TW452826B - Carbon heater - Google Patents

Description

452826 五'發明說明α) 發明之背景 發明之領域 本發明係有關一種碳製加熱器，尤指一種特別適用於半 導體製造裝置之碳製加熱器。 習用技銜之說明 按，半導體製造過程中，例如會進行對於矽晶圓之各種 加熱處理。此種伴隨有若干加熱之半導體製造過程中，被 要求能有嚴密的溫度管理。又，將熱處理氣氛保持清淨也 屬重要41 因此，業界強烈地期盼能開發出一種均熱性及昇溫、降 溫性優異，且不放出污染物質之高性能半導體製造裝置用 加熱器，並期盼其能製品化。 曰本特開平7 - 1 6 1 7 2 5號中，f揭示一種晶圓加熱裝置中 所用之電極構造，其係將使用樹脂固化、一體化之石墨-碳纖維複合材科（以下稱為C/C)用於加熱部件。 又，迄今為止1同裝置中還使用平板狀漩渦型S i C加熱 部件或進行熔接處理之複雜形狀Mo- S i加熱部件。 然而，上述C/C加熱部件中，在其構造上，即使是薄 型1若為在二=又元中各自之長度能充份採取之形狀的話1 仍具有極高之機械強度，但是例如一次元之長度，即寬度 若為5 mm以下之縱長形狀的話，則無法獲得充份之強度； 又，當將其作為半導體製造裝置用加熱器使用時，若择長 度方向的兩端固定於端子，則伴隨著C/C之熱膨脹，特別 是此一端子固定部附近會產生熱負荷而易於破損，是其問

C:\54264. ptd 苐7頁 4 528 2 6 五、發钥說明（2) 題。 為此，若將上述寬度增大，則會造成電阻值減小，以致 為了進行一定之發熱，必須將電流值大幅提昇，此外，熱 容量也會增大，以致急速加熱困難。 又，依上述特開平7- 1 6丨7 2 5號公報，當企圖獲得其圖3 所示之略漩渦形複雜形狀時，為形成均熱構造之槽隙加工 困難，又，如上所述，為了要形成高電阻，必須將同部件 之寬度狹窄化，但是此種加工困難，會招致成本之增大， 或是若進行此種不符成本之加工會有均熱性不充份之情 形，此誠為其現狀者。 另外，有關上述SiC加熱部件或M〇-Si加熱部件，為了抑 制伴隨於昇華之劣化 > 只能將電負荷密度設成約20 w/cm2 之程度，如此，昇溫速度之縮短化有其界限。又，於此等 加熱部件中，在必須有曲折部之複雜形狀下，無法獲得充 份之耐熱強度。 此外，至今為止，作為半導體熱處理裝置闬加熱器，有 使闬金屬加熱II者，然而，金屬製加熱器易造成金屬污 染，又，其品質也易於不安定，是為其問題。 為了提高半導體之熱處理效率，必須採用可急速昇降溫 之加熱器。然而，由於金屬製加熱器之熱容量大之故，昇 降溫特性之提高有其界限。 另外，一般而言，金屬製加熱器因絕熱材料等之附帶設 備或金屬加熱器本身之熱容量大之故，急速昇降溫困難， 是為其不妥之處。

C:\54264. ptd 第8頁 452826 五、發明說明¢3) 為此，己有將熱容量小，非氧化性氣氛下之耐高溫性優 異的碳材料作為加熱器利周者。 然而，使用通常之電極材料之碳材料，在柔軟性的層面 上有其問題，造成形狀設計上的瓶頸。 此外，一般而言，將碳線作為發熱體使用之碳製加熱 器，為了防止氧化，係在保持非氧化性氣氛之容器内配置 碳線。又，由於碳線在發熱時會變得非常高溫，因此，係 將碳線複數支束集成之物作為端子線使用。 迄今為止，碳線係藉由利用碳糊之含浸+燒成所固定。 又，較細之碳線之場合，也有以螺固法予以固定者。 然而，根據利用碳糊之固定法，會有碳糊燒成體會剝 離，而成為粉塵發生之原因之情事。 另一方面，根據螺固式固定法，在碳線束之線支數多的 場合，螺固作業會更形繁雜。又，若為粗的碳線之場合， 還有無法確實固定之情事發生。 此外，將碳線作為發熱體之加熱器，還須有將碳製加熱 器束機構之端子線與金屬製端子線接續之端子裝置。 然而，市場上並未能提俣將二端子線確實且容易地接續 之端子裝置。 又，一般而言，為了將碳製發熱體之周邊氣氛保持於非 I化性氣氛，碳製發熱體之封裝技術具有其重要性。 但是，根據淠碳製發熱體以兩月石英玻璃板夾持，並將 其外周熔接之習用封裝方式，導因於部份加熱之故，接觸 靣會產生應變或變形1且應力會集中於熔接固定部，以致

C:\54264. ptd 第9頁 4 528 2 6 五'發钥說明（4) 石英玻璃板大有破損之虞。 [發明之概要] 本發明之目的 > 係在提供一種均熱性及可撓性優異，且 可急速昇降溫，同時可以低成本製造之碳製加熱器。 本發明碳製加熱器，具有：將複數根直徑為5〜1 5 // m之碳 纖維束集成的碳纖維束，使用複數支予以編成如線形或帶 形般之縱長形狀，將其所含之雜質量，以灰分計設在1 0 ppm以下而成之加熱部件者。 上述加熱部件，可以一支或複數支並列地封入石英玻璃 製密封形部件内者。 上述加熱部件之1 0 0 0 °C之電阻值，宜為卜2 Ο Ω /m .條 者。上述密封形部件可為選自二重管形狀、直管形狀、環 形狀之形狀，且係組合複數個形成一定形狀之加熱區域 者。 上述石英玻璃製密封形部件内所形成之空間中，可流入 氮、氫、或惰性氣體者。 上述石英製密封形部件内所形成之空間，可設成2 0 torr以下之真空狀a 上述加熱部件可密封於板狀石英玻璃支持内，上述加熱 部件之周邊部以外的石英玻璃支持體，可實質上一體化 者。 上述石英玻璃支持體係可將複數片石英玻璃板之各接合 面全部熔接一體化而成，至少在一月石英玻璃板之接合面 上形成有配線同溝、於該溝内配置有上述加熱部件者。

