with bulk density
It is important to have a polished or mirror-polished surface roughness
It is. With this, the quartz glass support by the carbon member
Uniform pressure can be applied to the entire holding body, and quartz glass
Glass during production due to the difference in thermal expansion coefficient between carbon and carbon
This makes it possible to prevent the thermal strain from remaining in the steel. Inside the furnace
Is maintained at a vacuum of 1 torr or less,
Heat treatment for 0.5 to 5 hours with two quartz glass plates 12
The joint surfaces a and 12b are fused. This heat treatment has a temperature
Long when low, short when high, change depending on the situation
Do it. Atmosphere of the heater member 11, that is, in the wiring groove
So that the atmosphere becomes a reduced pressure or non-oxidizing atmosphere
Join. On cooling, it is the strain point of quartz glass
Cool gently around 1100 ° C. With 1100 ° C
The cooling rate in the vicinity is, for example, about 50 to 150 ° C./hour.
Set. By such heat treatment, the quartz glass support
Holding body 12, that is, two quartz glass plates 12a, 12b
Can be substantially integrated by fusing the entire joint surface
You. That is, substantially in the periphery of the heater member 11
A hollow space is formed, except for this space.
It has an integrated structure. The above fusion process
The method is to heat in a heat treatment furnace, that is,
Heating means is used, but not only
Sandwich the quartz glass plate with a carbon member
The carbon wire in the lath plate is heated by electricity and quartz glass
The method of fusing the plate or, for example, the carbon member
Instead, it is sandwiched by a member such as AlN to
Heating the heater member in the quartz glass plate by heat
A law can also be adopted. Heat from inside such
The means is not from the outer periphery of the quartz glass plate, but the center side
Since the fusion is more advanced, the gas existing between the quartz glass plates
It is extremely difficult to take air bubbles inside and leave bubbles during fusion.
Less power. Fig. 5 shows an example of the usage status of the carbon heater
Is shown. The end of the heater member 11 is
1 is pulled out substantially perpendicular to the heater surface 13 and
Connected to the Mo terminal wire 62 via the
You. These are arranged in a quartz glass tube. Soshi
Thus, the Mo terminal line 62 is connected to the two Mo
It is connected to an external tangent line 64. Mo foil 63 is pinch sea
Have been Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
An example carbon heater will be described. In the following examples
The following description focuses on differences from the first embodiment. FIG.
In the carbon heater 10 of FIG.
The heater member 11 is on the side closer to the heater surface 13 when viewed in the vertical direction.
Are located. This carbon heater 10 is shown in FIG.
As described above, two quartz glass plates 12c,
It is formed using 2d. For example, one quartz glass plate
12c thickness t₁Is the thickness t of the other 12d₂1/2 or less
Can be set below. Houses carbon heating element 11
Grooves 14 are formed in the thicker quartz glass plate 12d.
You. However, the thickness of the quartz glass plate is the part of the wiring groove
Is not included. The upper quartz glass plate 12c is an example
For example, 100x100x3, lower quartz glass 12d is an example
For example, it can be formed in dimensions of 100 × 100 × 7. Then figure
Referring to FIGS. 8 to 10, the carbon heater of the third embodiment
explain. This carbon heater 10 has a large number of fine closed
An opaque (or foamed) quartz glass layer 12e having holes
are doing. Opaque quartz glass layer 12e is opposite to the heater surface
On the side to prevent radiant heat from being transmitted to the bottom of the heater
I do. As shown in FIG. 8, a stone on which the heater member 11 is wired
A thin quartz glass plate 12c above and below the English glass plate 12d
And the opaque quartz glass plate 12e,
Is applied. As a result, as shown in FIG.
A plate including a lath layer 12e and enclosing one heater member 11
Substantially integrated by the quartz glass support 12
The quartz glass support 12
A structure in which a hollow space is formed around the
Can be FIG. 10 shows the carbon heater 10 of FIG.
This is a modified example. In this carbon heater 10, opaque
The quartz glass layer 12 e is
It accounts for about 1/2. Further, the heater member 11 is opaque.
Straddling between the clear quartz glass layer 12e and the transparent quartz glass layer
Are located. Thus, the opaque quartz glass layer 12
The transmission of radiant heat below the heater by increasing the thickness of e
The prevention action can be increased. Next, FIGS.
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. This carbon
The heater 10 is a heater member made of carbon fiber.
11 and at least the heater member 11
The other side is a mirror-finished carbon reflector 15 and a plate-shaped stone.
It is configured to be sealed in a British glass support 12. Soshi
The quartz glass support 12 is provided around the heater member 11.
A hollow space is formed on the side, and the other
And are substantially integrated. Quartz glass upper plate 12
c, quartz glass middle plate 12d, heater member 11, carbon
FIG. 11 shows the reflection plate 15 and the quartz glass lower plate 12e.
Assembled as shown and subjected to the aforementioned fusion process
And quartz glass support 12 (12c, 12d, 12e)
Are substantially integrated. The quartz glass lower plate 12e has
A counterbore 16 for the carbon reflector is provided.
16 is slightly larger than the reflector to absorb the difference in thermal expansion
Is formed. Thus, below the carbon heating element
By installing a carbon reflector on the bottom of the heater
The effect of preventing the transmission of radiant heat to the
Also, to improve the heat radiation above the heater
Can be. Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
An example will be described. This embodiment is a reflector plate for carbon heater.
The carbon heater 1 which is the body 20 and has the above-mentioned reflecting plate
0 (FIGS. 11 to 13), the portion of the reflection plate is taken alone.
Equivalent to what was issued. That is, the carbon heater
The projecting plate-shaped body 20 has a mirror surface made of carbon at least on one side.
The firing plate 15 is enclosed in a plate-like quartz glass support 22.
It has become. Quartz glass upper plate 22a, one side is mirror surface
With a carbon reflector plate 15 and a counterbore setting for the reflector plate
The quartz glass lower plate 22b is assembled in the arrangement shown in FIG.
Standing and performing the above-mentioned fusion treatment, quartz glass support
The body 22 (22a, 22b) is integrated. This carb
Glass support encapsulating reflector plate 20 for heater
22, for example, as shown in FIG.
By laying it on the lower surface of the
It can be one form of a carbon heater. Quartz gas
The counterbore for the reflector of the lath lower plate 22b absorbs the difference in thermal expansion.
It is larger than the reflector to accommodate it, as shown in FIG.
Thus, a space for that purpose is formed. The above carbon counter
Each of the plate-like members 15 is made of a thermally expanded graphite sheet, Kapton-fired
Formed with adult sheet, glassy carbon sheet, etc., thickness
Is set to 20 to 2000 μm. The above sheet is
To reduce the size of the heater
In order to increase the capacity, a structure with a thin thickness of 20 to 200 μm
It is preferable to make
Baking the Kapton sheet to obtain low cost
The Kapton fired sheet manufactured by the above method is most preferable.
The description of the carbon reflecting plate is described in the present invention.
Are common to the carbon reflectors described in
You. This reflector plate 20 for carbon heater is clean and
It has excellent heat resistance and low heat capacity.
It is suitable as a heat reflection plate arranged on the side or outside. FIG.
Is a modified example of the carbon heater reflecting plate 20 of FIG.
It is. In this reflector plate 20 for carbon heater,
Two carbon reflectors 15 in glass support 22
a and 15b are sealed. Has a small area like this
By configuring multiple carbon reflectors side by side,
Cracks caused by thermal expansion of the carbon material
As a result, it is possible to effectively suppress it. In FIG. 16, 2
The carbon reflectors have a structure in which only one part is overlapped.
However, the above two carbon reflectors are entirely overlapped.
It is good also as the structure which made it do. In this case, a more effective
Thermal properties are obtained. In the embodiment of FIGS. 18 and 19, carbon
The heater member 11 made of fiber is placed in the wiring groove 14.
Two (three or more possible) are arranged in parallel. For wiring
At the bottom of the groove 14, two heater members are provided in accordance with the number of heater members.
An auxiliary groove 14c is formed. Thereby, the heater section
The material can be supported by, for example, three line contacts,
Problems such as heat generation unevenness due to touch can be eliminated.
In the embodiment shown in FIGS. 20 and 21, the bottom 1 of the cross section of the wiring groove is used.
4d and the whole 14d, 14e have a curved cross section
You. As a result, a plurality of quartz glass plates are fused and integrated.
When the cross-sectional shape of the wiring groove is thermally deformed,
Surface contact can be prevented as much as possible, and quartz glass
Prevent deterioration of heater members due to carbon reaction
Can be. In addition, the inside of the quartz glass support
Can suppress the accumulation of local distortion,
Can be prevented. Furthermore, with this surface contact,
The heater section by absorbing the heat generated from the heater member
Heat generation unevenness as a material can be prevented. FIG.
24, the heater surface (outer surface) has a semicircular cross section or
Has a trapezoidal projection 13a or 13b. Figure
Reference numeral 22 denotes a stripe shape when viewed from above the heater surface.
FIG. 23 shows a concentric convex portion formed, and FIG.
Reference numeral 4 denotes a structure in which a large number of convex portions are formed in a lattice shape. this
The surfaces of the projections 13a and 13b are covered with an oxyhydrogen burner.
Polished by heating. Such a configuration
By adopting this, the linear heater like the heater member described above can be used.
Heat generated by the heater member above the heater surface
Therefore, a prism effect such as uniformization can be obtained.
You. Usually, the heater surface is sanded to achieve the same effect.
A blasting method is adopted. In this case,
The surface is grained, and heat radiation from this surface is suppressed
Energy is accumulated in the quartz glass itself
Efficiency is reduced. In this sense, the above polishing process
What is done is an important matter. Furthermore, the same
With the configuration, generation of dust can be prevented.
Both the radius or the bottom length of the protrusion 13a or 13b is
0.5-5 mm is preferred. Less than 0.5mm
The production cost increases due to the complicated processing. Also, enough
The roll-out process cannot be performed. In addition, sufficient prism effect
I can't get it. Conversely, if it exceeds 5 mm, uneven heating may occur.
There is a risk that. The interval between the two convex portions is 0.2 to 1
mm. Next, refer to FIG. 25 (A) → (D).
Then, an example of a method for manufacturing another carbon heater will be described.
You. First, as shown in FIG. 25A, the wiring groove 14a (the groove
(Width: 2 to 4 mm) and this groove is used as an oxyhydrogen burner.
The first quartz that has been polished by grinding for a predetermined time
Glass plate 32a and insertion groove 1 paired with this groove 14a
4b (groove width: 1.5 to 2.5 m smaller than the width of 14a)
m) formed with the second quartz glass plate 32b,
It joins so that 4a and 14b may oppose (communicate). this
For joining, the two quartz glass plates 32a and 32b are integrated.
Can be fused or can withstand the next polishing or grinding process
The degree of fixation may be sufficient. The insertion groove 14b is used for wiring.
It can be seen as a kind of groove. Then, in FIG.
Thus, the surface layer 32d of the second quartz glass plate 32b is polished or
Is removed by grinding to expose the insertion groove 14b.
As a result, the insertion groove 14b allows the heater member 11 to be inserted.
It becomes an insertion window to perform. From the insertion window, the heater member
11 and push it down to the inner wiring groove 14a. Of the groove
Since the cross-sectional shape is a “convex” shape, the heater member 11
After insertion, the heater member 11 rises from the groove and flies.
Can be reliably prevented. This also gives
Fusing the quartz glass plate uniformly and reliably over the entire joint surface
You can do it. After wiring, quartz glass plate surface 3
3 is removed, and as shown in FIG.
The third quartz glass plate 3 is placed on the polished surface 33 of the glass plate 32b.
2c is placed and a fusion process is performed. By fusion processing, three sheets
The joining surface of the quartz glass plate is welded, as shown in FIG.
Thus, the portions other than the grooves 14 (14a, 14b) are substantially
Integrated into In this embodiment, the wiring groove 1 before fusion is used.
4a and 14b are generally in the shape of a "convex". Fusion
After wearing, the shape of the above "convex" is deformed and slightly collapsed
Becomes In this way, the wiring groove before fusion is shaped like a “convex”
By bending due to its own weight around the groove
Thermal strain can be reduced. This deflection due to its own weight is especially
Make the groove "convex" because it becomes larger on the upper side of
Thereby, the remaining thermal strain can be reduced. It
Therefore, in this embodiment, the heat history during use causes
The probability of occurrence of cracks or cracks can be greatly reduced. Figure
As an example of the dimensions of each part at 25, L is 0.5
~ 1.5mm, M is about 2mm, N is about 3mm
You. The heater member has a diameter of about 2 mm.
One to three wires can be wired in parallel. Carb
The overall thickness of the heater should be, for example, 5 to 10 mm.
Can be. Next, referring to FIG.
Of carbon heater or reflector for carbon heater
The method will be described. This manufacturing method is based on the carbon heating described above.
This is a method of bending the table 10 into a predetermined shape. Flat car
The bon heater 10 is made of carbon having a convex semicircular cross section.
Mold 41 and a carbohydrate having a corresponding concave semicircular cross section
Between the upper mold 42. The upper mold 42 has a carbon load.
Functions as a weight. Of course, the cab separate from the upper mold 42
Load may be used. On the sides of the upper and lower dies 41 and 42,
A carbon mold 43 for preventing displacement is arranged. Displacement prevention type
43 guides the upper die 42 to move directly below.
Insert this setting into the heat treatment furnace
And heating at 1500-1600 ° C for 1-5 hours
A flat carbon heater with a thickness of about 5 to 15 mm
10 can be deformed into an arc-shaped cross section. Sectional arc
Examples of the shape include a 1/3 arc and a 1/2 arc.
The carbon heater 40 has a semicircular cross section (1/2 arc).
is there. The carbon heater shown in FIG.
It is a cylindrical heater combining two Bon heaters 40,
A substantially cylindrical heater surface is formed. Terminal wire with stone
The English glass tube 19 is covered. On the other hand, for carbon heater
The reflector is also a flexible sheet-like sheet as described above.
If a carbon reflector is used, it is the same as a carbon heater
Thus, it can be deformed into an arc shape. In FIG. 26,
It is indicated by a code in parentheses. Like an arc
The deformed carbon reflector is deformed as above.
Placed adjacent to the carbon heater
Can be.Example 2-1 The carbon heater of FIG. 7 was manufactured according to the following procedure. 10
Prepare an upper quartz glass plate of 0x100x3t,
Mirror finish. Also, C to prevent pitching
A chamfer of 0.2 was performed. Also, 100 × 100 × 7t
Prepare a lower quartz glass plate with a depth of 4 mm and a width of 2 mm.
After processing the wiring groove, this groove is used as an oxyhydrogen burner.
The luster processing was performed. In addition, mirror surface processing of the fusion surface
Then, chamfering of C0.2 was performed. Replacement of the above mirror finish
In addition, polishing with a flame may be performed. As in FIG.
Then, in a heat treatment furnace, heat
Place the filter member in the wiring groove of the lower quartz glass plate.
Carbon fiber attached to the surface of the lower quartz glass plate
After completely removing the debris, place the upper quartz glass plate on top
And set them on a glassy carbon mirror plate.
Was. Place a 10kg carbon block weight on top of it
Was. In addition, these carbon members are all 5 pp impurities.
m or less. The carbon material is unpurified
And the quartz glass surface may be devitrified.
May be diffused in semiconductor manufacturing equipment due to impurities
Because there is. Then, the pressure inside the furnace is reduced to 1 torr or less.
Then, heat treatment was performed at 1450 ° C. for 3 hours. On cooling
Therefore, at around 1100 ° C, which is the strain point of quartz glass,
Cooling was gentle. That is, 1450-1000
The cooling rate at 100C was set at 100C / hour. other than that
The cooling rate in the temperature range was not particularly controlled. that's all
Of the upper and lower quartz glass plates
Is completely fused and is externally inside the integrated quartz glass.
The structure in which the heater member was wired was adopted. The above heater
The member was somewhat compressed by the load. Quartz glass plate
The wiring groove provided in the groove is also deformed and pressed during fusion,
Both the width and the groove depth became smaller. And this carb
Terminal wire as shown in Fig. 5
Connected to a power supply through a quartz glass pipe and
went. As a result, there is no problem with the heater temperature up to 1350 ° C.
Could be heated well. Also, between room temperature and 1200 ° C
Temperature was repeated 100 times, but cracks etc.
There was no title. In addition, both quartz glass
With 5% unfused part of the total contact area
Then, the above evaluation was performed, but the same result was obtained. (This
The unfused part of the lower part when the heater member is placed in the wiring groove
Fiber waste adhering to the surface of a quartz glass plate
Occurs when the removal of
You. ) Furthermore, using these two carbon heaters,
Φ with the outer periphery supported by a ring-shaped susceptor
A 200 mm semiconductor wafer is placed in a furnace in a vacuum for about 50 mm.
A test of heating to 1000 ° C from below was performed.
In either case, the temperature inside the upper surface of the semiconductor wafer
Was suppressed within the range of ± 0.5 ° C. other
And a heater member in the carbon heater in a furnace in the atmosphere.
Temperature to 1300 ° C and keep it for a long time.
Evaluation of reaction between quartz glass and carbon heater member
Test was conducted, but after 2500 hours have passed
Also cause any problems with any of the above carbon heaters
Has not been confirmed Invention of the second group
In the carbon heater, the quartz glass support is fused
Stress concentration does not occur.
You can enjoy life. Moreover, quartz supporting the heater member
The glass support is integrated except around the heater member.
Therefore, the heat capacity can be reduced by thinning the quartz glass support.
Wear. Therefore, it can respond to rapid temperature rise and fall. 2nd glue
The reflector plate for carbon heater of the invention of
Because it has excellent heat resistance, it can be placed under or outside the heater.
It is suitable as a heat reflection plate. Also, for the reasons mentioned above,
Especially for semiconductor heat treatment equipment because it can be made thinner and lower heat capacity
It is suitable for the heater. The invention of the second group
According to the method for manufacturing a carbon heater and a reflector therefor,
A high-quality carbon heater having the above-mentioned effects; and
The reflector can be efficiently manufactured at low cost. What
The invention of the second group is not limited to the above-described embodiment.
No. For example, the shape of the carbon heater and the reflector is rectangular.
The shape is not limited to a circle and various other shapes can be adopted. He
Are arranged in two or more steps in the quartz glass support.
You can also.Third Group Invention Hereinafter, the third group of the invention will be described with reference to FIGS.
A preferred embodiment will be described. FIG. 62 shows the results of the third group.