C:\54264.pid 第 10 頁 4 528 2 6 五、發明說钥（5) 上述石英玻璃支持體，可行的是，甴兩片石英玻璃管熔 接而成，在至少一片石英玻璃板之接合面上形成有一定深 度之配線用溝，不含上述深度之各石英玻璃板的厚度係大 致相同者。 上述石英玻璃支持體，可行的是由厚度不同之兩片石英 玻璃板熔接而成，至少一月石英玻璃板之接合面上，形成 有一定深度之配線用溝，不含上述深度部份之一側石英板 的厚度1係為另一側石矣板1厚度之丨/ 2以下者。 上述配線用溝，可行的是，與其長度方向垂_直之斷面形 狀的至少下方側具有彎曲形狀，且經砑光處理者。 上述配線用溝内部，可行的是，於減壓或非氧化性氣體 氣氛下接合者。 上述配線用溝，可行的是，與其長度方向垂直的斷靣形 狀，整體上係形成「凸」字狀者。 可行的是，第一石英玻璃板上形成有配線闬溝，第二石 英板上形成有與配線用溝成對之狹幅***用溝或貫通槽， 第一、第二石英玻璃板係以溝群對向之方式接合，藉甴將 第二石英玻璃板之表面研磨或研削而將***用溝或貫通槽 之底部削除而將其作為***用窗露出，並藉由自該處辟碳 製發熱體壓入苐一石英玻璃管之配線同溝内，將第三石英 玻璃管與研磨面或研削面對合，而後辟三另石英玻璃扳熔 接，並將溝以外之部份全靣實質上一 II化，而將上述配線 周溝形成為與其長度方向t直之斷面形狀整體上為「ώ」 字狀者。再者，對於第一石英玻璃板實施ώ形狀之溝加

C:\54264.ptd 苐11頁 452 8 2 6 五、發明說明（6) ' 工，择第三石英熔接，也可獲得相同之構造。 上述石英玻璃支持體可具有不透明石英玻璃層者。 上述複數片石英玻璃板中，可有一片係不透明石英玻璃 板者。 可行的是，上述加熱部件及至少片面為鏡面之碳製反射 板，係封入板狀之石英玻璃支持體，上述加熱部件與上述 碳製反射板周邊部以外之石英玻璃支持體，係在實質上一 體化者。 可行的是，使闬三月石英玻璃板，在任一石英玻璃板之 兩個接合靣上所設之配線用溝與反射板設定沉孔中，分別 配置有加熱部件及至少片面為鏡面為碳製反射板》各石英 玻璃板之接合部係經溶接而一體化者。 可行的是，上述整體為板狀之石英玻璃支持體中，封入 有至少片面為鏡面之碳製反射板，且碳製反射板之周邊部 以外的石英玻璃支持體在實質上一體化之反射板，係鄰接 配置於上述石英玻璃支持者。 可行的是，該板狀石英支持體之至少一表面上，形成有 斷靣為半圓狀或梯形之凸部，該外表面係經·5牙光處理者。 可行的是，上述密封形部件係由具有配線用溝之石英板 製設定部4及石英玻璃製蓋部件所構成，上述配線溝中設 置有上述加熱部件者。 . 可行的是，上述設定部件及蓋部件之任一者或雙方之外 周部形成有防火堤1此一防火堤以外之對向面係隔以 0 . 2〜1. 0 _之間隔配置，兩部件係以石英玻璃之堆積法一

C:\5426l otd 第12 1 4528 2 6 五、發明說明σ) 體化者。 可行的是，上述加熱部件之兩端配置有碳末端，該碳末 端上接續有金屬電極，該金屬電極之偏碳末端側的部份， 被覆有石英玻璃管者。 可行的是，在封入有加熱部件之空間内導入有非氧化性 氣體，由被覆於電極之石英玻璃管排出氣體者。 上述截末端之雜質濃度，宜以灰分計設成10 ppm以下 者。 可行的是，上述配線用溝内配置有氧化鋁粉，藉由氧化 鋁粉之燒結體支持發熱體者。 上述氧化鋁粉之鐵雜質濃度，宜在5 ppm以下者。 可行的是，上述加熱部件或加熱部件之端子部，係相對 加熱部件所形成之加熱面實質上垂直地被引出者。 可行的是，上述加熱部件之兩端係突出於加熱面之相反 側，突出之加熱部件係由抵接於石英玻璃支持板之石英玻 璃筒内所配列之複數或至少端部作複數分割之線狀碳所固 定|上述石英玻璃筒上係被覆有石英玻璃管，將上述密閉 形部件密封者。 可行的是，上述線狀碳之他端側，係與形成有中空部且 内側具有芯部件之第二線狀碳接續部件，甴該芯部件之按 壓而接續，且甴利闬分割型芯之金屬線接續部件，接讀於 金屬製内接線，而兩接續部件係由位於中間之端子部本體 所接續者3 可行的是，上述分割型芯之外側形成有傾斜面，端子部

C ： \5-I264. Dtd 苐13頁 4 528 2 6 五，發明說明（8) 本禮上形有與傾斜靣卡合之傾斜部，以形成於分割型芯之 支持部夹入金屬製之内接線，在予按壓下接續於端子部本 體者。 可行的是，上述密封形部件内，加熱部件係線對稱狀地 配置，其對稱軸上形成有導入·排出口 ，在容器熔接時， 自氣體導入排出口導入非氧化性氣體1在容器封著時，係 自氣體導入排出口進行排氣者。 可行的是，上述碳線所構成之加熱部件及線狀碳，係由 配列於石英玻璃筒内之複數或至少端部作複數分割之線狀 碳所固定，上述線狀碳與電源側之金屬製内接線，係由第 二端子裝置所接續；該第二端子裝置備有：用以接續複數 或端部作複數分割之線狀碳之第二線狀碳接續部件、利用 分割型芯接續金屬製内接線之金屬線接續部件 '及用以將 第二線狀碳接續部件與金屬線接續部件接續之端子部本 體；上述兩個接續部件係與端子部本體之一端側及他端側 接續者。 上述加熱部件1係與内部配列有複數或至少端部作複數 分割的線狀碳之石英筒及第二端子裝置，封入石英玻璃管 内者。 可行的是，具有該石英这璃管之内信1所配置的金屬製内 接線與電漶側的外接線介以箔接續，Mo箔係由石英玻璃 製壓封密封部所封著之第三端子裝置者。 可行的是，上述加熱部件之兩瑞接續有端子部件，其係 突出於加熱面之相反側，又，該端子部件上被覆有石英玻