Ming's carbon heater especially useful for semiconductor manufacturing equipment
FIG. Carbon heater 410 as a whole
It is formed in a flat plate shape. The carbon heater 410 is
In the setting recess 413 of the setting member 412 made of quartz glass,
Heater member 41 made of carbon fiber as heat body
1 and a cover member 414 made of quartz glass
It has become. Therefore, the heater member 411 is made of quartz glass.
It will be dressed in the style. Specific of the heater member 411
As an example, a carbon fiber having a diameter of 7 μm
Using 9 bundled carbon fiber bundles, a diameter of about 2
Some are knitted in a wire shape of mm. Also,
The braided span is about 3.2 mm and the carbon fiber
The fluff caused by Ivar is about 1.0 to 3.0 mm each.
is there. The wiring form of the heater member 411 may be arbitrary. Illustrated
In this example, the shape is zigzag.
Is also good. It is also possible to divide into multiple zones.
You. In that case, a plurality of terminals are required. FIG.
As shown in FIG. 64, the setting member 412 is entirely rectangular.
Shaped quartz glass plate. The setting member 412 includes a heater
A meandering groove 413 is formed as a setting recess of the member 411.
Have been. Wide terminal settings at both ends of the groove 413
A part 421 is provided. Carbon terminal setting section
From 421, the metal electrode passage groove 422 extends to the outside
I have. A non-oxidizing gas is introduced into the setting member 412.
A gas introduction groove 423 is also formed. Metal electrode through
Each of the groove 422 and the gas introduction groove 423 has a metal electrode.
The quartz glass tube 428 and the quartz glass tube 429 for gas introduction
It is connected. Quartz glass tubes 428 and 429 are setting units
To prevent cracking after welding.
Annealing treatment has been performed. These quartz glass
The pipes 428, 429 can be reinforced by a reinforcing rod 431.
Can be. The groove 413 is, for example, a plate-shaped setting member 41.
Excavation 2 by machining using a diamond drill
Then, the work surface is formed by smoothing. On the cutting surface
There are countless chippings, which are caused by thermal shock.
Mirror polishing or polishing
The smoothing in the processing is performed. In particular, as described above,
In order to stop, polishing by heating with oxyhydrogen burner
Processing is optimal. However, as described below,
When filling the groove with alumina powder 415,
Is not always necessary. Here, the mirror surface is the surface roughness
Rmax (based on the maximum height JIS B0601-1982)
Follow. ) Means a surface of 1 μm or less. Table of surface of groove 413
If the surface roughness Rmax is larger than 1 μm, the heater unit
Local contact with the material occurs, increasing the reactivity in that area
The life of the heater member is shortened. That is, with quartz glass
Carbon is SiO₂+ 3C → SiC + 2CO or SiO₂
+ 2C → SiC + CO₂Of the heater member 41
1 will be damaged. For example, 1200
10% increase in resistance due to silicification at 300 ° C for 300 hours
Was. One or more heater members 41 are provided in the groove 413.
1 can be arranged, but the depth of the groove 413 is
It is preferable to make the depth greater than the net thickness of Also,
So that the data member 411 and the lid member 414 are not in surface contact.
It is also important to: As shown in FIGS.
The member 412 and the lid member 414 are melted using an oxyhydrogen burner.
It is hermetically fixed by the contact 427. Setting member 412
And the cover member 414 are opposed to each other at a distance of L.
You. The distance L is 0.2 to 1 mm. Shorten the distance L
(Around 0.2 mm), the setting member 412 and
Preferably, the facing surface of the lid member 414 is mirror-finished.
This is because when surface sagging occurs during polishing, the opposing surfaces
This may cause breakage. distance
If L is less than 0.2 mm, the possibility of breakage increases.
When the distance L is made longer (around 1 mm), the surface contact
There is no need for mirror finishing because there is no fear. Distance L is 1mm
Is exceeded, the welding flame enters and the heating element 41
1 is more likely to be oxidized. Setting member 412 and lid
A groove is provided around the member 414. This
The welding strength between the setting member 412 and the lid member 414
Can be improved. Weld only right-angled corners without making a groove
In this case, sufficient welding strength can be obtained
Absent. For example, the thicknesses of the setting member 412 and the lid member 414 are
In the case of 6 mm, the chamfer of the groove is C5. In general
Is the width of C: y is determined by y ≦ t-1 mm (t is the thickness).
It is preferable to select them. This is the setting member 412
By leaving the upper and lower ends of the lid member 414 about 1 mm,
This is to prevent such chipping. Also,
Welding is performed not only at the groove but also at 1m as indicated by reference numeral 427.
It is preferable to weld by overlaying about m.
The strength can be further improved. The setting member 412 and the lid member
The spacing of 414 is due to the local temperature difference during welding.
Also helps to prevent damage due to. Setting member 412
In order to provide a gap between the lid members 414 and weld them,
Is a space having a thickness of 0.2 to 1 mm in the case of FIG.
And the outer periphery of the setting member 412 and the lid member 414
After 3 to 4 overlay welding and removing the spacer,
What is necessary is just to build-up welding of the whole peripheral part. Also, as shown in FIG.
Height of 0.2 to the entire outer peripheral side of the lid member 414.
A fire barrier 434 having a width of about 1 mm to about 9 mm and a cover member of 1 mm
414 is formed by integral molding or welding.
After the setting member 412 and the lid member 414 are overlapped,
While applying a fixed quartz glass rod to the groove,
Weld the flame barrier by heating with
The overlaid portion 427 can be formed and welded. In particular
According to the latter method, the heater member is heated by the burner.
Oxidation can be prevented as much as possible.
The spacing dimension can be made more uniform, and the setting section
Material and the outer periphery of the lid member₂White cloudiness due to fine powder
Can be prevented from occurring, and the
I can do it. In addition, the fire protection wall 434 is a cover member.
414 may be provided at a height of 0.2 to 1 mm.
The toe is attached to both the setting member 412 and the lid member 414.
The tall height may be provided to be 0.2 to 1 mm.
As shown in FIG. 65, alumina powder 415
And the heater member 411 is filled with the alumina powder 415.
Supporting is advantageous. The alumina powder 415 is supplied to the setting unit 4
13, an alumina powder 415 and a heater member 411 are arranged.
After that, heat treatment is performed at about 1300 ° C. to perform sintering.
This ensures the maximum operating temperature of the carbon heater
To about 1350 ° C. Aluminum
The powder is arranged in the following procedure, for example. Quartz glass tube
After welding and annealing 428 and 429, setting member 4
Paste obtained by dissolving alumina powder with pure water in groove 413
After setting the heater member 411, the heater
Alumina paste is poured into the upper part of the member. And
The water is removed by a dryer at 200 ° C. for 3 hours. Carbon fiber
-Terminal 421 has a carbon terminal 416
And both ends of the heater member 411 are in contact therewith.
Has been continued. As shown in FIG. 66 and FIG.
Material 411 is inserted into the hole of carbon terminal 416
And is fixed by screws 425. Also carb
Terminal 416 is also connected to a metal electrode 417 made of Mo.
Has been continued. A screw 426 is provided at the tip of the metal electrode 417.
It is cut and screwed into the screw hole of carbon terminal 416
Is fixed. The metal electrode 417 is a quartz glass tube 4
28, is drawn out through 28 and connected to the electrode 432
ing. And the setting member 412 and the lid member
After welding and sealing 414, the distortion of quartz glass
It is eliminated by heat treatment at 1150 ° C. This heat treatment
The dried alumina powder is in a calcined state.
Is further subjected to a heat treatment at 1300 ° C. to obtain a sintered body.
It can be. Of the setting member 412 and the lid member 414
There is a gap of 0.2 to 1.0 mm between them. gas
A flexible tube 433 is connected to the introduction pipe 429.
From which non-oxidizing gas such as nitrogen gas is blown
(Arrow G). The blown gas is supplied to the gas introduction passage 423.
And flows around the carbon terminal. And
It is discharged through the quartz tube 428 for metal electrodes. Also,
The gas can also be supplied to the heater member 411.
In this case, care must be taken because temperature unevenness is likely to occur.
You.Example 3-1 62 without using alumina powder.
Created the data. Introduce nitrogen gas into this carbon heater
While conducting a heating test, the carbon wire heater
The temperature of the part was 850 ° C. and 51V10.6A. 10
There is no resistance change even after using for 0 hours, and stable heating is performed.
I was able to. Further, the temperature of the carbon heater is set to 1300
Can be used for 2000 hours or more
Was.Example 3-2 Except that the carbon wire was supported using alumina powder
A carbon heater was made in the same manner as Example 3-1.
Done. A heating test was performed while introducing nitrogen gas.
200 hours at 50 ° C heater temperature (alumina powder surface temperature)
Although it was used continuously for a while, there was no problem such as an increase in resistance. So
After that, when the temperature was further raised, the alumina powder surface
At 1550 ° C., the heater member was disconnected. Of the third group
The present invention is particularly effective for semiconductor manufacturing equipment.
Heaters have a much longer service life than conventional heaters.
Rapid temperature rise and fall are possible. The invention of the third group
Is not limited to the above embodiment. For example, the whole heater
The target shape is not limited to a rectangular flat plate, but may be a circular plate or a cylindrical shape.
Also, make grooves not only on the setting member but also on the lid member.
Can be.Invention of Group 4-1 Hereinafter, with reference to FIG. 87 and FIGS.
A preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 89 shows the 4-1.
Especially for semiconductor heat treatment equipment according to the invention of the group
It is a perspective view which shows the use condition of an effective carbon heater. Ma
FIG. 90 is a top view showing details of the carbon heater, and FIG.
1 is a side view partially omitted, and FIG.
It is an enlarged view of a part. The carb of the invention of the 4-1 group
The heater 610 bundles a plurality of carbon fibers.
Braided multiple carbon fiber bundles into a wire
The heater member 612 is used. Heater member 612
Examples of carbon wire used as
300 carbon fibers with a diameter of 7 μm were bundled
Using 9 carbon fiber bundles,
Some are knitted in ear shapes. Also, the above braid
Is about 3 mm and is made of carbon fiber.
The fuzz on the surface is about 0.5 to 2.5 mm each.
The heater member 612 is located substantially at the center of the quartz glass support 12.
They are arranged concentrically in a zigzag pattern on the surface. Wiring form
May be spiral or other shapes. Heater member 612
Is connected to the heater surface 1 through a hole 21 having a diameter of 3 mm, for example.
It is drawn perpendicular to 3. The wiring groove is a “convex” character
It is formed in a shape. Quartz glass support by heat treatment
The body 602, ie, the entire joint surface of the two quartz glass plates,
It is fused and substantially integrated. That is, this
The bon heater has a plate shape in which two heater members 612 are sealed.
Substantially integrated by quartz glass support 602
The plate-like quartz glass support 602
Around the heater member 612, the heater member 61 is provided.
To the fluff of carbon fiber formed on the surface of No.2
Therefore, it has a structure in which a hollow space is formed. this
A method for manufacturing a terminal portion according to an example will be described. 1) N₂Stone with a large diameter (for example, 19 mm in diameter)
The English transparent pipe 603 is welded to the flat quartz container. Crack
Annealing treatment (for example, 1150 ° C., 1 h
r). 2) In a small diameter (for example, 9 mm diameter) quartz pipe 661
A plurality of wire-like carbons are pulled in using a string.
Then insert this quartz pipe into the setting hole of the quartz container.
You. The wire is tight inside a small-diameter quartz pipe 661.
Placed for 3) Each member is arranged as shown in FIG.
Assemble. At that time, the carbon material 662
By the action, the cutting of the carbon wire can be prevented. 4) Opaque pipe 603 that has been joined in advance by welding
A transparent pipe is welded to the lower part of a. At that time, the branch pipe
664 to N₂Introduce gas to prevent oxidation of heater members
Go. 5) N₂While introducing the sealed end under the lower transparent pipe
Attach the child. 6) A vacuum is drawn from the branch pipe 664 to reduce the pressure inside the heater.
You. Then, round the base 664a of the technical pipe 664 with flame.
Then, the branch pipe 664 is removed. The end of the heater member 612 extends from the heater member to the heater surface.
Pulled out almost perpendicularly to M
o terminal line 641. These are in a glass tube
Are located in The Mo terminal line 641 is
Connected to two Mo external tangents 653 via foil 655
I have. The Mo foil 655 is pinch-sealed. In addition, above
The carbon heater according to the invention of the 4-1st group includes the above-described carbon heater.
Except for the terminal portion, the carbon heater of the second group of the invention described above.
It has the same configuration as the
Built. Further, the carbon nanotubes of the invention of the 4-1 group are provided.
The data is the above terminal part and quartz glass support (fusion method)
Other than that, the car of the invention of the 4-2th group to be described later
The configuration can be the same as that of the Bon heater. like this
With this configuration, approximately 1
Temperature unevenness on the surface of a semiconductor wafer separated by 00 mm
Can be kept at ± 0.5 ° C. or less. Also, compact
It is easy to manufacture and has advantages in cost.
Is big. Arranged in the middle of quartz transparent glass pipe 603
Opaque quartz glass pipe 603a
Heat radiation inside the transmitted quartz transparent glass pipe 603 and
This has the effect of blocking heat conduction by itself. This
And prevent oxidation of the Mo rods 641 and 653.
In addition, damage to the quartz pinch portion 656 can be effectively prevented. Ma
In this experimental example, between the core 635 and the cylindrical core 648,
Because carbon material 662 for color is interposed in
When pressing the wire-like carbon with the core, the core
Resolves the problem that the carbon wire is cut by rotating
Can beInvention of Group 4-2 Hereinafter, with reference to FIG. 70 to FIG.
A preferred embodiment will now be described. FIG. 70 shows the 4-2th glue.
The invention of the pump is particularly effective for a semiconductor heat treatment apparatus.
FIG. 71 is a perspective view showing a usage state of the carbon heater.
FIG. 3 is a perspective view showing a heater alone. FIG. 72 shows FIG.
1 is a top view showing details of the carbon heater 1 and FIG.
It is the side view which omitted the minute. The invention of the 4-2th group
In the carbon heater 510, a plurality of carbon fibers
-Knit multiple carbon fiber bundles
An ear-shaped heater member 515 is used. Heater member
The cross section of 515 is not limited to a circular shape but may be a flat shape.
As a specific example of the heater member 515, for example, a diameter of 7 μm is used.
Carbon fiber bundled with 300 m carbon fibers
Knit into a wire shape with a diameter of about 2 mm using 9
There is something in the middle. The braided span is about
3mm, fluff on the surface by carbon fiber
Each is about 0.5 to 2.5 mm. like this
By using the heater member 515, the current load density can be reduced.
It can be improved about 1.5 times compared to the conventional Mo-Si wire,
Rapid heating becomes possible. The heater member 515 is quartz glass
Placed in the setting recess 516 of the lower container 511 of the flat container
Then, the upper container 512 is put thereon. Heater member 51
5 is a lower container 511 and an upper container 51 of a quartz glass flat container.
It is enclosed in a container with the appearance of being sandwiched between two. Superior
The upper surface of the heater 512 serves as the heater surface 512.
In the figure, the heater surface 512 is a semicircular plane. Setting recess 5
16 are symmetrically arranged on the plane of FIG.
Gas passage 517 for introducing gas on the line of symmetry and gas introduction
-An outlet 518 is formed. Of the heater member 515
The wiring form, that is, the shape of the setting recess 516 is arbitrary.
No. In the illustrated example, the shape is zigzag.
Shape. The quartz glass containers 511 and 512 are half
A split shape with a semicircular notch at the center in a circular shape
I have. Therefore, as shown in FIG.
Then, the donut-shaped heater 520 can be formed. Setting recess 5
A rod-shaped terminal insertion portion 519 is formed at both ends of
The rod-shaped terminal 521 is arranged perpendicular to the heater surface 531.
ing. The rod-shaped terminal 521 has an end portion of the heater member 515.
Is connected. At the corresponding position of the upper container 512, a rod shape
Grooves for terminals are formed. For the rod-shaped terminal insertion part 519
Is connected to a quartz glass tube 513. Quartz glass tube
513 is perpendicular to the heater surface 531 on the lower surface of the lower container 511.
Sealed and fixed. Some parts of the quartz glass tube 513 are not
Transparent quartz can be used. In this case, the heater side
Can suppress heat transfer and heat conduction due to light from
You. And, the temperature rise of the members arranged below it
Control to protect the member and prevent heat loss.
Can be. Terminal portion inside quartz glass tube 513
The main body 523 and the rod-shaped terminal 521 are connected to a plurality of wire-shaped cars.
They are connected by terminal wires 522 made of bon. end
An inner tangent line 524 made of Mo is guided downward from the child body 523.
Has been started. In this manner, a plurality of wires are used as conductive wires.
The use of the terminal wire 522 made of carbon
Thus, the electric resistance can be reduced and the heat generation can be suppressed. quartz
At the lower end of the glass tube 513, a cap made of quartz glass
526 are connected. The inner tangent 524 is the cap 52
6 is drawn downward. Inscribed inscribed
The lower end of the line 524 is connected to the upper part of the foil body 528 made of Mo.
Have been. An external tangent line 529 made of Mo is provided below the foil body 528.
Is connected. The external tangent line 529 is a two-pole in FIG.
Yes, but it can be unipolar. Mo foil 528 is sealed with quartz
Sealed by a stop terminal 527. This quartz sealing end
The child 527 heats the tip of the quartz cap 526 by heating.
It is pinched (pinched) and sealed. Toko
The inner tangent 524 out of the cap as it is
In the case of the squeezing, the difference in thermal expansion coefficient between Mo and quartz
Cracks and the like occur in the quartz sealing terminal 527, and the sealing performance is impaired.
There is a problem that it is lost. Eliminate such problems
For this purpose, the foil body 528 is interposed and the quartz sealing terminal 527 is provided.
Pinch and seal. Shown in FIGS. 74 and 75
As described above, the opposing surfaces of the upper container 512 and the lower container 511 have a distance of L.
They face apart from each other. Distance L is 0.2-1mm
is there. When shortening the distance L (around 0.2 mm)
Is to mirror-face the opposing surfaces of the upper and lower containers 511 and 512.
Is preferred. This is when surface drop occurs due to polishing
The opposite surface may touch and cause damage
It is. If the distance L is less than 0.2mm, it may be damaged.
Becomes larger. When the distance L is long (around 1 mm)
Since there is no fear of surface contact, there is no need for mirror finishing.
If the distance L exceeds 1 mm, the welding flame enters
However, the risk of the heating element 515 being oxidized increases. Up and down
A groove is provided around the containers 511 and 512. This
As a result, the welding strength of the upper and lower vessels 511 and 512 is dramatically increased.
Can be improved. Weld only right-angled corners without making a groove
In this case, sufficient welding strength can be obtained
Absent. For example, the upper and lower containers 511 and 512 have a thickness of 6 mm.
In the case of, the chamfer of the groove is C5. Generally, C
Width: y is selected according to y ≦ t-1 mm (t is wall thickness)
Is preferably performed. These are upper and lower containers 511, 512
By leaving the upper and lower edges of
This is to prevent chipping. In addition, welding is grooved
Not only, but also about 1 mm
Welding is preferable, in which case the strength is further increased.
I can do it. In addition, the interval between the upper and lower containers 511 and 512 is increased.
Is to prevent damage due to local temperature differences during welding.
It also helps. Space between upper and lower containers 511, 512
In order to weld them, in the case of FIG.
With a spacer of 0.2 to 1 mm
3 and 4 points are welded on the outer periphery of 11 and 512
After removing the
No. In addition, as shown in FIG.
0.2 to 1 mm in height and 0.1 to 9 mm in width
Of the flame barrier 534 into the upper container 512
The upper container 512 and the lower container 51 are formed by contact.
After superimposing 1, a predetermined quartz glass rod is placed on the groove.
Prevention by heating with an oxyhydrogen burner while writing
Weld the flame embankment part, further form the overlay part 532 and weld
can do. Especially the burner according to the latter method
Oxidation of the heater member due to heating can be prevented as much as possible.
The spacing between the upper and lower containers can be made more uniform.
And SiO on the outer periphery of the upper and lower containers₂White by fine powder
Color fogging can be prevented and the carbon heater
Heat uniformity can be improved. In addition, 534
May be provided in the lower container 511 at a height of 0.2 to 1 mm.
And further into either the upper container 512 or the lower container 511.
Also provided so that the total height is 0.2-1 mm
Is also good. Welding of the upper and lower vessels 511 and 512 is performed by gas introduction and
From the gas introduction pipe 514 connected to the discharge port 518,
This is performed while introducing nitrogen gas. Introduce nitrogen gas to nitrogen
Let the gas flow out of the surroundings and push the oxyhydrogen flame for welding
The heating element 51 disposed in the setting recess 516 so as to be returned.
5 is prevented from being oxidized. The gas passage 517 has such a nitrogen passage.
It is necessary to arrange them so as to be suitable for the action of the raw gas. Ma
In addition, the introduction of nitrogen gas should be
It is also useful for preventing oxidation of the wire-like carbon of the slave wire. welding
In the subsequent annealing step, the operation is performed while introducing nitrogen gas.
Business. Then, while introducing nitrogen again,
Ear-shaped carbon 522 set in quartz glass tube 513
Then, the sealing terminal 523 is attached. After setting the terminal section
Is performed while introducing nitrogen gas. Introduction
Non-metals such as nitrogen, helium, argon, and neon
Oxidizing gas can be used, but from the economic point of view
Nitrogen is reasonable. Finished assembly of quartz glass container
Then, exhaust the inside of the container and set the inside of the container to the specified pressure.
I do. Accordingly, the inside of the quartz glass tube 513 described above also
The state becomes a predetermined reduced pressure state. Generally, carbon materials are oxidized
Filling container with non-oxidizing gas such as nitrogen
Alternatively, it is necessary to evacuate the container. But vacuum
Tends to accelerate the reaction between carbon material and quartz glass
Therefore, in the present invention, the container is filled with a non-oxidizing gas.
Adopt a method. Turn on the heater while introducing nitrogen gas.
In the heating method, heat treatment is performed by installing a nitrogen gas line, etc.
Due to the complexity of the device structure, the preferred embodiment of the present invention
Seals the inside of the container with a small amount of nitrogen gas
I do. The sealing pressure is determined as follows. For example,
Used at 1000 ° C and the pressure inside the heat treatment furnace is vacuum and normal pressure
When using both, the pressure inside the heater is 0-1a
tm is set to about 0.5 atm. 10
In order to make 0.5 atm at 00 ° C, at room temperature 20 ° C
0.5atm × 293K / 1273K × 760Torr
/ Atm = 87 Torr and 87 Torr at room temperature
The pressure inside the heater is reduced so that it is sealed. Inside the heater
The unit is set to, for example, about 0.1 atm. That is,
Perform assembly work while introducing raw gas, and complete
After the completion, nitrogen gas is extracted from the gas introduction pipe 514, and
Is adjusted to a predetermined pressure. Depressurizing the inside of the container
It is also advantageous in terms of the life of British glass containers. Computer
As a result of the simulation, a quartz glass container for the heater was used.
Is more susceptible to internal pressure than external pressure
The result is weak. 1 atmosphere of nitrogen gas at room temperature
When the heater is heated, the nitrogen inside expands when the heater is heated,
Pressure acts from inside the quartz glass container.
Finally, the gas introduction pipe 514 is close to the lower surface of the lower container 511.
Remove and seal with flame at a location. For this reason, gas
The inlet tube 514 and the quartz glass tube 513 can be closed.
It is arranged at a certain interval. It should be noted that the present invention
Effective carbon heaters for body treatment equipment are described above.
Cleaning semiconductors at high temperatures
The present invention can also be applied to a washing device or the like.Example 4-2-1 Groove processing and outer diameter processing on a 8.0 mm thick quartz glass plate
After that, the work surface is polished with oxyhydrogen flame
Perform a semicircular, quartz glass lower container with an outer diameter of 240 mm
Obtained. Also, using a 8.0 mm thick quartz glass plate,
An upper container corresponding to the container was formed. Gas is introduced into the lower container
Fused quartz glass tube for terminal and quartz glass tube for terminal
Contacted The outer diameter of the former is 6.5 mm, and the outer diameter of the latter is 25.
4 mm. In the groove of the lower container and the glass tube for terminals
Place the heater member and terminal set, cover the upper container, and
While introducing nitrogen gas from the input glass tube,
The outer periphery was welded. The groove is C5 and the weld overlay is
1 mm. In principle, the subsequent processes are also performed with nitrogen gas.
It was done while introducing Terminal section of the other end of the heater member
The body was placed at the open end of a quartz glass tube and sealed. Soshi
Then, an annealing process was performed. Finally, quartz for gas introduction
Exhaust the nitrogen gas from the glass tube and adjust the pressure in the container to 180T
At orr, the gas introduction tube was sealed off. that's all
Using a T-shaped carbon heater manufactured by the procedure
Then, a heating test was performed. Apply current to the heating element to
When the temperature reaches 1100 ° C with the radiation thermometer, the internal pressure of the heater
The force was measured to be about 1 atmosphere. Also, multiple
The temperature of the carbon wire bundle was 105 ° C. Room
Time required for the heater temperature to reach 1100 ° C from the temperature
Was about 10 seconds. 100 at a heater temperature of 1100 ° C
After continuous use for 0 hours, no abnormality was observed. Ma
In addition, heating at a heater temperature of 1300 ° C. can be performed without any problem.
did it. Hereinafter, with reference to FIGS.
A more preferred embodiment of the invention will be described. FIG.
Carbon to which the terminal device for carbon heater of the present invention is applied
It is a perspective view which shows a heater. FIG. 77 is a top view thereof.
You. The carbon heater 601 is a semi-doughnut-shaped quartz glass.
And a quartz glass tube 603 underneath.
Are connected vertically. Quartz glass container 602
It consists of a container body and a lid member, and the container body has a heater
A groove 604 for disposing the material 612 is formed.
At both ends of the groove 604, terminals for arranging terminal devices
A recess 606 is provided. In addition, the inside of the container 602 is non-oxidized.
Gas inlet / discharge port 608 to create a neutral atmosphere
A passage 607 is also formed. 2 carbon heaters 601
Combined to form a circular heater surface, the semiconductor manufacturing equipment
Can be used as a heating heater. Terminal recess 606
And the quartz glass tube 603 contains the terminal device of the present invention.
Is placed. In the terminal device of the present invention, the heater member 6 is provided.
12 and a plurality of wire-like carbon terminal wires 613
Terminal devices 610 and 600 for connecting
Wire 613 and metal terminal wire 641
Second terminal device 640 for connection, quartz glass tube 60
3 and the metal on the power supply side
Third terminal for connecting terminal wire (external tangent line) 653
There are three types of devices 650. First, refer to FIGS.
In the following, the first terminal device will be described. This terminal equipment
The terminal 620 is connected to the terminal member 611 using the intermediate member 634.
The terminal wire connection member 616 is connected. rod
The external shape of the terminal member 611 is generally a cylindrical rod shape.
A heater member 612 is provided on one end side of the rod-shaped terminal member 611.
A through hole 614 for insertion is formed parallel to the end face.
I have. The screw hole 623 is inserted so as to communicate with the through hole 614.
Is provided. The through hole 614 and the screw hole 623 are as shown in FIG.
As shown in FIG.
I have. Insert the heater member 612 into the through hole 614 and screw
The fixing screw 619 is screwed into the hole 623 to form the heating element 612.
Is fixed. This will ensure a secure fit
From the bar-shaped terminal member 611 without generating a spark.
Electric power can be supplied to the heater member 612. Rod shape
A terminal wire guide member 616 is provided at the other end of the terminal member 611.
A large diameter blind screw hole 615 for connecting
ing. The blind screw holes are located on the axis. Terminal wire
The guide member 616 is connected to the terminal member 6 via the intermediate member 633.
11 is connected. The intermediate member 633 has a threaded portion on the outer circumference.
634 is a cylindrical member. Terminal wire connection member 6
16 is formed in a cylindrical shape as a whole. The through hole is
It narrows conically near the lower end. The other end
On the inner periphery on the continuation end side, an external thread portion 634 of the intermediate member 633 is provided.
A corresponding female thread 622 is formed. Terminal wire connection
A core member 635 is inserted into the through hole of the member 616.
You. The core member 635 is a plain cylindrical shape and has a terminal wire.
The end on the side protrudes conically. The core member 635 is
Only a part of it is inserted into the through hole of the terminal wire connection member 616.
Can also be entered. For that, for example
For example, a recess may be formed in the intermediate member 633. wire
The terminal wire 613 made of carbon is used as the terminal wire connecting member 6.
16 and the core member 635 in a state of being distributed and distributed.
Pressed and fixed. Multiple shallow grooves outside core member 635
It is also possible to provide a book and guide the divided wires.
No. When assembling, as shown in FIG.
The wire-like carbon terminal wire 613 is connected to a plurality of wires 613.
a, and press lightly with the core member 635,
Then, the intermediate member 635 is screwed. This
A plurality of wire-like carbon terminal wires 613
The connection member 618 and the core member 631
By screwing into the terminal member 611 via 633,
The terminal wire 613a disposed in the groove-shaped region is connected to the terminal member 6
11 can be strongly connected. Therefore, good conduction
Is guaranteed. Also, a heater member with shape flexibility
Abnormal response within the carbon heater to thermal expansion and thermal deformation
Connection can be made without generating force. Above Wye
The carbon terminal wire 613 is the same as the heater member 612.
It is better to use the same material. If the materials are different,
Unit length of multiple wire-like carbon terminal wires 613
The resistance value per contact is set to a value corresponding to that of the heater member 612.
Make it small so that heat generation of the terminal wire is sufficiently suppressed.
The wire-like carbon terminal wire 613 and the heater member 612
The temperature was approximately the electrical resistance value ratio. For example,
The terminal member 612 has a resistance value of 10Ω / m.
Is 1Ω / m · book, the temperature of the heater member 612 is
At 1000 ° C., the terminal wire was about 100 ° C. Wai
Wire 613 and heater member 612 are the same
In the case of a material, the number of terminal wires is 5 times the number of heaters.
It is preferable that it be twice or more. For example, for one heater
Assuming that the number of terminal wires is four, the normal semiconductor processing
Heater temperature was 1100 ° C as in the process
In that case, the terminal wire temperature was about 275 ° C. 275 ° C
Is the temperature at which the vacuum sealing material such as Viton deteriorates.
On the other hand, by reducing the number of wires to five,
The slave wire temperature becomes approximately 220 ° C, and the heat-resistant temperature becomes 230 ° C or less.
We were able to. In this way, the above-described power transmitting power
By lowering the temperature of the ear-shaped carbon terminal wire 613
To prevent deterioration of the vacuum seal material such as Viton.
it can. In addition, the wire-like carbon itself is a carbon fiber.
Heat conduction from the heater.
Can be obtained. For example, heat transfer of ordinary special carbon material
Conductivity is 100W / mK, while wire-shaped car
In Bonn, it is 1 W / mK or less. Next, FIGS. 84 and 85
The second terminal device will be described with reference to FIG. This end
The child device 640 is a terminal wire 6 made of wire-like carbon.
13 and the metal terminal wire 641
The wire connection member 643, the terminal portion main body 642, and the metal wire connection
The connection is made by using a connection member 645. the above
The wire-like carbon connecting member 643 is the first carbon connecting member described above.
Approximately the same shape as the terminal wire connection member 616 in the terminal device
And the operation is the same. Terminal body 642 is all
It is a physically cylindrical member with a wire bundle
Connecting portion 644 for connecting the guiding means 643
is there. To connect a metal wire connecting member 645 to the other end side
Connection portion 646 is provided. The connection part 644 is a female screw
It is a large diameter screw hole having a portion. The connection portion 646 has a medium
Tapered portion (hole) 642b for accommodating child member 647
Are formed. This tapered hole and the large diameter screw hole
Through. In addition, on the outer periphery of the connection portion 646, a male screw portion is provided.
Are formed. The metal wire connecting member 645 is a cup-shaped part
And is connected to the connecting portion 46 of the terminal portion main body 642.
And screw it in. As shown in FIG. 85,
The core member 647 has two split molds.
It has a truncated cone shape. The outer tapered surface is the terminal body 64.
2 corresponds to the second tapered portion 642b. Opposing surface of each split mold
Is provided with a groove-shaped holding portion 647a for holding a metal wire.
There is. The connection part 644 of the terminal part main body 642 and a plurality of wires
The bottom of the ear-shaped carbon connection member 643 (the wire bundle 61
3) is a cylindrical core 648 having a threaded portion on the outer periphery.
Connected via As shown in FIG.
1 of the terminal portion main body 642 holding the
The metal wire connecting member 645 is screwed into
The wire 641 can be securely connected to the terminal body 642.
Sparks can be prevented. This is split type core 647
And a taper engagement between the taper hole of the terminal portion main body 642
You. Mo (molybdenum) is used as the metal terminal wire 641.
Although it is preferable to use a metal rod 641,
Can also be used. Mo is very close to carbon material
Because of its expansion coefficient, it depends on the thermal history of the carbon terminal body.
Cracks such as cracks can be prevented. Mo has a melting point
Because of the high temperature of about 2100 ° C, generation of metal impurities is suppressed.
Can be obtained. Therefore, Mo metal rod is made of quartz
Suitable for the inner tangent of the sealing terminal (terminal wire on the heater side)
is there. The terminal body 642 and the core member 647 are formed of carbon material.
Preferably. Carbon material is easy to purify, 300
It is convenient because it can withstand high temperatures of 0 ° C. Also, the core
Since the material 647 supports the molybdenum rod,
For prevention, coal with a thermal expansion coefficient similar to that of molybdenum
Materials are preferred. The thermal expansion coefficient of Mo and the carbon material
Are 4.2 to 4.8 × 10^-6/ ° C. Most
An embodiment of the third terminal device will be described later with reference to FIG.
I will tell. FIG. 86 shows a part of the carbon heater and the first to third carbon heaters.
Is schematically shown. The first terminal device and the second
The terminal device of No. 2 has a plurality of wires in a glass tube 603.
They are connected by carbon terminal wires 613. This
A plurality of wire-like carbon terminal wires 61 are used as conductive wires.
Use of 3 reduces electrical resistance and suppresses heat generation
be able to. In addition, wire-like carbon has extremely low heat conduction.
It has a small advantage. In the glass tube 603,
It is preferable to charge nitrogen or argon gas
No. This ensures that the terminal device placed in the pipe is resistant to
Can be improved. The third terminal device 650 is a quartz glass.
Tangent line 641 arranged inside the pipe 603 and the power supply side
This is for connecting the external tangent line 653. This example
Here, the inner tangent line 641 is a molybdenum rod 641. Moly
One end of the rod 641 is connected to the second terminal device 640.
The other end is connected to the molybdenum foil 655. Moly
Budden rod 641 is indirectly connected to heater member 612
Is done. The lower end of the quartz glass tube 603 is made of quartz glass
Cap is connected, and the molybdenum rod 641 is
Pulled out through the cap. Molybdenum foil 65
5, two external tangents 653 are drawn out from the bottom side
Have been. The external tangent 653 may be a single pole. And mo
Pinch the ribbed foil 655 so that the whole
A rule portion 656 is formed. Pinch seal part 656
Sets the molybdenum foil 655 inside the glass tube 3 and in the atmosphere.
Shielded from The pinch seal portion 656 is made of quartz glass.
It is made of steel. The pinch seal portion 656 is made of, for example, quartz.
Heat and soften the tip of the cap and pinch it (with scissors
Can be formed by sealing. As mentioned above,
Heater member 612 woven with carbon fiber bundle
Are not directly connected to the internal tangent line 641, but are connected indirectly.
You. In other words, the heater member is disposed apart from the heat.
This is very important. The external tangent 653 has a diameter of 1.4.
Use two molybdenum rods of mm to 2.0 mm
Can be. The inner tangent line 641 has a diameter of 1.4 mm
A 2.0 mm molybdenum rod can be used. Quartz pie
For the pipe 603, a pipe with an outer diameter of 15 mm or more can be used.
Wear. Molybdenum foil 655 has a width of 8 mm or more
The thickness can be 0.2mm ~ 0.5mm.
You.Example 4-2-2 Example 4-2-2 relates to the first terminal device. nitrogen
Place two purified terminal members in the atmosphere,
The two heater members were fixed at intervals of 1 m. At this time
Had an electric resistance of 5Ω. Next, the core member and the terminal wire
Eighteen heater members are fixed to terminal members using connecting members
Then, the terminal device of FIG. 78 was manufactured. And this heater
Electric power was supplied from the member to the heater. 10 minutes later the heater
The temperature becomes 1100 ° C and the electrical resistance becomes 2.5Ω
Was. At this time, the temperature of 18 carbon wires was measured.
As a result, the temperature was 105 ° C. 1000 hours in this state
When used, no change in electrical resistance was observed. use
Carbon wire, terminal members, and other carbon members
Purified to 5 ppm or less with ash. In contrast