：\54254. ctd 第 14 頁 4 528 2 6 五、發明說明（9) 璃管，將石英玻璃部件密封者。 可行的是，上述石英玻璃管之自由端側配置有端子部本 體，上述端子部件與端子部本體係由複數支或至少端部可 作複數分割之線狀碳所接續者。 可行的是，上述密閉形部件内，加熱部件係線對稱狀地 配置，其對稱軸上形成有導入排出口 ，在容器熔接 '自氣 體導入，排出口導入非氧化性氣體，在容器封著時，係自 氣體導入-排出口進行排氣者。 可行的是，上述密封形部件1係形成整體為平板半圓狀 且中心部具有缺口之分割模，將其組合二個形成圓形平板 加熱器，其中心部可貫道治具者。 較佳的是，上述端子部件供接續上述加熱部件及上述複 數支線狀碳，其一端側形成加熱部件接續部接續加熱部 件，此外，又設有將複數或端部作複數分割之線狀碳一起 接續兩之第一線狀碳接續部件，而在端手部件之他端側接 續第一線狀碳接續部件，第一線狀碳接續部件形成中空而 在其内惻配置芯部件，上述複數之線狀碳係由芯部件按壓 接續= 較佳的是，上述端子部件與第一線狀碳接續部件之雙方 的接續端倒，分別形成有陰螺紋部，中間部件上形成有對 應各陰螺紋部之陽螺纹部，介以中間部件將兩部件接續。 較佳的是，上述線狀碳之他端側，係以芯部件之按壓而 接讀於形成有中空部且内側具有芯部件之第二線狀碳接續 部件，籍由利闬分割型芯之金屬線接續部件，接續金屬製

第15頁 4528 2 6 五、發明說明（ίο) 之内接線，令兩接續部件以位於中間之端子部本體所接續 者。 較佳的是，上述分割型ίί之外側形成有傾斜面，而端子 部本體上形成與該傾斜面卡合之傾斜部，藉由形成於分割 型芯之支持部夾住金屬製之内接線，在予按壓下接續於端 子部本體。 上述金屬製之内接線宜為Μ 〇製金屬棒。 上述線狀碳接續部件與端子部本體，及端子部本體與金 屬線接續部件，宜分別以螺合式接.續。 可行的是，上述由碳線所構成之加熱部件與線狀碳係由 第一端子裝置所接續，上述線狀碳與電源側之金屬製内接 線係由第二端子裝置所接續；該第一端子裝置備有：一端 侧形成之加熱部件接續部上接續有加熱部件之端子部件， 其具有供接續複數或端部作複數分割之線狀碳的第一線狀 碳接續部件，而其端子部件他端側上係接續有第一線狀碳 接續部件，該第一線狀碟接續部件係形成為中空，内側配 置有芯部件，分割之線狀碳係由芯部件按壓接續；上述第 二端子裝置備有：用以接續複數或端部作複數分割之線狀 碳之第二線狀碳接續部件、利用分割型芯接續金屬製内接 線之金屬線接續部件、及甩以將第二線狀碳接續部件與金 屬線接續部件接續之端子部本體；上述兩個接續部件係與 端子部本體之一端側及他端側接續者。 可行的是，上述加熱部件與上述第一及第二端子裝置係 封入石英玻璃管内，此外又具有配置於石英玻璃管内側之

4528 2 6 五'發明說玥（π) 金屬製内接線與電源側外接線介以Μ〇箔接續，而Mo箔係藉 由石英玻璃製壓封部所封著之第三端子裝置者。 可行的是，上述封入有上述加熱部件之密閉形部件，係 石英玻璃製或氧化1§製平板狀容器者。 可行的是，上述加熱部件係由複數個端子部件及線支持 治具以非接觸方式支持封入於上述平扳狀容器内者。 可行的是，上述端子部件之長度方向形成有螺栓***用 略圓筒形穴部，且形成有至少貫通穴部之略圓筒狀橫穴， 該橫穴中***有上述加熱部件，該穴部令係可供具有至少 達於該橫穴下端之長度的螺栓旋轉***。 可行的是，上述螺拴***用之略圓筒形穴部的直徑，係 較上述略圓筒形橫穴之直徑為大，***上述橫穴之上述加 熱部件，係由上述螺栓所加壓作扁平之變形以達於該穴部 者。 上述螺栓與加熱部件間，宜介在有膨脹石墨片。 可行的是，上述線支持治具係由透光性氧化鋁單體或高 純度碳與透光性氧化鋁之組立部件所構成者。 可行的是，上述組立部件之與加熱部件相接之部份係由 Γ%純度碳柯料所構成，上述組立部件之配置接績於平板狀 容器之部份，係由透光性氧化鋁材料所構成。 上述加熱部件之下側可配置碳製反射板。 可行的是，上述平板狀容II之發熱靣上，形成有斷面半 圓狀或梯形之&部，此一表面係經砑光處理者。 封入有上述加熱部件之密閉形部件，可作彎西形者=