When an unpurified product was used, the wire was broken in 16 hours.
The carbon wire heater after disconnection was observed with EPMA.
However, deterioration due to iron was observed. In this way,
Parts and other carbon members are less than 5 ppm in distribution
Is preferred. The iron concentration of the purified carbon material is
The content is preferably 0.1 ppm or less.Example 4-2-3 Example 4-2-3 relates to the second terminal device. diameter
The terminal device of FIG. 84 was manufactured using a 2 mm Mo metal rod.
Made. Arrange carbon wire heater in quartz glass container
And keep the container in a nitrogen atmosphere.
-2 terminal device and example 4-2-3 terminal device
Connected. The length of the heater member is 1m and two wires
And The resistance value of the heater is 5Ω at room temperature and 11
It was 2.5Ω when heated at 00 ° C. 1100 heater
Temperature of wire-shaped carbon terminal wire (18 wires) at ℃
Was 105 ° C. In addition, the Mo metal terminal section is 5
5 ° C. Use this carbon heater for 1000 hours
As a result, no damage such as cracks occurred on the terminal body.
No other problems arose. In addition, Example 4-2
The carbon member of the terminal device in -3 is also an example 4-
Purified similarly to 2-2 was used.Example 4-2-4 Example 4-2-4 relates to the third terminal device. diameter
Two 1.4 mm external tangent wires and a 15 mm outer diameter quartz pie
Using a Mo foil having a width of 8 mm, as shown in FIG.
Was manufactured. Apply 30A current to this terminal device
When flowing, damage such as cracks may occur in the sealed part
Not confirmed. First of Invention of Group 4-2
According to the terminal device for a carbon heater, the heater member and the
As many terminal wires as wire-like carbon
Can be easily connected. Also, this terminal device is
It has a simple structure and has a sufficiently long life. No. 4-2 glue
According to the second invention, the terminal device for carbon heater
If the terminal wire consisting of multiple wire-like carbon and metal
Can be reliably and easily connected to the terminal wire.
This terminal device has a simple structure and has a long life.
Good for a minute. The third carbon fiber according to the invention of the 4-2 group.
According to the data terminal device, it can be used with a large current of about 30A.
Even so, you can enjoy a long life. In addition, the launch of Group 4-2
The description is not limited to the embodiments described above. For example, for each member
It is possible to reverse the relationship between the screw and male screw and the relationship between the unevenness
Can be. Such design changes are based on the description in this specification.
It can be easily accomplished by those skilled in the art based on the
Do not state.Invention of the fifth group Hereinafter, the fifth group of the invention will be described with reference to FIGS.
A preferred embodiment will be described. (A) and (B) of FIG.
First embodiment using the invention of the fifth group in a semiconductor manufacturing apparatus
It is the schematic which shows an example and 2nd Example. Heater unit 2
10 is provided with a cylindrical furnace core tube 211, and a heater is provided outside thereof.
Tab member 212 is wound. 41A shown in FIG.
In one embodiment, the heater member 212 reciprocates vertically.
The second embodiment shown in FIG.
Here, the heater member 212 is spirally wound. Ma
In addition, the heater member 212 of the first embodiment and the second embodiment.
Can be divided into multiple zones and controlled separately,
It becomes easy to control the lower temperature distribution uniformly. Heater member 21
2 is high purity carbon water having an ash content of 10 ppm or less.
Ears are suitable. Such high purity carbon wire
Can prevent impurity contamination,
Low heat conduction and low heat capacity enable rapid temperature rise and fall
It works. However, metal heaters can be used
It is. In the lower part inside the furnace core tube 211, a plurality of cars
Multiple carbon fiber bundles also serving as bon fiber
Heater member 2 woven into a wire-like elongated shape using
22, a flat container-shaped carbon heater 220 is disposed.
Have been. The heater member 222 has an elongated shape.
If it is, a thing like a tape shape can also be used. Ma
A specific example of the heater member is a car having a diameter of 3 μm.
Carbon fiber bundle with 330 bon fiber bundles
Woven into a wire shape with a diameter of about 2 mm using 9 pieces
It is. FIG. 42 and FIG.
3A and 3B are a top view and a sectional view, respectively. Carbon heater 220
Is a high-purity carbon rod in a quartz glass container 221.
Terminal member 223 and a wire made of translucent alumina alone.
The heater member 222 is supported by a support jig 224.
Configuration. Quartz glass container 221 is transparent
It can be made of quartz and consists of a container body 247 and a base 248.
You. The container body 247 and the base 248 are made of ground glass.
Is joined. The outer surface exposed portion of the container body 247, particularly
The upper surface that becomes the heat generating surface has a semicircular or trapezoidal convex section.
Stripe or concentric as a whole
Or in a grid, and this outer surface is
It is preferable that the sheet is subjected to a dispensing process. Thus, the present invention
Above the heater surface by a linear heater member such as the heater member
Heat generated by the light scattering
A prism effect can be obtained. Usually for the same effect
A method of sandblasting the heater surface has been adopted.
However, in this case, the surface is grainy,
Heat dissipation from the surface is suppressed, and heat is accumulated in the quartz glass itself
Energy efficiency is reduced. This meaning
It is an important matter that the above polishing is performed.
is there. In addition, a container made of quartz glass has many small closed pores.
It can also be made of intrinsic opaque quartz. Base 2
A branch pipe 233 made of quartz glass is connected to 48.
You. To prevent oxidation of carbon as a heater member
Then, an inert gas or nitrogen gas is introduced from the branch pipe 233.
it can. In addition, the inside of the container is evacuated, for example, 10 torr.
The branch pipe 233 can be used even when the vacuum is lower than r.
On the upper surface of the base 248, a wire support member 2 described later is provided.
24, and a plurality of rod-shaped terminal members 223.
There are two through holes for passing through. Base 248
Prevents heat from escaping below the carbon heater 220.
Therefore, it is composed of opaque quartz glass. On the base
Surface or above, made of carbon made of glassy carbon
A reflection plate 225 is provided. Thus, the heater member 2
By placing the reflection plate 225 below the bottom 22,
Thermal radiation can be reduced. On the surface of the reflector 225
Is mirror-finished with a center line average roughness Ra of 0.1 μm or less.
Have been. As described above, in the invention of the fifth group,
Multiple carbon fiber bundles
A heater member woven into a wire-like elongated shape using several wires
222 is used as a heater, and
It is bent by the jig 224,
Heats a substantially disc-shaped body so that its in-plane temperature distribution is uniform
What you want to do. To do so, this heater section
It is important to make the material 222 evenly tensioned.
Be a point. In the fifth group of the invention, as shown in FIG.
First, the heater member 222 is
Through the through-hole of the tool 224, and a bar-shaped terminal at each end.
After passing through the lateral hole 237 of the member 223, one of the rod-shaped terminals
A heater member is attached to the member 223 by using a bolt-shaped holding member 228.
222, and the other heater member 222 on one side is pressed.
While pulling with an appropriate force, the bolt-like holding member 2
At 28, the pressure is maintained. The heater member 222
It is preferable to use ash having a ash content of 10 ppm or less.
New In this case, impurity contamination can be prevented and heat conduction can be prevented.
Small heat capacity, enabling rapid temperature rise and fall
You. The heater member 222 includes a wire support jig 224.
On a plane parallel to the plane of the container 221.
It has a curved portion and is arranged in zigzag. Of the heater member 222
At both ends, bar-shaped terminal members 223 are arranged.
The power is supplied via this. FIG. 44 shows the terminal member 22.
3 is an assembly drawing of FIG. The terminal member 223 includes a terminal body 223.
a, a pressing member 228, and a cap 229.
You. The terminal member 223 is preferably at least a part of the exposed portion.
Alternatively, the entire exposed portion is coated with SiC. this
Can be used in air if coated with SiC
It works. The terminal body 223a is made of carbon,
It is formed like a bolt. The axis of the terminal body 223a
In the vicinity of the middle of the direction, there is a penetrating horizontal hole 237 perpendicular to the axis.
Is provided. Penetrating from the hexagonal head of terminal body 223a
Over the horizontal hole 237
An axial hole 236 is formed. Of the axial hole 236
The wall is threaded. Also on the leg of terminal body 223a
Screws are cut. In FIG. 44, the head of the terminal body 223 is shown.
Is a hexagon, but can be rotated with a tool such as a spanner.
Other shapes may be used as long as they are in the shape. The holding member 228 is a terminal
It is formed in a screw type corresponding to the axial hole 236 of the main body 223.
Have been. The head has a slot 2 for a flathead screwdriver.
35 are provided. The holding member 228 is
Screwed into the axial hole 236 and inserted into the through hole 203
The heater member 222 is pressed. Thus, the holding member 2
28 to make the heater member 222 a terminal body 223a.
The heater member 222 comes off due to close contact.
Fall and spark generation can be prevented. Cap 229
Nut shape corresponding to the screw of the leg of terminal body 223a
Has been established. With the terminal body 223a and the cap 229
Expanded graphite sheet (shown in the figure)
)), Air leaks inside the heater and dust
Can be prevented. (A) of FIG. 45 corresponds to FIGS.
3 is a perspective view showing a wire support jig 224 of FIG.
(B) is a sectional view showing a modification of the wire support jig.
You. The wire support jig 224 is a thin cylindrical type,
A hole 224a for passing the heater member 222
I have. The base of the wire support jig 224 is quartz glass
It is embedded in the setting hole of the container 221. Wire support cure
By supporting the heater member 222 with the tool 224,
Keep the heater member 222 from touching the quartz glass container.
One. This prevents silicification of the wire and reduces electrical resistance.
A change in resistance can be prevented. Thin wire support jig 224
The cylindrical or pipe shape of
In addition, the heat capacity can be reduced. Small heat capacity
Heat response is faster and more resistant to thermal shock.
You. The wire support jig 224 is made of transparent alumina.
Can be formed. In this case, the heat from the transparent part
Increased radiation improves temperature uniformity of the workpiece
You. The characteristics required for the wire support jig 224
For example, the heater member 222 at a high temperature of about 1300 ° C.
Is non-reactive and non-conductive. These two conditions
What is satisfactory is translucent alumina.
Can be formed. However, it does not
However, when trying to increase the rate of rapid temperature rise, thermal shock
As a result, cracks or breakage of the wire support jig may occur.
There is. As a structure to solve this, high-purity carbon
And a translucent alumina assembly member. In particular, the pair
The part of the upright member that contacts the heater member is made of high-purity carbon material.
And placed in the flat container 221 of the assembly member.
The connection part is preferably made of a translucent alumina material.
It will be suitable. The wire support jig 2 of FIG.
41 is a carbon member 242 and an alumina pipe member 24
3 are connected. For the carbon member 242
The horizontal hole 244 for penetrating the heater member 222 is
Is formed. 46-60 illustrate the implementation of FIGS.
An embodiment in which the example is modified is shown. FIG. 46 shows a heater
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main part of a member 220. Rod terminal member
Also, the connection structure with the heater member is shown in FIGS.
46 and the embodiment of FIGS.
ing. Hereinafter, the characteristic configuration will be described. Hi
The data member 222 bundles a plurality of carbon fibers.
Using multiple carbon fiber bundles into a wire shape
It is woven. As the heater member 222
Can be used as long as it has a narrow shape.
Can be used. The heater member 222 has a certain thickness (about 2 mm).
Is preferable. Torsion
The wire is easy to loosen, there is temperature variation, soaking
It tends to be poor. Then, the electrical resistance varies.
As a result, the uniformity with respect to the wafer decreases. The above heater member
222 is a carbon wire having an ash content of 3 ppm or less.
It is preferred to use In this case, prevent impurity contamination
And rapid heat transfer with low heat capacity.
It is possible to raise and lower the temperature. Both ends of the heater member 222
A terminal member 223 made of carbon
Power is supplied via 23. As shown in FIGS.
As shown in FIG.
23a. One side of the flange 223a is
A screw 223b is formed, and an axial hole is formed on the other side.
223c and a horizontal hole 223d are formed. Wai
Of the terminal member 223 in the horizontal direction.
After inserting into 223d, carbon bolt-shaped holding part
Screw 228 into the axial hole 223c of the terminal member 223.
Then, the wire 223 is fixed to the terminal member 223.
Alumina insulator ring 263 is a wire heater member 2
22 and a flange of the terminal member 223.
223a. This allows the glass
Reflector 225 made of carbon and carbon
The electrical insulation of the terminal member 223 is achieved. Base 2
48, the flange 223a of the terminal member 223 described above.
Is set, and the carbon and carbon fiber
Spring washer 26 made of mixture (C / C)
5 is set. Nut 266 to the terminal body 223
The terminal member 223 is screwed into the male screw 223b.
Is fixed to the base 248. The additional terminal 267 is the axis
The female screw formed in the hole 267b in the direction
It is screwed and fixed to the male screw 223b. car
The additional terminal 267 made of Bonn has a bolt-like holding member 268.
Is screwed. The additional terminal 267 has a small exposed portion.
At least a part, preferably the whole exposed part is coated with SiC.
Is performed. By performing SiC coating in this way,
It can be used even in the atmosphere. Of the additional terminal 267 in the axial direction.
A penetrating horizontal hole 267a perpendicular to the axis is provided near the middle.
There is. From one end of the additional terminal 267 to the hole 267a
The axial hole 2 for receiving the holding member 268.
67b are formed. On the inner wall of the axial hole 267b
Is threaded. Screw on the other end of additional terminal 267
Is cut. The holding member 268 is a shaft of the additional terminal 267.
It is formed in a screw shape corresponding to the direction hole 267b. Push
The mounting member 268 is screwed into the axial hole 267b of the additional terminal 267.
Wire-like carbs inserted into the side holes 267a
Of the terminal wire 270 made of a metal. Thus, the holding part
Wire 2 made of wire-like carbon using material 268
70 to the additional terminal 267
The terminal wire 270 made of wire-like carbon
Prevents the generation of sparks. Wire carbon
Consists of a plurality of carbon fibers
A plurality of bundled carbon fiber bundles (for example, 2
0) knitted. From wire-like carbon
Is connected to another additional terminal 272.
It is fixed to. The upper end of this additional terminal 272 is
Hole 272a is formed, and a female thread is cut there.
It is. So that it penetrates the bottom of the hole 272a.
A hole 272b is formed in the additional terminal 272. Wire
End of the terminal wire 270 made of carbon
After inserting the set screw 273 into the additional end 272b,
Screw into the axial hole 272a of the
A terminal wire 270 made of carbon is fixed to the additional terminal 272.
Set. A male screw 272 is provided at the lower end of the additional terminal 272.
c is formed. Screw the nut 274 into it,
One end of the metal wiring 275 is fixed to the additional terminal 272.
The other end of the metal wiring 275 is connected to a power supply (not shown)
Have been. Usually, the metal wiring 2 is connected to the nut 266 described above.
75, but in this case, the carbon terminal body
With the heat generation of 223, the metal wiring is oxidized and deteriorated,
In particular, a structure provided with a terminal wire made of the above-mentioned wire-like carbon
The structure solves such a problem. 48 to 4
9 shows a specific example of the terminal member 23 in FIG. Figure
50 to 51 show specific examples of the additional terminal 67 in FIG.
I have. 52 to 53 show specific examples of the holding member 28 in FIG.
Is shown. 54 to 55 show the pressing member 68 of FIG.
Is shown. FIGS. 56 to 57 are additions of FIG.
A specific example of the terminal 72 is shown. FIGS. 58-59 show FIG.
6 shows a specific example of the nut 74. Wire support cure
The tool 224 includes a thin cylindrical heater member 222.
There is a hole to pass through. Wire support jig 22
4 is buried in the setting hole of the quartz glass container 221.
Be included. Heater member supported by wire support jig 224
By doing so, the heater member 222 is
Keep away from touching. This way, the carbon
More reliably prevent silicification of the heater member and change in electrical resistance
Can be prevented. Wire support jig 224 is thin cylindrical type
In other words, a pipe shape increases heat radiation upward.
In addition, the heat capacity can be reduced. Small heat capacity
Heat response is faster and more resistant to thermal shock.
You. The wire support jig 224 is made of transparent alumina.
Can be formed. In this case, the heat from the transparent part
Increased radiation can improve temperature uniformity of the workpiece
You. In the fifth group of the invention, the rod-shaped terminal member 22 is provided.
3 in the length direction, for inserting the bolt-shaped pressing member 228
A substantially cylindrical hole 223c is formed, and
A substantially circular lateral hole 223d penetrating the hole 223c is formed.
The heater member is inserted into the side hole 223d,
The hole has a length at least reaching the lower part of the side hole 223d
The bolt-shaped holding member 228 is rotatably inserted.
However, at this time, as shown in FIG.
The diameter of the substantially cylindrical hole 223c for inserting the pressing member 228
Is made larger than the diameter of the substantially cylindrical lateral hole 223d,
As shown in (B), the heat inserted into the side hole 223d
The pressing member is pressed by the bolt-shaped pressing member 228,
It is deformed flat to reach the bottom of the hole 223d
Is preferred. As shown in FIG. 60, the heater member 222 is directly
Attempts to flatten and hold it with the tilting holding member 228
Then, when the bolt-shaped holding member 228 is rotationally inserted.
The carbon fiber constituting the heater member 222 is
Cuts a little, resulting in lower holding strength
However, the bolt-shaped holding member 228 and
Expanded graphite sheet (not shown) between heater member 222
By interposing the
Can be avoided. The invention of the fifth group
The carbon heater of FIG.
This is placed below the semiconductor wafer as shown in
The present invention can be applied to a semiconductor manufacturing apparatus that performs processing. Also, the fifth glue
The invention of the loop is not limited to the above embodiment. For example,
The heater is not limited to a cylindrical shape, but may be hexagonal or rectangular.
No. Also, the arrangement of the heater members in the carbon heater
May be spiral or other shapes. Group 5 launch
In the light of the
Bon heater bundled with multiple carbon fibers
Long wire type using multiple fiber bundles
The heater member woven in a shape is formed by a plurality of rod-shaped terminal members and wires.
Non-contact support in a flat container by ear support jig
The heat generated by the heating element
Can be reduced, and the heat uniformity is improved. Also, suddenly
Rapid rise and fall of temperature can be made possible. This carbo
Heater can have a simple structure, reducing cost
In addition, by selecting its detailed structure and material,
Various problems unique to this carbon heater can be solved,
The service life of the unit can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】第２グループの発明のカーボンヒータの一実施
例を示す半面図。FIG. 1 is a half view showing an embodiment of a carbon heater of the invention of the second group.

【図２】図１のカーボンヒータのＸＸ断面図。FIG. 2 is an XX cross-sectional view of the carbon heater of FIG.

【図３】図１のカーボンヒータを融着処理する前の組み
立て状態を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an assembled state before the carbon heater of FIG. 1 is subjected to a fusion process.

【図４】図１のカーボンヒータの融着処理方法を示す断
面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of performing a fusion treatment of the carbon heater of FIG. 1;

【図５】図１のカーボンヒータの使用状況を示す側面
図。FIG. 5 is a side view showing a usage state of the carbon heater of FIG. 1;

【図６】図７のカーボンヒータを融着処理する前の組み
立て状態を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an assembled state before the carbon heater of FIG. 7 is subjected to a fusion process.

【図７】第２グループの本発明のカーボンヒータの他の
実施例を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the carbon heater of the second group of the present invention.

【図８】図９のカーボンヒータを融着処理する前の組み
立て状態を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an assembled state before the carbon heater of FIG. 9 is subjected to a fusion process.

【図９】第２グループの本発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing still another embodiment of the carbon heater of the present invention belonging to the second group.

【図１０】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment of the carbon heater of the invention of the second group.

【図１１】図１２のカーボンヒータの組み立て図。FIG. 11 is an assembly view of the carbon heater of FIG.

【図１２】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the carbon heater of the second group of the invention.

【図１３】図１２のカーボンヒータの平面図。FIG. 13 is a plan view of the carbon heater of FIG.

【図１４】図１５のカーボンヒータ用反射板の組立図。FIG. 14 is an assembly view of the carbon heater reflector of FIG. 15;

【図１５】第２グループの発明のカーボンヒータ用反射
板の一実施例を示す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing an embodiment of a reflector for a carbon heater of the invention of the second group.

【図１６】第２グループの発明のカーボンヒータ用反射
板の他の実施例を示す断面図。FIG. 16 is a sectional view showing another embodiment of the reflector for a carbon heater of the second group of the invention.

【図１７】第２グループの発明のカーボンヒータ用反射
板が隣接配置されたカーボンヒータの実施例を示す断面
図。FIG. 17 is a cross-sectional view showing an embodiment of a carbon heater in which a carbon heater reflector of the second group of the invention is arranged adjacent to the carbon heater.

【図１８】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例における融着処理前の状態を示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state before a fusion process in still another embodiment of the carbon heater of the second group of the invention.

【図１９】図１８のカーボンヒータの融着処理後の状態
を示す断面図。FIG. 19 is a sectional view showing a state after the fusion processing of the carbon heater of FIG. 18;

【図２０】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例における融着処理前の状態を示す断面図。FIG. 20 is a sectional view showing a state before a fusion bonding process in still another embodiment of the carbon heater of the second group of the invention.

【図２１】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例における融着処理前の状態を示す断面図。FIG. 21 is a sectional view showing a state before a fusion bonding process in still another embodiment of the carbon heater of the second group of the invention.

【図２２】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す図で、（Ａ）が上面図、（Ｂ）が断
面半円状凸部を有する場合のＸ−Ｘ断面図、（Ｃ）が断
面台形状凸部を有する場合のＸ−Ｘ断面図。FIG. 22 is a view showing still another embodiment of the carbon heater according to the second group of the present invention, wherein (A) is a top view, (B) is a sectional view taken along line XX in the case of having a semicircular convex portion in cross section, XX sectional drawing in case (C) has a cross-section trapezoidal convex part.

【図２３】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す図で、（Ａ）が上面図、（Ｂ）が断
面半円状凸部を有する場合のＹ−Ｙ断面図、（Ｃ）が断
面台形状凸部を有する場合のＹ−Ｙ断面図。23A and 23B are diagrams showing still another embodiment of the carbon heater according to the second group of the present invention, wherein FIG. 23A is a top view, FIG. FIG. 5C is a YY cross-sectional view when (C) has a trapezoidal cross-sectional convex portion.