C:\54264.ptd 苐17頁 452826 五、發3月說明（12) 可行的是，上述板狀石英玻璃支持體中封入有上述加熱 部件，加熱部件之周邊部以外的石英玻璃支持體實質上一 體化之板狀碳製加熱器，係在具有一定形狀的斷面之碳製 下模與和其成對之碳製上模間受壓而將板狀之碳製加熱器 彎西成一定形狀者。 可行的是，上述礙製上模、下模具有半圓形之斷面形 狀，形成實質上半圓筒形之碳製加熱器者。 可行的是1上述板狀石英玻璃支持體中封入有與上述加 熱部件為獨立之至少一面為鏡面之碳製反射板者。 第一群之發明的概要，係如下所述。 第一群之發明，其目的係在提供一種具有優異之均熱性 及可撓性，可以低成本進行製造之特別是作為半導體製造 裝置用之有效的碳製加熱器。 第一群發明之碳製加熱器，具有：將複數根直徑為5〜1 5 // m之碳纖维束集成的碳纖維束，使用複數支予以編成如 線形或帶形般緃長形狀，將其所含之雜質量，以灰分計設 在1 0 p p m以下而成之加熱部件。 籍此，作為加熱部件之高溫時之抗拉強度能確保，碳纖 維之密者性在其長度方向均一1是以長度方向之發熱不均 一現象能獲得舒減。 此處，將複數根束集成之碳纖維的各直徑設成5~15v in，是因為若未達5 V πι，1根1根之織維會減弱，而難以將 其束集編成一定縱長形狀之加熱部件。又，由於鐵維纟3 > 因此為獲得一定電阻值之纖維根數增多，並不實闬。又，

C：\54264. ptd 第IS頁 4 52 8 2 6__ 五、發明說明（〗3) 另一原因是，在超過1 5以m之場合，則會有柔款性變差， 以致難以編成複數根束集成之碳纖維束，不僅如此，碳纖 維也易於斷裂，以致強度顯著降低之不良情事。 又，之所以將碳製加熱器之雜質以灰分計限制在1 0 ppm 以下*是因為當雜質超過10 ppm時，即使是微量之氧也會 得易於氧化，因此易於引起異常之發熱。 實際上，當雜質以灰分計超過10 ppm之場合，在8 0 0 °C 之大氣中在10分鐘即會引起異常發熱；而在氮中，於100 ppm之氧存在的氣氛下，在800 下使闬10小時即會引起異 常發熱，此業經確認。 另一方面，當雜質以灰分計在10 ppm以下之場合，在氮 中，在100 ppm之氧存在的氣氛下，在8 0 0 °C下即使使用50 小時以上也不會引起異常發熱，而且，在8 0 0 DC之大氣 中，若未達1 0分鐘，也不會引起異常發熱1此也經確認。 雜質以灰分計，宜在3 ppm以下。此一場合下，特別是 抑制異常發熱之效果增大，可達成更長壽命化。 上述加熱部件，較佳的是，將上述5〜1 5 y m之瑞纖維束 集1 0 0〜8 0 0根，將該束束集3支以上，宜束集6〜1 2支編成之 绿形彡λ帝形般之统長形狀石° 碳纖维束集之根數若未達1 0 0棂，則為了獲得一定之強 度及電阻值，6〜1 2束並不足夠，編成困難。又，由於根數 少之故，相對部份之斷裂，編成物易於鬆解，形狀維持變 得困難。又，當上述根數超過8 0 0根時，為了獲得一定之 電阻值，束集之根數減少，以致編成之線形的形狀維持困

第〗9頁 452826 五、 發明說3月 (14) _s_ 者 ) 上 述 加 熱部 件，其 1 0 0 0 °c 下 之 σττ- 阻 值宜 為 1〜 20 Ω /ill 條 〇 其 理 甴 是， 於一般之半導 體 衣 甩 加熱 裝 置 中 > 有 必 要 配 合 習 用 之變 壓器容量。 亦 即 1 當 電 阻 值超 過2 0 Ω / m 條 時 } 因 電 阻大 之 故 ， 無 法 將 加 熱 StT 長 取 得較 長，以致在端 子 間 •1 > '、 被 奪取 而 易 於 產 生 ；S7 度 不 均 一 之現 象。 另 一 方 靣 當 值未 達1 Ω / m .條時 1反之 ，因電阻低之 故 加 熱 〇σ ασ 長 必 須取 成必要以上之 長 度 ， 而 由於 石炭 線 或 碳 -hft Ύ 般 之 細 長 加 埶 J «1 > 部件 的組織不均一 或 氣 氛 不 均一 以 致 溫 度 變 動 產 生 之 虞 大幅 提1¾。 又 上 述 加 "·、 部件 之1 0 0 0 °c下的 電 阻 值 J 為了 將 上 述 特 性 以 更 的 信 賴 性獲 得，更宜為2〜 10 Ω /in 另 1 藉 甴 將 纖維 束編成，可使 斷 面 形 狀 大致 為 圓 形 之 加 •»'、 部 件 的 直 徑 ，在 其長度方向一 定 化 ! 如 此， 可 將 發 熱 量 在 長 度 方 向 安 定化 。又，籍由此 一 病 成 1 可使 後 述 之 在 加 部 件 表 面 的 碳纖 維形成起毛狀 態 此 舉 ) 變得 可 能 〇 又 > 此 一 加 1 » ' > 部 件， 因發熱之故’ 引 起 自 身 膨脹 1 例 如 j 在 兩 支 端 子 間 所 7 三->Α. 7Κ 〇又 之同加熱部件 1 若 為 未 編成 者 ) 會 有 崧 之 Μ 信 形 1 而 引起 發熱不均一之 情 ) 但 藉由 編 成 J 則 此 問 題 不 會 發 生 0 第 — 君f 之 發 明 中， 成為碟加熱器 材 料 之 纖維 1 與 習 用 之C/C不同， 宜非為由樹脂固化一體化者。 這是i :為， 碳 纖 维 所 具 有 之 可 撓性 受損，又，伴 隨 著 樹 脂 之焦 改 縮 J 會