【図２４】第２グループの発明のカーボンヒータのさら
に他の実施例を示す図で、（Ａ）が上面図、（Ｂ）が断
面半円状凸部を有する場合のＺ−Ｚ断面図、（Ｃ）が断
面台形状凸部を有する場合のＺ−Ｚ断面図。24A and 24B are diagrams showing still another embodiment of the carbon heater according to the second group of the invention, wherein FIG. 24A is a top view, FIG. FIG. 9 is a ZZ cross-sectional view when (C) has a cross-sectional trapezoidal convex portion.

【図２５】第２グループの発明のカーボンヒータの製造
方法の一例を示す工程図。FIG. 25 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a carbon heater of the second group of the invention.

【図２６】第２グループの発明のカーボンヒータ（又は
カーボンヒータ用反射板）の製造方法の他の例を示す工
程図。FIG. 26 is a process chart showing another example of a method for manufacturing a carbon heater (or a reflector for a carbon heater) of the second group of the invention.

【図２７】図２６の製造方法で製造したカーボンヒータ
（又はカーボンヒータ用反射板）の一例を示す斜視図。FIG. 27 is a perspective view showing an example of a carbon heater (or a reflector for a carbon heater) manufactured by the manufacturing method of FIG. 26;

【図２８】図２７のカーボンヒータ（又はカーボンヒー
タ用反射板）の使用状態を示す斜視図。FIG. 28 is a perspective view showing a use state of the carbon heater (or a reflector for a carbon heater) of FIG. 27;

【図２９】第１グループの発明のカーボンヒータの第１
実施例を示す斜視図。FIG. 29 is a first view of the carbon heater according to the first group of the invention;
The perspective view showing an example.

【図３０】第１グループの発明のカーボンヒータの第２
実施例を示す斜視図。FIG. 30 is a second view of the carbon heater according to the first group of the invention;
The perspective view showing an example.

【図３１】図３０のカーボン電極付近を示す断面図。FIG. 31 is a sectional view showing the vicinity of the carbon electrode of FIG. 30;

【図３２】第１グループの発明のカーボンヒータの第３
実施例を示す斜視図。FIG. 32 is a third view of the carbon heater according to the first group of the invention;
The perspective view showing an example.

【図３３】第１グループの発明のカーボンヒータの第４
実施例を示す斜視図。FIG. 33 is a fourth view of the carbon heater according to the first group of the invention;
The perspective view showing an example.

【図３４】図３３のカーボンヒータの一部を示す平面
図。FIG. 34 is a plan view showing a part of the carbon heater of FIG. 33.

【図３５】図３３のカーボンヒータの変形例を示す平面
図。FIG. 35 is a plan view showing a modification of the carbon heater of FIG. 33.

【図３６】図３３のカーボンヒータの別の変形例を示す
平面図。FIG. 36 is a plan view showing another modified example of the carbon heater of FIG. 33.

【図３７】第１グループの発明のカーボンヒータの第５
実施例を示す斜視図。FIG. 37 is a fifth view of the carbon heater according to the first group of the present invention;
The perspective view showing an example.

【図３８】（Ａ），（Ｂ）は図３７のカーボンヒータの
一部を示す斜視図、（Ｃ），（Ｄ）はその側面図。38 (A) and (B) are perspective views showing a part of the carbon heater of FIG. 37, and (C) and (D) are side views thereof.

【図３９】図３８のカーボンヒータの変形例を示す斜視
図。FIG. 39 is a perspective view showing a modification of the carbon heater of FIG. 38;

【図４０】第１グループの発明の他の実施例を示してお
り、（Ａ）が横断面図、（Ｂ）が縦断面図。FIGS. 40A and 40B show another embodiment of the invention of the first group, in which FIG. 40A is a cross-sectional view, and FIG.

【図４１】（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ第５グループの
発明を半導体熱処理装置に用いた第１実施例と第２実施
例を示す概略図。FIGS. 41A and 41B are schematic views showing a first embodiment and a second embodiment, respectively, in which the fifth group of the invention is used in a semiconductor heat treatment apparatus.

【図４２】図４１のカーボンヒータを示す平面図。FIG. 42 is a plan view showing the carbon heater of FIG. 41.

【図４３】図４１のカーボンヒータの断面図。FIG. 43 is a sectional view of the carbon heater of FIG. 41.

【図４４】図４１のカーボン製の棒状端子部材の組立
図。FIG. 44 is an assembly view of the carbon rod-shaped terminal member of FIG. 41.

【図４５】（Ａ）は図４１のワイヤー支持治具を示す斜
視図、（Ｂ）はその変形例を示す断面図。FIG. 45 (A) is a perspective view showing the wire support jig of FIG. 41, and FIG. 45 (B) is a cross-sectional view showing a modified example thereof.

【図４６】第５グループの発明のカーボンヒータの別の
実施例における主要部の概略を示す断面図。FIG. 46 is a sectional view schematically showing a main part of another embodiment of the carbon heater of the fifth group of the invention.

【図４７】図４６の端子部材の一例を示す斜視図。FIG. 47 is a perspective view showing an example of the terminal member of FIG. 46.

【図４８】図４６の端子部材の一例を示す正面図。FIG. 48 is an exemplary front view showing an example of the terminal member shown in FIG. 46;

【図４９】図４６の端子部材の一例を示す上面図。FIG. 49 is a top view showing an example of the terminal member of FIG. 46.

【図５０】図４６の付加端子の具体例を示す正面図。FIG. 50 is an exemplary front view showing a specific example of the additional terminal shown in FIG. 46;

【図５１】図４６の付加端子の具体例を示す上面図。FIG. 51 is a top view showing a specific example of the additional terminal of FIG. 46;

【図５２】図４６の押え部材の具体例を示す正面図。FIG. 52 is a front view showing a specific example of the pressing member of FIG. 46;

【図５３】図４６の押え部材の具体例を示す上面図。FIG. 53 is a top view showing a specific example of the pressing member of FIG. 46.

【図５４】図４６の押え部材の具体例を示す上面図。FIG. 54 is a top view showing a specific example of the pressing member of FIG. 46.

【図５５】図４６の押え部材の具体例を示す上面図。FIG. 55 is a top view showing a specific example of the pressing member of FIG. 46.

【図５６】図４６の付加端子の具体例を示す正面図。FIG. 56 is an exemplary front view showing a specific example of the additional terminal shown in FIG. 46;

【図５７】図４６の付加端子の具体例を示す上面図。FIG. 57 is a top view showing a specific example of the additional terminal of FIG. 46;

【図５８】図４６のナットの具体例を示す正面図。FIG. 58 is a front view showing a specific example of the nut of FIG. 46;

【図５９】図４６のナットの具体例を示す上面図。FIG. 59 is a top view showing a specific example of the nut in FIG. 46.

【図６０】（Ａ）は第５グループの発明の実施例におい
て、端子部材の横方向の穴にワイヤーの発熱体を入れ、
軸方向の穴には押え部材が入っていない状態を示し、
（Ｂ）は、そのあと、押え部材を端子部材の軸方向の穴
に十分にねじ込んだ状態をしており、FIG. 60A shows a fifth group of embodiments of the invention, in which a wire heating element is inserted into a lateral hole of a terminal member;
Shows the state where the holding member is not in the axial hole,
(B) is a state in which the holding member is then sufficiently screwed into the axial hole of the terminal member,

【図６１】第５グループの発明のカーボンヒータの１つ
の配置例を示す説明図。FIG. 61 is an explanatory view showing one arrangement example of the carbon heater of the fifth group of the invention.

【図６２】第３グループの発明のカーボンヒータを示す
概略図。FIG. 62 is a schematic view showing a carbon heater according to a third group of the invention;

【図６３】第３グループの発明のカーボンヒータの設定
部材を示す上面図。FIG. 63 is a top view showing a setting member of the carbon heater according to the third group of the invention.

【図６４】図６３の設定部材の端面図。FIG. 64 is an end view of the setting member of FIG. 63.

【図６５】第３グループの発明の実施例におけるヒータ
部材の設定の仕方を示す断面図。FIG. 65 is a sectional view showing how to set a heater member in the embodiment of the third group of the invention.

【図６６】第３グループの発明の実施例におけるカーボ
ンターミナルを示す上面図。FIG. 66 is a top view showing a carbon terminal in an embodiment of the third group of the invention.

【図６７】第３グループの発明の実施例におけるカーボ
ンターミナルを示す断面図。FIG. 67 is a sectional view showing a carbon terminal in an embodiment of the third group of the invention.

【図６８】第３グループの発明のカーボンヒータの実施
例における外周部付近を示す断面図。FIG. 68 is a sectional view showing the vicinity of the outer peripheral portion in the embodiment of the carbon heater according to the third group of the invention;

【図６９】第３グループの発明のカーボンヒータの実施
例における外周部付近の別の態様を示す断面図。FIG. 69 is a sectional view showing another aspect near the outer peripheral portion in the embodiment of the carbon heater of the third group of the invention;

【図７０】第４グループの発明によるカーボンヒータの
使用状態を示す斜視図。FIG. 70 is a perspective view showing a use state of the carbon heater according to the invention of the fourth group.

【図７１】第４グループの発明のカーボンヒータ単体を
示す斜視図。FIG. 71 is a perspective view showing a carbon heater alone according to a fourth group of the invention.

【図７２】第４−２グループの発明のカーボンヒータの
詳細を示す上面図。FIG. 72 is a top view showing details of the carbon heater of the invention of the 4-2nd group;

【図７３】第４−２グループの発明のカーボンヒータの
一部分を省略した側面図。FIG. 73 is a side view in which a part of the carbon heater of the invention of the 4-2 group is omitted.

【図７４】第４−２グループの発明のカーボンヒータの
外周部を示す部分断面図。FIG. 74 is a partial sectional view showing the outer peripheral portion of the carbon heater according to the invention of the 4-2nd group;

【図７５】第４−２グループの発明のカーボンヒータの
外周部を示す部分断面図。FIG. 75 is a partial cross-sectional view showing the outer peripheral portion of the carbon heater according to the invention of the 4-2 group;

【図７６】第４−２グループの発明の端子装置を適用し
たカーボンヒータを示す斜視図。FIG. 76 is a perspective view showing a carbon heater to which the terminal device according to the invention of the 4-2nd group is applied;

【図７７】図７６のカーボンヒータの上面図。FIG. 77 is a top view of the carbon heater of FIG. 76.

【図７８】第４−２グループの発明による第１の端子装
置の実施例を示す部分断面図。FIG. 78 is a partial sectional view showing an embodiment of a first terminal device according to the invention of the 4-2nd group;

【図７９】図７８の端子装置の端子部材を示す側面図。FIG. 79 is a side view showing the terminal member of the terminal device shown in FIG. 78;

【図８０】図７９の端子部材Ａ−Ａ断面図。FIG. 80 is a sectional view of the terminal member AA in FIG. 79;

【図８１】図７８の端子装置に用いるねじを示す側面
図。FIG. 81 is a side view showing a screw used for the terminal device of FIG. 78;

【図８２】図８１のねじを示す上面図。FIG. 82 is a top view showing the screw of FIG. 81;

【図８３】図７８の端子装置の組立図。FIG. 83 is an assembly view of the terminal device in FIG. 78;

【図８４】第４−２グループの発明による第２の端子装
置を示す断面図。FIG. 84 is a sectional view showing a second terminal device according to the invention of the 4-2 group;

【図８５】図８４の端子装置の割型中子部材を示す斜視
図。85 is a perspective view showing a split core member of the terminal device shown in FIG. 84.

【図８６】第４−２グループの発明による第１〜第３の
端子装置とそれを適用したカーボンヒータの一部を示す
概略図。FIG. 86 is a schematic view showing first to third terminal devices according to the invention of the 4-2th group and a part of a carbon heater to which the terminal devices are applied;

【図８７】第４−１グループの発明の別の実施例を示す
断面図。FIG. 87 is a sectional view showing another embodiment of the invention of the 4-1st group;

【図８８】第１グループの発明におけるヒータ部材の一
例を示しており、カーボンファイバー束３本を３つ編み
にした状態を示しており、FIG. 88 illustrates an example of a heater member according to the first group of the invention, and illustrates a state where three carbon fiber bundles are knitted into three pieces;

【図８９】第４−１グループの発明による半導体熱処理
装置用のカーボンヒータの使用状態を示す斜視図。FIG. 89 is a perspective view showing a use state of a carbon heater for a semiconductor heat treatment apparatus according to the invention of the 4-1 group;

【図９０】図８９のカーボンヒータの詳細を示す上面
図。FIG. 90 is a top view showing details of the carbon heater of FIG. 89;

【図９１】図８９のカーボンヒータを概略的に示す側面
図。FIG. 91 is a side view schematically showing the carbon heater of FIG. 89;

【図９２】図９１の符号１００の部分の拡大断面図。FIG. 92 is an enlarged sectional view of a portion denoted by reference numeral 100 in FIG. 91;

フロントページの続き (72)発明者 金 富雄 山形県西置賜郡小国町大字若山118 (72)発明者 永田 智浩 山形県西置賜郡小国町大字西44−１ (72)発明者 山村 茂 山形県西置賜郡小国町大字小国町390 (72)発明者 齋藤 紀彦 山形県西置賜郡小国町大字西44−１ (72)発明者 寺岡 浩治 埼玉県大宮市堀崎町1661−２−308 (72)発明者 稲葉 毅 山形県西置賜郡小国町大字小国町390 (72)発明者 本間 浩幸 山形県西置賜郡小国町大字若山226 (72)発明者 中尾 賢 神奈川県相模原市田名2954−10 (72)発明者 斎藤 孝規 神奈川県相模原市大島2736 (72)発明者 長内 長栄 神奈川県相模原市清新８−１−14−605 (72)発明者 牧谷 敏幸 東京都昭島市東町２−１−22−101 Ｆターム(参考） 3K092 PP20 QA02 QA05 QB16 QB26 QC02 QC42 QC43 QC63 QC64 RA03 RB14 RC04 RC26 RD08 RD11 RF04 RF12 RF19 TT19 VV15 VV22 Continuing on the front page (72) Inventor Tomi Kim 118, Wakayama, Ogunimachi, Nishiokitama-gun, Yamagata Prefecture (72) Tomohiro Nagata 44-1, Ojimachi, Ogunimachi, Nishiokitama-gun, Yamagata Prefecture (72) Inventor Shigeru Yamamura, Oguni, Nishiokitama-gun, Yamagata Prefecture 390, Ogunicho, Omachi-machi (72) Inventor Norihiko Saito 44-1, Ojimachi, Ogunimachi, Nishiokitama-gun, Yamagata Prefecture (72) Koji Teraoka 161-2-308, Horizakicho, Omiya-shi, Saitama (72) Inventor Takeshi Inaba Yamagata Oguni-machi, Oguni-machi, Nishiokitama-gun 390 (72) Inventor Hiroyuki Honma 226, Oji-machi, Oguni-machi, Nishiokitama-gun, Yamagata Prefecture (72) Inventor Satoshi Nakao 2954-10, Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa, Japan 2736 Oshima-shi, Tokyo (72) Nagae Nagaei, Inventor 8-1--14-605, Shinshin, Sagamihara-shi, Kanagawa (72) Inventor Toshiyuki Makiya 2-1-22-101, Higashicho, Akishima-shi, Tokyo F-term (reference) 3K092 PP20 QA02 QA05 QB16 QB26 QC02 QC42 QC43 QC63 QC64 RA03 RB14 RC04 RC26 RD08 RD11 RF04 RF12 RF19 TT19 VV15 VV22