C ：\54264. ptcl 第20頁 4528 2 6 五 '發明說明¢15) 產生該纖維斷裂之情形所致。 上述加熱部件宜為1條或複數條並列配置，封入石英玻 璃製或透光性氧化鋁製密封形部件内，例如，構成為半導 體製造裝置用之碳製加熱器。 藉而1可使上述加熱部件在氧化性氣氛、高溫氣氛等之 種種條件下使用。 特別是，藉由令其為石英玻璃製，可達成更高純度化， 作為半導體製造裝置用有效。 又，將加熱部件配置成複數支並列，係意味著在加熱部 件之全長，2條以上鄰接並以略平行之方式配置。藉此， 可將碳製加熱器整體之電-阻值容易地調整，同時，藉由複 數支加熱部件鄰接，換言之，即形成在長度方向之多數個 部位接觸之狀態，即使產生1條加熱部件在一定部份有部 份斷裂等之不良情形發生，由於在其附近有上述接觸部份 存在，可防止伴隨上述不良情形所生之發熱不均一之情 形° 又，此處所稱之密封形部件，無疑意指將上述加熱部件 以石英玻璃製或以透光性氧化鋁製材料物理密封之部件， 但也意味著在同部件内附加將氮或惰性氣體流入·流出之 構造，而防止上述加熱部件與外界氣體（空氣）接觸之實質 上密封之部件。 上述容器之形狀，可自二重管形狀、直管形狀、環形狀 等還出。 籍由將此等形狀之複數個石英玻璃或透光性氧化鋁容器

452826 五、發明說明（16) 組合形成一定形狀之加熱區域，可將與其形狀一致之被處 理物均一地加熱。 又，較佳的是，在上述容器内流入氮或惰性氣體，或將 容器内設成20 torr以下之真空，這是因為，籍此可防止 上述碳製加熱器之劣化，可達成長壽命化及均熱時間之長 時間持績3 其次，茲說明第二群發明之概要。 第二群發明之目的之一，係提供一種發熱不均一現象 少，例如可將半導體（晶圓）等之被加熱體作均一之熱處 理，可維持長時間之高溫強度，可獲得高耐用壽命之碳製 加熱器。 第二群發明之其他目的，係在提供一種就複數根碳纖維 束集成的碳纖維束使用複數支編成線形或帶形般縱長彤狀 之加熱部件，可在對構成其支持用密封形部件之石英玻璃 支持體不會產生應力集中之形態下，確實地實施封入，且 可將支持上述加熱部件之石英玻璃支持體的厚度，自甴地 設定之碳製加熱器。 第二群發明之碳製加熱器，其中該加熱部件係密封於板 狀石英玻璃支持體内’上述加熱部件之周邊部以外的石英 玻璃支持體，係實質上一體化者。 此處1實質一體化之構成，係指如後所述之將複數彳1]石 英玻璃板之接合面熔接，將本發明之碳製加熱器在不使用 接著劑下製造之場合，配置有碳加熱器内部之加熱部俜的 溝或端子部等之空間，以與外部以熔接部切斷關係之方式

C:\54264. ptd 第 22 頁 452 8 2 6 五、發明說明（π) 溶接於礙製加熱器周邊部，且内部之石英破璃接觸©全面 經熔接之狀態。惟可在對熔接效果無影響之程度下，使未 熔接部相對接觸面積有3 0 %以下程度存在也可。又，設成 3 0 %以下程度，係為了防止出自加熱部件之放射光變得不 均一= 藉此，可在對於支持上述加熱部件之石英玻璃支持體的 應力集中不發生之形態下，確實地實施密著，又，即使是 使用厚度在5 !ΙΗ!1以下之低強度石英玻璃板，在減壓環境 下，石英破璃也無破損之虞。 第二群發明之碳製加熱器，較佳的是，其中該石英玻璃 支持體係將複數片石英玻璃板之各接合面全部熔接一體化 而成，至少在一 >1石英玻璃之接合面上形成有配線用溝， 於該溝内配置有上述加熱部件者° 如此，藉由在至少一片之石英玻璃板的接合靣形成配線 用溝，在該配線用溝内配置將複數根直徑為5〜1 5 μ m之碳 纖維束集成的碳纖維束，使用複數支予以編成如線形或帶 形般之縱長形狀，將其所含之雜質量以灰分計設在1 0 ppm 以下而成之加熱部件，可使該碳質之加熱部件，籍著在線 形或帶艰之加熱部件的表面起毛之多數根直徑為5〜1 5 /z m 之碳織维，而成為與石英玻璃製密封部件接觸之構造，因 此，即使對加熱部件通電發熱成高溫之狀態，碳與石英玻 璃之反應進行，如此，可防止碳質之加熱部件劣化。（在 加熱部件表靣起毛之碳纖維，係與石英玻璃製密封形部件 接觸，因此，自接觸之部份矽化進行，但由於其徑極其微

C；\54264. pid 第23頁 4 528 2 6 五、發明說明（18) .細，體積小之故，此一矽化反應進行至加熱部件整體推測 會被抑制）。易言之1此一構造可防土發熱不均一情形之 產生，又可謀求耐用壽命增長。 又，此一發熱部件，為了調整發熱量及使品質安定化， 可將丨條' 2條或2條以上之條數並列配置。此一場合下， 配線用溝之底部宜設有對應地支數之二段溝。 第二群發明之碳製加熱器，上述加熱部件係密封於板狀 石英玻璃支持内，上述加熱部件之周邊部以外的石英玻璃 支持體，可實質上一體化者；上述石英玻璃支持體，可行 的是，由兩片石英玻璃管熔接而成，在至少一片石英玻璃 板之接合面上形成有一定深度之配線用溝，不含上述深度 之各石英玻璃板的厚度係大致相同者。藉此 > 線上下之石 英玻璃的熱容量變得相等，相對其上下方向，可均等地放 熱。 又，第二群發明之其他碳製加熱器，上述加熱部件可密 封於板狀石英玻璃支持體内，上述加熱部件之周邊部以外 的石英玻璃支持體，可實質上一體化者；上述石英玻璃支 持體，可行的是惊接而成，至少一月石英玻璃板之由厚度 不同之兩片石英玻璃板熔接而成，至少一片石英玻璃板之 接合靣上，形成有一定深度之配線用溝，不含上述深度部 份之一側石英板的厚度，係為另一側石英极厚度之1/2以 下者。籍此，對於一側之放熱可增大，而對於另一側，因 熱容量小之故，可減少放熱之上述兩種形態之碳製加熱 器，依其配置場所，可適當選任一者。

C:\54264. ptd 第24頁 4528 2 6 五、發明說明（19) 又，第二群發明之碳製加熱器，更好的是，上述配線周 溝1與其長度方向垂直之斷靣形狀的至少下方側具有彎商 形狀，且經砑光處理者。當然，橫斷靣整體形成為彎曲形 狀也可。 藉此，在將複數片石英板熔接一體化時*可儘量防止配 線用溝之橫斷靣形狀熱變形而與碳線作面接觸，可防止伴 隨石英玻璃與碳之反應而來的碳線之劣化。 這是因為，因上述彎晶形狀之故1溝内部具有彎曲形狀 之由率，故而可分散應力，抑制溝内部之變形。 此外，還可抑制伴隨著該熱變形之石英玻璃支持體之内 部應變的蓄積1，而防止裂開等之不良情事。再者，導因於 伴隨著該面接觸之出自碳線的發熱量之吸收，該碳製加熱 器之發熱不均一現象可獲防止。 又，將上述配線用溝例如以氫氧燃燒器燒烤一定時間作 砑光處理，其意義如下。即，將石英玻璃板以機械加工形 成配線用溝，有若干凹凸多數存在之一般狀態下，將該碳 製加熱器發熱使配線用溝被加熱之狀態下，上述ej凸中， 特別是凸部會成為極度加熱之狀態，而成為稀疏地經砑光 處理之構造1而由該碳製加熱器造成加熱不均一 > 上述處 理即為防止此現象。 第二群發明之碳製加熱器，較佳的是，上述配線用溝内 部係在減壓或非氧化性氣體氣氛所接合。這是為了防止碳 線製造時之氧化劣化。 第二群發明之其他碳製加熱器，上述加熱部件係密封於

C:\54264. ptcl 第 25 頁 452826 五、 發明說明（20) 板 狀石 英玻璃 支 持 體内 1 上 述加 熱 部 件 之 周 邊 部 以 外 之 石 玻璃 支持體 係 實質 .上 一 體化 > 上 述 配 線 用 溝 之 其 長 度 方向 垂直之 斷 面 形狀 > 整 體上 係 成 厂 凸 J 字 者 〇 又， 此處所 稱 之 Γ ώ J 字 形， 係 指 橫 長 之 長 方 形 的 上 邊 之 大致 中央部 上 方 ，結 合 有 較該 上 邊 之 一 邊 長 度 為 短 之 正 方 形， 或較該 上 邊 上邊 為 短 之縱 長 長 方 形 而 成 的 形 狀 〇 藉此 ，在將 碳 線 配置 於 配 線用 溝 時 Ϊ 可 防 止 該 線 朝 上 方 浮上 ，使作 業 性 良好 〇 此 外， 還 可 缓 和 溝 周 圍 Ϊ 特 別 是 溝 上邊 (上板） 之 撓 西所 造 成 的熱 應 變 〇 又， 弟·—群 發 明 之碳 製 加 熱器 較 佳 的 是 上 述 第 一 石 英 玻璃 板上形 成 有 配線 用 溝 成對 之 狹 幅 插 入 用 溝 或 貫 通 槽 ，第 一、第 二 石 英玻 璃 板 係以 溝 群 對 向 之 方 式 接 合 措 由 將第 二石英 玻 璃 板之 表 面 研磨 或 研 削 而 將 插 入 用 溝 或 貫 通 槽之 底部削 除 而 將其 作 為 *** 用 窗 路 出 並 藉 由 白 該 處 將 碳製 發熱體 壓 入 第一 石 英 玻璃 之 配 線 用 溝 内 將 第 二 石 英玻 璃管與 研 磨 面或 硝 削 面對 合 > 而 後 將 -- 片 石 英 玻 璃 板 熔接 •並將 溝 以 外之 部 份 全面 質 上 一 體 化 而 將 上 述 a己 線用 溝形成 為 與 其長 度 方 向垂 言 之 斷 面 形 狀 整 體 上 為 厂 凸」 子狀可 if 错此 ，可更 jA 實 地達 成 上 述作 業 性 之 良 好 化 及 上 述 熱 應 變 之缓 和。 第二 群發明 之 其 他碳 製 加 -V t πσ ) 上 '二* 加 埶 部 件 係 密 封 於 板 狀石 英玻璃 支 持 體内 ) 上 述力ϋ 執 J 部 件 之 周 邊 部 以 外 的 石 英 玻璃 支持體 1 係 實質 上 體化 者 該 石 英 玻 璃 支 持 體 具

C:\54264. otcl 第26頁 5 2 8 2 6 ___ 五'發钥說明（21) 有不透明石英玻璃層。 又，'上述複數>1石英玻璃板中之一片，可為不透明石英 玻璃板。 籍此，對於不欲以礙製加熱器加熱之側的放熱，可由上 述不透明石英玻璃層獲得防止。 第二群發明之其他碳製加熱器，上述加熱部件及至少片 面為鏡面之碳製反射板，係封入板狀之石英玻璃支持體， 上述加熱部件與上述碳製反射板周邊部以外之石英玻璃支 持體，係在實質上一體化者。 此s于1若使用三月石英玻璃板之場合，較佳的是，在石 英玻璃板之兩個接合面上所設之配線用溝與反射板設定沉 孔中，分別配置有加熱部件及至少片面為鏡面之碳製反射 板，各石英玻璃板之接合部係經炼接而一體化者。 籍此，可抑制向反射板方向之放熱》可使對一方向面之 放熱增多3再者，由於反射板之存在，經放熱之熱可均一 地蓄熱分散，可將加熱器面内之溫度分布均一化。 符別送擇峻的理由疋’ 5反材純化處理容易，藉由使用南 純度化之礙材，可防止導因於雜質擴激之對加熱部件及被 處物的金屬污染。 又.第二群發明之碳製加熱器，上述加熱部件係密封於 板获石英玻璃支持體内，上述加熱部件之周邊部以外的石 英赶每支持體1係貫質上一體化者；整體為板狀之石英玻 璃支持體中，封入有至少片面為鏡面之碳製反射板，且碳 製反射板之周邊部以外的石英玻璃支持體在實質上一體化