Claims (47)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 直径が５〜１５μｍであるカーボンファ
イバーを複数本束ねたカーボンファイバー束を複数本用
いてワイヤー形状やテープ形状のような縦長形状に編み
込み，その含有不純物量を灰分で１０ｐｐｍ以下とした
ヒータ部材（１１，１１１，１２１…１６１，２１２，
２２２，４１１，５１５，６１２）を具備するカーボン
ヒータ。1. A carbon fiber bundle comprising a plurality of carbon fibers each having a diameter of 5 to 15 μm, and woven into a vertically long shape such as a wire shape or a tape shape by using a plurality of carbon fiber bundles. The heater members (11, 111, 121 ... 161, 212,
222, 411, 515, 612). 【請求項２】 上記ヒータ部材（１１，１１１，１２１
…１６１，２２２，４１１，５１５，６１２）の１本も
しくは複数本を石英ガラス製もしくはアルミ製の密封形
部材（１２，１３６，１４６，１５６，２２１，４１
２，１４４，５１１，５１２，６０２）内に封入した請
求項１に記載のカーボンヒータ。2. The heater member (11, 111, 121).
..., 161, 222, 411, 515, 612) are made of a quartz glass or aluminum sealed member (12, 136, 146, 156, 221, 41).
2. The carbon heater according to claim 1, wherein the carbon heater is enclosed in 2,144,511,512,602). 【請求項３】 上記密封形部材（１３６，１４６，１５
６）が二重管形状（１３６），直管形状（１４６），環
状管形状（１５６）から選んだ形状であり、複数個組み
合わせて所定形状のヒーティングゾーンを形成する請求
項２に記載のカーボンヒータ。3. The sealing member (136, 146, 15)
3. The heating zone according to claim 2, wherein 6) is a shape selected from a double tube shape (136), a straight tube shape (146), and an annular tube shape (156), and a plurality of them are combined to form a heating zone having a predetermined shape. Carbon heater. 【請求項４】 上記密封形部材（１３６，１４６，１５
６，２２１，４１２，４１４，５１１，５１２，６０
２）内に形成される空間に非酸化性ガスを流入させる構
成とする請求項２に記載のカーボンヒータ。4. The sealing member (136, 146, 15)
6,221,412,414,511,512,60
3. The carbon heater according to claim 2, wherein a non-oxidizing gas is caused to flow into a space formed in the second heater. 【請求項５】 上記密封形部材（１３６，１４６，１５
６，２２１，４１２，４１４，５１１，５１２，６０
２）内に形成される空間を２０ｔｏｒｒ以下の真空にす
る請求項２に記載のカーボンヒータ。5. The sealing member (136, 146, 15)
6,221,412,414,511,512,60
3. The carbon heater according to claim 2, wherein the space formed in 2) is evacuated to 20 torr or less. 【請求項６】 上記密封形部材は、板状の石英ガラス支
持体によって実質的に一体化されており、この石英ガラ
ス支持体中の上記ヒータ部材の周辺部には、中空の空間
が形成されている請求項２に記載のカーボンヒータ。6. The sealed-type member is substantially integrated by a plate-shaped quartz glass support, and a hollow space is formed around the heater member in the quartz glass support. The carbon heater according to claim 2, wherein: 【請求項７】 上記石英ガラス支持体（１２）が複数枚
の石英ガラス板（１２ａ〜１２ｈ，３２ａ〜３２ｅ）の
各々の接合面全体を融着により実質的に一体化したもの
であり、少なくとも一枚の石英ガラス板の接合面に配線
用溝（１４）を形成し、そこに上記ヒータ部材（１１）
を配置した請求項２もしくは６に記載のカーボンヒー
タ。7. The quartz glass support (12) is obtained by substantially integrating the entire bonding surface of each of a plurality of quartz glass plates (12a to 12h, 32a to 32e) by fusion. A wiring groove (14) is formed in the joint surface of one quartz glass plate, and the heater member (11) is formed therein.
7. The carbon heater according to claim 2, wherein 【請求項８】 上記石英ガラス支持体（１２）が２枚の
石英ガラス板（１２ａ，１２ｂ）を融着したものであ
り、少なくとも１枚の石英ガラス板の接合面に所定深さ
の配線用溝が形成されており、上記深さ分を含まない各
々の石英ガラス板の厚さが略同一である請求項２もしく
は６に記載のカーボンヒータ。8. The quartz glass support (12) is obtained by fusing two quartz glass plates (12a, 12b) together, and has a predetermined depth for wiring at a joint surface of at least one quartz glass plate. 7. The carbon heater according to claim 2, wherein a groove is formed, and the thickness of each quartz glass plate not including the depth is substantially the same. 【請求項９】 上記石英ガラス支持体（１２）が厚さの
異なる２枚の石英ガラス板（１２ａ，１２ｂ）を融着し
たものであり、少なくとも１枚の石英ガラス板の接合面
に所定深さの配線用溝が形成されており、上記深さ分を
含まない一方の石英ガラス板（１２ａ）の厚さが他方
（１２ｂ）の厚さの１／２以下になっている請求項２も
しくは６に記載のカーボンヒータ。9. The quartz glass support (12) is formed by fusing two quartz glass plates (12a, 12b) having different thicknesses, and has a predetermined depth on a joint surface of at least one quartz glass plate. The thickness of one quartz glass plate (12a) not including the depth is less than or equal to の of the thickness of the other (12b). 7. The carbon heater according to 6. 【請求項１０】 上記配線用溝（１４）が、その長さ方
向に垂直な断曲形状の少なくとも下方側（１４ｄ）に湾
曲形状を有し、かつ、つや出し処理されている請求項７
乃至９のいずれかに記載のカーボンヒータ。10. The wiring groove (14) has a curved shape at least on a lower side (14d) of a bent shape perpendicular to its length direction, and is subjected to a polishing process.
10. The carbon heater according to any one of claims 9 to 9. 【請求項１１】 上記配線用溝（１４）が、その長さ方
向に垂直な断面形状が全体的に「凸」の字状になってい
る請求項７に記載のカーボンヒータ。11. The carbon heater according to claim 7, wherein the wiring groove (14) has a generally “convex” character in cross section perpendicular to its length direction. 【請求項１２】 第１の石英ガラス板（３２ａ）に配線
用溝（１４ａ）を形成し、第２の石英ガラス板（３２
ｂ）に配線用溝（１４ａ）と対になる幅狭の挿入用溝
（１４ｂ）もしくは貫通スリットを形成し、第１・第２
石英ガラス板（３２ａ、３２ｂ）を溝同士（１４ａ，１
４ｂ）が対向するように接合し、第２石英ガラス板（３
２ｂ）の表面を研磨又は研削して挿入用溝（１４ｂ）も
しくは貫通スリットの底部を削除することによりこれを
挿入用窓として露出させ、そこから第１の石英ガラス板
（３２ａ）の配線用溝（１４ａ）内にヒータ部材（１
１）を押し込み、研磨面又は研削面（３３）に第３の石
英ガラス板（３２ｃ）を合わせ、しかる後に３枚の石英
ガラス板（３２ａ〜３２ｃ）を融着させ溝（１４）以外
の部分全面を実質的に一体化させることにより、上記配
線用溝（１４）を、その長さ方向に垂直な断面形状が全
体的に「凸」の字状にしている請求項１１に記載のカー
ボンヒータ。12. A wiring groove (14a) is formed in a first quartz glass plate (32a), and a second quartz glass plate (32) is formed.
b) forming a narrow insertion groove (14b) or a through slit to be paired with the wiring groove (14a),
The quartz glass plates (32a, 32b) are inserted into the grooves (14a, 1).
4b) are joined to face each other, and the second quartz glass plate (3
The surface of 2b) is polished or ground to remove the insertion groove (14b) or the bottom of the through slit, thereby exposing it as an insertion window, from which the wiring groove of the first quartz glass plate (32a) is formed. The heater member (1) is provided in (14a).
1), the third quartz glass plate (32c) is aligned with the polished surface or the ground surface (33), and then the three quartz glass plates (32a to 32c) are fused to form a portion other than the groove (14). The carbon heater according to claim 11, wherein the wiring groove (14) has a generally "convex" shape in cross section perpendicular to its length direction by substantially integrating the entire surface. . 【請求項１３】 上記配線用構内部を減圧又は非酸化性
ガス雰囲気に保った状態で融着させたものである請求項
１２記載のカーボンヒータ。13. The carbon heater according to claim 12, wherein the inside of the wiring structure is fused under a reduced pressure or a non-oxidizing gas atmosphere. 【請求項１４】 石英ガラス支持体（１２）が、不透明
石英ガラス層（１２ｅ）を有する請求項６もしくは７に
記載のカーボンヒータ。14. The carbon heater according to claim 6, wherein the quartz glass support has an opaque quartz glass layer. 【請求項１５】 複数枚の石英ガラス板（１２ｃ〜１２
ｅ）のうちの１枚（１２ｅ）が不透明石英ガラス板（１
２ｅ）である請求項７乃至９のいずれかに記載のカーボ
ンヒータ。15. A plurality of quartz glass plates (12c to 12c)
e) (12e) is an opaque quartz glass plate (1e).
The carbon heater according to any one of claims 7 to 9, which is 2e). 【請求項１６】 上記ヒータ部材（１１）と、少なくと
も片面が鏡面のカーボン製反射板（１５）とが、板状の
石英ガラス支持体（１２）に封入されている請求項６も
しくは７に記載のカーボンヒータ。16. The plate according to claim 6, wherein said heater member and said carbon reflecting plate having at least one mirror surface are enclosed in a plate-like quartz glass support. Carbon heater. 【請求項１７】 ３枚の石英ガラス板（１２ｃ〜１２
ｅ）を用い、いずれかの石英ガラス板（１２ｃ〜１２
ｅ）の２つの接合面に設けた配線用溝（１４）と反射板
設定座ぐり（１６）に、それぞれヒータ部材（１１）と
少なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板（１５）を配
置し、各石英ガラス板（１２ｃ〜１２ｅ）の接合部を融
着により一体化した請求項１６に記載のカーボンヒー
タ。17. Three quartz glass plates (12c to 12c)
e), using any of the quartz glass plates (12c to 12c)
e) a heater member (11) and a carbon reflecting plate (15) having at least one mirror surface on at least one side are respectively disposed in the wiring groove (14) and the reflecting plate setting counterbore (16) provided on the two joining surfaces of (e); 17. The carbon heater according to claim 16, wherein joint portions of the respective quartz glass plates (12c to 12e) are integrated by fusion. 【請求項１８】 全体的に板状の石英ガラス支持体（２
２）に、少なくとも片面が鏡面のカーボン製反射板（１
５）が封入されている反射板状体を上記密封形部材に隣
接配置する請求項６もしくは７に記載のカーボンヒー
タ。18. A quartz glass support (2) which is generally plate-shaped.
In 2), a carbon reflecting plate (1
The carbon heater according to claim 6 or 7, wherein the reflecting plate-like member (5) is disposed adjacent to the sealing member. 【請求項１９】 板状の石英ガラス支持体（１２，１３
６，１４６，１５６，２２１，４１２，４１４，５１
１，５１２，６０２）の少なくとも一つの外表面に、断
面半円状もしくは台形状の凸部（１３ａ，１３ｂ）が形
成されており、この外表面がつや出し処理されている請
求項２，６，７もしくは１６のいずれか１項に記載のカ
ーボンヒータ。19. A plate-like quartz glass support (12, 13)
6,146,156,221,412,414,51
A convex portion (13a, 13b) having a semicircular cross section or a trapezoidal cross section is formed on at least one outer surface of the first, second, third, and second surfaces of the at least one outer surface. 17. The carbon heater according to any one of 7 and 16. 【請求項２０】 上記密閉形部材が配線用溝（４１３）
を有する石英ガラス製の設定部材（４１２）及び石英ガ
ラス製の蓋部材（４１４）からなり、上記配線溝に上記
ヒータ部材を配置する請求項２に記載のカーボンヒー
タ。20. The sealing member is a wiring groove (413).
The carbon heater according to claim 2, comprising a setting member (412) made of quartz glass and a cover member (414) made of quartz glass having the following, and the heater member is arranged in the wiring groove. 【請求項２１】 上記の設定部材（４１２）及び蓋部材
（４１４）のいずれかもしくは両者の外周部に防炎堤
（４３４）を形成し、この防炎堤以外の対向面が０．２
〜１．０ｍｍの間隔において配置され、両部材を石英ガ
ラスの肉盛り法によって、一体化している請求項２０に
記載のカーボンヒータ。21. A flame barrier (434) is formed on the outer periphery of one or both of the setting member (412) and the lid member (414), and an opposing surface other than the flame barrier is 0.2 mm.
21. The carbon heater according to claim 20, wherein the carbon heater is arranged at an interval of about 1.0 mm, and both members are integrated by a cladding method of quartz glass. 【請求項２２】 上記ヒータ部材（４１１）の両端にカ
ーボンターミナル（４１６）を配置し、カーボンターミ
ナル（４１６）に金属電極（４１７）を接続し、この金
属電極（４１７）のカーボンターミナル側の部分に石英
ガラスパイプ（４１８）を被せた請求項２１に記載のカ
ーボンヒータ。22. A carbon terminal (416) is arranged at both ends of the heater member (411), a metal electrode (417) is connected to the carbon terminal (416), and a portion of the metal electrode (417) on the carbon terminal side. 22. The carbon heater according to claim 21, wherein a quartz glass pipe (418) is placed on the heater. 【請求項２３】 ヒータ部材が封入された空間内に非酸
化性ガスを導入し、電極（４１７）に被せた石英ガラス
パイプ（４１８）からガスを排出する請求項２２に記載
のカーボンヒータ。23. The carbon heater according to claim 22, wherein a non-oxidizing gas is introduced into a space in which the heater member is enclosed, and the gas is discharged from a quartz glass pipe (418) covering the electrode (417). 【請求項２４】 配置用溝（４１３）にアルミナ粉（４
１５）を配置し、アルミナ粉（４１５）の焼結体によっ
てヒータ部材（４１１）を支持する請求項２０に記載の
カーボンヒータ。24. An alumina powder (4) is placed in the placement groove (413).
21. The carbon heater according to claim 20, wherein the heater member is supported by a sintered body of alumina powder. 【請求項２５】 上記ヒータ部材（１１，５１５，６１
２）もしくはヒータ部材の両端に接続された端子部が、
ヒータ部材（１１）の形成するヒータ面（１３，５３
１）に対して実質的に垂直に引き出される請求項６もし
くは２０に記載のカーボンヒータ。25. The heater member (11, 515, 61)
2) Or the terminal portions connected to both ends of the heater member
The heater surface (13, 53) formed by the heater member (11)
21. The carbon heater according to claim 6, wherein the carbon heater is drawn substantially perpendicular to 1). 【請求項２６】 ヒータ部材（５１５）の両端をヒータ
面（５３１）の反対側に突出させ、突出したヒータ部材
を石英ガラス支持板に当接する石英ガラス筒内に配列さ
れた複数のもしくは少なくとも一方の端部が複数に分割
されたワイヤー状カーボンにより固定し、上記石英ガラ
ス筒に石英ガラス管を被せて上記密閉形部材を密封した
請求項２５に記載のカーボンヒータ。26. Both ends of a heater member (515) are projected to the opposite side of the heater surface (531), and a plurality of or at least one of the projected heater members is arranged in a quartz glass cylinder in contact with a quartz glass support plate. 26. The carbon heater according to claim 25, wherein the end portion of the carbon heater is fixed by a plurality of divided wire-like carbons, and the quartz glass tube is covered with a quartz glass tube to seal the hermetically sealed member. 【請求項２７】 上記ワイヤー状カーボン（６１３）の
他端側を、中空部（６４９）が形成されその内側に中子
部材（６３５）を有する第２のワイヤー状カーボン接続
部材に、この中子部材（６３５）での押圧によって接続
し、割型中子（６４７）を利用する金属線接続部材（６
４５）により金属製の内接線（６４１）を接続し、両接
続部材を任意の接続部材（６４２，６４８）によって接
続した請求項２６に記載のカーボンヒータ。27. The other end of the wire-like carbon (613) is connected to a second wire-like carbon connecting member having a hollow portion (649) and a core member (635) inside the hollow portion (649). The metal wire connecting member (6) is connected by pressing with the member (635) and utilizes the split core (647).