^ϋ

第27頁 4 528 2 6 五、發明說明（22) 之反射扳，係鄰接配置於上述石英玻璃支持體者。 籍此，反射极可將韓射遮斷，且籍由反射可極容易地達 成保護不欲加熱的部份之旨。 第二群發明之碳製加熱器中，較佳的是，不管上述任何 一種形態，板狀石英玻璃支持體至少一個外表面上形成有 斷面為半圓狀或梯形之凸部，該外表靣係經砑光處理者。 藉此，如本發明加熱部件般之利用線狀發熱體的對於加熱 面上方之發熱，可籍光之散亂而均一化，即獲得稜鏡效 果。 通常，為了獲得相同之效果，係採用將加熱面噴砂處理 之方法*但此一場合下，表面係形成砂目狀，自此表面之 放熱獲得抑制，而在石英玻璃本身蓄積熱，使能能量效率 降低。基於此一意義，上述砑光處理係重要事項。 再者，於第二群發明之碳製加熱器中，較佳的是，碳部 件之端子部係相對加熱部件所形成之加熱面實質上垂直地 引出。籍由將端子部與加熱靣成垂直地引出，可使石英玻 璃支持體之熔接面增大，在強度之層靣有利。

42u4. dig 28頁 452826 五、發明說明（23) 管。又，金屬電極或端子之露出部，係配置於熱處理裝置 之爐外。如此，藉由將金屬電極之爐内部份以石英玻璃被 覆，可降低來自金屬電極之Fe或A1等雜質的污染。 第二群發明之其他碳製加熱器，其加熱部件.係以I支或 複數支並列的方式封入石英玻璃製密封形部件内，上述密 閉形部件係形成彎西形者。 藉此，可提供發熱不均一少，可維持長時間之高溫強 度，可獲得高耐用壽命，且可將配列有例如半導體（晶圓） 等之被加熱體之桿狀物均一地熱處理之圓筒的二分割形狀 之彎西形碳製加熱器。 上述彎西形碳製加熱器中，較佳的是，上述板狀石英_玻 璃支持體中封入有上述加熱部件，加熱器之周邊部以外的 石英玻璃支持體實質上一體化之板狀碳製加熱器，係在具 有一定形狀、斷面之碳製下模與和其成對之碳製上模間受 塵而將板狀之壤製加熱器·彎曲成一定形故者。 籍此，可獲得上述加熱部件係由石英破項支持體所密 封，上述加熱部件之周邊部以外的石英玻璃支持體在實質 上一體化之彎当形碳製加熱器，藉此，可以對支持上述加 熱部件之石英玻璃支持體不會產生應力集中之形態下確實 地實施封著，又，即使是使闬厚度為5 m m以下之低強度石 英玻璃板，在減壓環境下也不會有石英玻璃之破損。 較佳的是，上述碳製上模、下模具有半圓形之斷面形 狀，形成實質上為半圓筒形之碳製加熱器，再者，較佳的 是，上述板狀石英玻璃支持體中，與上述加熱部件獨立地

C:\542G4. prd 第29頁 ά 52 S 2 β 五， 發明說明 (24) 封 入 至 少 一 靣 為 鏡 面 之碳 製 反 射 板 0 這是為了 保護非 加熱 部 1 而 將 輻 射 阻 止 0 其 次 1 茲 敘 述 第 二 群之 發 明 〇 上 述 第 一 群 之 發 明 ，用 石炭 纖 維 編 成 之柔軟碳 .線構成 碳製 加 熱 Q 如 此 t 藉 由 利用 碳 線 加 敎 器之形狀 自由度 U 生 5 且 可 J-rL 計 層 -τ~ Λ·' 囬双 處 理 上 之 優 點。 第 二 群 之 發 明 ϊ 其 目的 係 在 提 供 一 種具有此 種優點 之碳 線 狀 加 熱 部 件 而于 用 壽命 大 幅 促 南 且可作急 速昇降 溫之 例 如 半 導 體 製 ，江 裝 置 兩石炭 製 加 埶 | H、 〇 第 -- 群 發 明 之 碳 加 熱器 具 有 將 複 數根直徑 為5〜1 5 β m 之 碳 纖 维 束 集 成 的 碳 纖維 束 使 用 複 數支予以 編成如 線形 或 帶 形 般 之 縱 長 形 狀 ，將 其 所 含 之 雜 質量，以 灰分計 設在 10 ppm 以 —Γ* 而 成 之 加 熱部 件 其 係 以 1支或複數支並列之 方 式 封 入 石 英 玻 璃 製 密封 形 部 件 内 上述密閉 形部件 係由 具 有 線 溝 之 石 英 玻璃 製 —ru έ又 定 部 件 及石英玻 璃製蓋 部件 所 構 成 > 上 述 配 線 用 溝中 配 置 有 上 述 加熱部件 ύ 藉 由 此 - 構 ，4· > 發 熱不 均 — 少 y 即 可將被加 熱體之 半導 體 (晶圓） 作 均 — 之 熱 處理 1 且 可 維 持 長時間之 高溫強 度， 獲 得 的 壽 命 上 述 *ir- 數 拫 碳 纖 维 束集 成 之 碳 纖 維 束使用複 數支編 成線 所 成 之 發 熱 體 的 表 面1 籍 由 予 以 形 咸即使是 直徑5〜 1 5 U ηι之母 1错 A 1也為起毛之構造， 可使石 英與碳之實質接頟靣 極 度 地 減 小 ) 如 此 > 確認 即 使 〇 疋 1350 t之程度 也能相 t長 時 間 使 用 0