27. The carbon heater according to claim 26, wherein the metal inner tangent line (641) is connected by (45), and both connection members are connected by optional connection members (642, 648). 【請求項２８】 上記割型中子（６４７）の外側にテー
パ面（６４７ｂ）を形成し、端子部本体（６４２）にテ
ーパ面（６４７ｂ）と係合するテーパ部（６４２ｂ）を
形成し、割型中子に形成した支持部（６４７ａ）で金属
製の内接線（６４１）を挟み込み、これを押圧しつつ任
意の接続部材（６４２，６４８）に接続する請求項２７
に記載のカーボンヒータ。28. A tapered surface (647b) is formed outside the split mold core (647), and a tapered portion (642b) is formed on the terminal portion main body (642) to engage with the tapered surface (647b). 28. A metal inner tangent line (641) is sandwiched between support portions (647a) formed on a split core, and is connected to an arbitrary connection member (642, 648) while being pressed.
2. The carbon heater according to 1. 【請求項２９】 上記密閉形部材内でヒータ部材（５１
５）を線対称に配置し、その対称軸上にガス導入・排出
口（５１８）を形成し、容器（５１１，５１２）の溶接
時にガス導入・排出口（５１８）から非酸化性ガスを導
入し、容器（５１１，５１２）の封着時にガス導入・排
出口（５１８）から排気を行う構成にした請求項２８に
記載のカーボンヒータ。29. A heater member (51) in said closed type member.
5) is arranged in line symmetry, a gas inlet / outlet (518) is formed on the axis of symmetry, and a non-oxidizing gas is introduced from the gas inlet / outlet (518) when welding the containers (511, 512). 29. The carbon heater according to claim 28, wherein exhaust is performed from the gas introduction / exhaust port (518) when the container (511, 512) is sealed. 【請求項３０】 カーボンワイヤからなるヒータ部材
（１１，６１２）とワイヤー状カーボン（６１３）を石
英ガラス筒内に配列された複数のもしくは少なくとも端
部が複数に分割されたワイヤー状カーボンにより固定
し、前記ワイヤー状カーボン（６１３）と電源側の金属
製の内接線（６４１）を第２の端子装置（６４０）で接
続する構成にし、第２の端子装置（６４０）が、複数の
もしくは端部が複数に分割されたワイヤー状カーボン
（６１３）を接続するための第２のワイヤー状カーボン
接続部材（６４３）を備え、割型中子（６４７）を利用
して金属製の内接線（６４１）を接続する構成の金属線
接続部材（６４５）を備え、第２のワイヤー状カーボン
接続部材（６４３）と金属線接続部材（６４５）を接続
するための端子部本体（６４２）を備え、両接続部材
（６４３，６４５）を任意の接続部材（６４２，６４
８）に接続する構成になっている請求項２５に記載のカ
ーボンヒータ。30. A heater member (11, 612) made of a carbon wire and a wire-like carbon (613) are fixed by a plurality of wire-like carbon arranged in a quartz glass cylinder or at least an end portion of which is divided into a plurality of pieces. The wire-like carbon (613) and the metal inner tangent (641) on the power supply side are connected by a second terminal device (640), and the second terminal device (640) has a plurality of or end portions. Is provided with a second wire-like carbon connecting member (643) for connecting the wire-like carbon (613) divided into a plurality of pieces, and a metal inner tangent (641) using a split core (647). And a terminal portion main body (6) for connecting the second wire-like carbon connecting member (643) and the metal wire connecting member (645). 42), and connect both connecting members (643, 645) to optional connecting members (642, 64).
26. The carbon heater according to claim 25, wherein the carbon heater is connected to 8). 【請求項３１】 上記ヒータ部材（６１２）が複数のも
しくは少なくとも端部が複数に分割されたワイヤー状カ
ーボンが内部に配列された石英ガラス筒及び第２端子装
置（６１１，６４０）が石英ガラス管（６０３）内に封
入されている請求項３０に記載のカーボンヒータ。31. A quartz glass cylinder in which a plurality of heater members (612) or at least ends of which are divided into a plurality of wire-like carbons are arranged inside, and a second terminal device (611, 640) is a quartz glass tube. 31. The carbon heater according to claim 30, wherein the carbon heater is enclosed in (603). 【請求項３２】 上記石英ガラス管（６０３）の内側に
配置された金属製の内接線（６４１）と電源側の外接線
（６５３）をＭｏ箔（６５５）を介して接続し、Ｍｏ箔
（６５５）を石英ガラス製のピンチシール部（６５６）
で封着した構成の第３の端子装置を有する請求項３１に
記載のカーボンヒータ。32. A metal inner tangent (641) disposed inside the quartz glass tube (603) and an external tangent (653) on the power supply side are connected via a Mo foil (655), and the Mo foil (655) is connected. 655) is a pinch seal portion (656) made of quartz glass.
32. The carbon heater according to claim 31, further comprising a third terminal device configured to be sealed with the third terminal device. 【請求項３３】 ヒータ部材（５１５）の両端に端子部
材（５２１）を接続してヒータ面（５３１）の反対側に
突出させ、端子部材（５２１）に石英ガラス管（５１
３）を被せて石英ガラス部材（５１１，５１２）を密封
した請求項２５に記載のカーボンヒータ。33. A terminal member (521) is connected to both ends of the heater member (515) and protrudes from the opposite side of the heater surface (531).
26. The carbon heater according to claim 25, wherein the quartz glass member (511, 512) is sealed by covering 3). 【請求項３４】 上記石英ガラス管（５１３）の自由端
側に端子部本体（５２３）を配置し、端子部材（５２
１）と端子部本体（５２３）を複数本のもしくは少なく
とも一方の端部が複数に分割されたワイヤー状カーボン
（５２２）で接続した請求項３３に記載のカーボンヒー
タ。A terminal body (523) is arranged on the free end side of the quartz glass tube (513), and a terminal member (52) is provided.
The carbon heater according to claim 33, wherein 1) and the terminal portion main body (523) are connected by a plurality of wires or at least one end portion of which is divided into a plurality of wire-like carbons (522). 【請求項３５】 上記密閉形部材内でヒータ部材（５１
５）を線対称に配置し、その対称軸上にガス導入・排出
口（５１８）を形成し、容器（５１１，５１２）の溶接
時にガス導入・排出口（５１８）から非酸化性ガスを導
入し、容器（５１１，５１２）の封着時にガス導入・排
出口（５１８）から排気を行う構成にした請求項３４に
記載のカーボンヒータ。35. A heater member (51) in said closed type member.
5) is arranged in line symmetry, a gas inlet / outlet (518) is formed on the axis of symmetry, and a non-oxidizing gas is introduced from the gas inlet / outlet (518) when welding the containers (511, 512). 35. The carbon heater according to claim 34, wherein exhaust is performed from the gas introduction / exhaust port (518) when the container (511, 512) is sealed. 【請求項３６】 カーボンワイヤからなるヒータ部材
（６１２）とワイヤー状カーボン（６１３）を第１の端
子装置（６１１）で接続し、前記ワイヤー状カーボン
（６１３）と電源側の金属製の内接線（６４１）を第２
の端子装置（６４０）で接続する構成にし、第１の端子
装置（６１１）が、端子部材（６１１）を備え、その一
端側に形成したヒータ部材接続部（６１４）にヒータ部
材（６１２）を接続するようになっており、複数のもし
くは端部が複数に分割されたワイヤー状カーボン（６１
３）を接続するための第１のワイヤー状カーボン接続部
材（６１６）を備え、端子部材（６１１）の他端側に第
１のワイヤー状カーボン接続部材（６１６）を接続する
ようになっており、第１のワイヤー状カーボン接続部材
（６１６）を中空に形成してその内側に中子部材（６３
５）を配置し、分割したワイヤー状カーボン（６１３
ａ）を中子部材（６３５）で押圧して接続する構成にな
っており、第２の端子装置（６４０）が、複数のもしく
は端部が複数に分割されたワイヤー状カーボン（６１
３）を接続するための第２のワイヤー状カーボン接続部
材（６４３）を備え、割型中子（６４７）を利用して金
属製の内接線（６４１）を接続する構成の金属線接続部
材（６４５）を備え、第２のワイヤー状カーボン接続部
材（６４３）と金属線接続部材（６４５）を接続するた
めの端子部本体（６４２）を備え、両接続部材（６４
３，６４５）を端子部本体（６４２）の一端側と他端側
に接続する構成になっている請求項３３に記載のカーボ
ンヒータ。36. A heater member (612) made of carbon wire and a wire-like carbon (613) are connected by a first terminal device (611), and the wire-like carbon (613) is connected to a metal inner tangent on a power supply side. (641) second
The first terminal device (611) includes a terminal member (611), and the heater member (612) is connected to the heater member connection portion (614) formed at one end of the first terminal device (611). The wire-like carbon (61
3) a first wire-like carbon connecting member (616) for connecting the first wire-like carbon connecting member (616) to the other end of the terminal member (611). The first wire-like carbon connecting member (616) is formed hollow, and the core member (63
5) is arranged and divided into wire-like carbon (613).
a) is pressed by a core member (635) to be connected, and the second terminal device (640) is connected to a wire-like carbon (61) having a plurality of or divided ends.
3) a second wire-like carbon connecting member (643) for connecting the metal wire connecting member (641), which is configured to connect a metal inner tangent (641) using a split core (647); 645), and a terminal body (642) for connecting the second wire-like carbon connection member (643) and the metal wire connection member (645).
34. The carbon heater according to claim 33, wherein the first and second terminals (3, 645) are connected to one end and the other end of the terminal body (642). 【請求項３７】 上記ヒータ部材（６１２）と上記第１
及び第２の端子装置（６１１，６４０）が石英ガラス管
（６０３）内に封入され、石英ガラス管（６０３）の内
側に配置された金属製の内接線（６４１）と電源側の外
接線（６５３）をＭｏ箔（６５５）を介して接続し、Ｍ
ｏ箔（６５５）を石英ガラス製のピンチシール部（６５
６）で封着した構成の第３の端子装置を有する請求項３
６に記載のカーボンヒータ。37. The heater member (612) and the first member (612).
A second terminal device (611, 640) is sealed in a quartz glass tube (603), and a metal inner tangent (641) and an outer tangent (64) are arranged inside the quartz glass tube (603). 653) via Mo foil (655)
o The foil (655) is pinched with a quartz glass pinch seal (65).
4. A third terminal device having a configuration sealed in step 6).
7. The carbon heater according to 6. 【請求項３８】 上記ヒータ部材を封入した密閉形部材
が、石英ガラス製もしくはアルミナ製平板状容器である
請求項２に記載のカーボンヒータ。38. The carbon heater according to claim 2, wherein the sealed member enclosing the heater member is a flat plate made of quartz glass or alumina. 【請求項３９】 上記ヒータ部材（２２２）を複数の端
子部材及びワイヤー支え治具（２２４）によって上記平
板状容器（２２１）内に非接触で支持されて封入した請
求項３８に記載のカーボンヒータ。39. The carbon heater according to claim 38, wherein the heater member (222) is supported in a non-contact manner and enclosed in the flat container (221) by a plurality of terminal members and a wire support jig (224). . 【請求項４０】 上記端子部材の長さ方向に、ボルト差
し込み用の略円筒状の穴部が形成されており、かつ少な
くともこの穴部を貫通する略円筒状横穴が形成されてお
り、該横穴に上記ヒータ部材を差し込み、該穴部に少な
くとも該横穴の下端に達する長さを有するボルトを回転
挿入する構造にした請求項３９に記載のカーボンヒー
タ。40. A substantially cylindrical hole for inserting a bolt, and a substantially cylindrical lateral hole passing through at least the hole is formed in a longitudinal direction of the terminal member. 40. The carbon heater according to claim 39, wherein the heater member is inserted into the hole, and a bolt having a length reaching at least a lower end of the horizontal hole is inserted into the hole portion by rotation. 【請求項４１】 上記ワイヤー支え治具（２２４）が透
光性アルミナ単体もしくは、高純度カーボン及び透光性
アルミナの組立部材から成る請求項３９もしくは４０に
記載のカーボンヒータ。41. The carbon heater according to claim 39, wherein the wire supporting jig (224) is made of a single piece of translucent alumina or an assembly member of high-purity carbon and translucent alumina. 【請求項４２】 上記組立部材の、ヒータ部材に接する
部分が、高純度カーボン材料から成り、上記組立部材
の、平板状容器（２２１）に配置接続する部分が、透光
性アルミナ材料から成る請求項４１に記載のカーボンヒ
ータ。42. A part of said assembly member which is in contact with the heater member is made of a high-purity carbon material, and a part of said assembly member which is arranged and connected to the flat container (221) is made of a translucent alumina material. Item 42. The carbon heater according to item 41. 【請求項４３】 上記平板状容器の発熱面に、断面半円
状もしくは台形状の凸部（１３ａ，１３ｂ）が形成され
ており、この表面がつや出し処理されている請求項２
１、３２、３７もしくは４２に記載のカーボンヒータ。43. The heat generating surface of the flat container has a convex portion (13a, 13b) having a semicircular or trapezoidal cross section, and the surface is polished.
The carbon heater according to 1, 32, 37 or 42. 【請求項４４】 上記ヒータ部材を封入した密閉形部材
が、湾曲形である請求項２記載のカーボンヒータ。44. The carbon heater according to claim 2, wherein the sealed member enclosing the heater member has a curved shape. 【請求項４５】 上記板状の石英ガラス支持体（１２）
に上記ヒータ部材（１１）を封入し、ヒータ部材（１
１）の周辺部以外の石英ガラス支持体（１２）を実質的
に一体化した板状のカーボンヒータを、所定形状の断面
を有するカーボン製下型（４１）と、それと対になるカ
ーボン製上型（４２）との間で押圧して、板状のカーボ
ンヒータを所定形状に湾曲させたものである請求項４４
に記載のカーボンヒータ。45. The plate-shaped quartz glass support (12).
The heater member (11) is sealed in the heater member (1).
A plate-like carbon heater substantially integrated with a quartz glass support (12) other than the peripheral part of 1) is provided with a carbon lower mold (41) having a cross section of a predetermined shape, and a carbon upper mold (41) paired therewith. 45. The plate-shaped carbon heater is bent into a predetermined shape by being pressed between the mold and the mold.
2. The carbon heater according to 1. 【請求項４６】 上記カーボン製上型・下型（４１，４
２）が半円形の断面形状を有しており、実質的に半円筒
形のカーボンヒータとする請求項４５に記載のカーボン
ヒータ。46. The upper and lower carbon molds (41, 4).
46. The carbon heater according to claim 45, wherein 2) has a semicircular cross-sectional shape and is a substantially semi-cylindrical carbon heater. 【請求項４７】 上記板状の石英ガラス支持体（１２）
に少なくとも一面が鏡面のカーボン製反射板を、上記ヒ
ータ部材（１１）とは独立して封入した請求項４５に記
載のカーボンヒータ。47. The plate-shaped quartz glass support (12)
46. The carbon heater according to claim 45, wherein a carbon-made reflecting plate having a mirror surface at least on one side is enclosed independently of the heater member (11).