C：'04264. ptd 第 30 頁 4 5282 6 五'發明說明（25) 第三群發明之碳製加熱器，較佳的是，上述設定部件及 蓋部件之任一者或雙方之外周部形成有防火堤，此一防火 堤以外之對向靣係隔以0 . 2〜I. 0 m m之間隔配置，兩部件係 以石英玻璃之堆積法一體化者。 又，石英玻璃製設定部件及蓋部件在被覆時，較佳的 是，兩部件係隔以一定間隔以略平行相離之狀態，藉由石 英玻璃之堆積熔接法以無間隙之方式固定=這是因為，當 將兩部件例如以略全區域抵接之狀態將外周部熔接或堆積 熔接時，伴隨著此時之外周部加熱，兩部件或任一者部件 上會生成龜裂，相對於此，根據上述固定，不會產生此一 問題，可作強固之被覆。據信這是因為，導因於加工時之 部份加熱的熱應力集中，以及導因於設定部件與蓋部件之 甚度差的起曲產生現象獲得缓和。 又，根據上述較佳形態，由於防火堤之存在，作為加熱 源之氫氧燃燒器之火焰進入兩部件間，將内部之碳製加熱 器氧化之情事，可儘量地予以防止。又^設定部件與蓋部 件之間隔，在全區域中係可形成均一，再者，也可防止設 定部件與蓋部件之外周部發生因S 1 02微粉所造成之白色雲 狀物，提高本碳製加熱器之均熱性。 另，此防火堤之與對手部件相接之面，全面均加熱，熔 接此點具有重要性°這是因為，若未炼接而單單以面接觸 的部份存在，上述龜裂或裂縫會在熔接時發生。 上述防火堤可在形成一定形狀之兩部件時一體設置，也 可在其後在各外周部熔接設置。

C：\542G4. Did 苐3丨頁 452 8 2 6 五、發明說钥〔26) 兩部件之對向靣宜介以0 · 2〜1 . 0 m m之間隔配置，這是因 為，未達0, 2 mm時，無法充份地防止兩部件之龜裂及裂 缝’而超過1 min之場合’炼接用火焰易於進入而使·ε炭製加 熱器氧化之虞增大。 又，第三群發明之碳製加熱器，較佳的是，上述該加熱 部件之兩端配置有碳末端，該碳末端上接續有金屬電極， 該金屬電極偏礙末端側的部份，被覆有石英玻璃管者。 藉由設置碳末端，可將碳末端設成較加熱部件為低温， 即使有若干之氧進入，也仍可防止氧化。特別是若自碳末 端之周邊導入非氧化性氣體，可將氧化防止作得更徹底。 又，上述加熱部件若與金屬電極直接接觸，會造成因金 屬污染所導致之加熱部件壽命顯著降低之情事。介在以碳 末端，在消除加熱部件與金屬電極之接觸的意義上，也有 正面的效果。 較佳的是，金屬電極之至少偏碳末端倒的部份上，被覆 以石英玻璃管。另，金屬電極或端子之露出部，係配置於 爐外。如此，藉由將金屬電極之爐内部份以石英玻璃被 覆，可減少來自金屬電極之Fe或ΑΙ等雜質之污染= 此一礙末端之雜質濃度，以灰分計宜為丨0 p p m以下3籍 此可抑制加熱部件之劣化，廷長壽命= 加熱器内宜導入氬或氢氣等之非氧化性氣體。如此，籍 由導入非氧化性氣體1可防止加熱部件之氧化。 與碳末瑞接續之金屬電極若形成高溫也有產生雜質的可 能，但若自收容金屬電極之石英玻璃管排出非氧化性氣

C:\54264.ptd 4 52 8 2 6 五、發明說明（27) 體，也可防止雜質之發生。 再者，作為上述金屬電極宜使闬钥（M〇)，這是因為M〇之 膨脹係數舆碳材相似，即使在高溫時也能維持與碳末端良 好之接合所致。 作為加熱部件，宜使用第一群發明中所述之加熱部件。 設定部件舆帶部件可設成平板狀。 另，在第三群發明之碳製加熱器中，為了確實抑制碳製 加熱部件與石英玻璃製設定部件之反應，宜在配置周溝内 設置氧化紹粉，以氧化結粉之燒結使支持發熱體° 藉此，可將碳加熱器之使用最高溫度更確實地提昇至 1 3 5 (TC之程度。 上述氧化鋁粉之燒結體，可藉在設定凹部中設置氧化鋁 粉及上述加熱部件之後，實施1 3 ΰ 0 °C程度之熱處理而形 成。 又，氧化鋁粉之鐵雜質濃度，為了使鐵污染不致降低碳 質加熱部件之壽命，宜抑制於5 ppm以下。 另，第三群發明之碳製加熱器，不僅可適用於半導體之 氧化、擴散、CV D等之熱處理裝置，在洗淨裝置等之伴隨 有某種加熱之製造裝置中，對所有之裝置均可適用： 其次，茲將第四群發明之概要說明。 第ra群之發明，其目的係在提供一種利用具有上述優點 之碳線狀加熱部件，使耐用壽命大幅提高，又可作急速昇 降溫之例如半導體熱處理裝置闬碳製加熱器。 又，苐四群之發明，其目的又在提供一種可將上述加熱

第33頁 452826 五、發明說明 部件與線狀碳所構成之瑞子線，及線跃碳所構成之端子線 與金屬製端子線，確實且容易地接續之單純構造的碳製加 熱器。 第四群碳製加熱器，其加熱部件係密封於板狀石英玻璃 支持體内，上述加熱部件之周邊部以外的石英玻璃支持體 係實質上一體化；上述加熱部件或加熱部件之端子部，係 相對加熱部件所形成之加熱面實質上垂直地被引出= 藉由此一構成，可容易地配置於例如自半導體熱處理裝 置之下方側將作為被處理物之半導體晶圓介以複數片船形 物出入之縱型熱處理裝置或將半導體晶圓介以一片保持部 件出入之片式處理裝置中，且可成為面内均熱性優異，且 对用署命長之加熱器。 上述加熱部件之較佳形態，係如第一群發明中所述。 上述第四群發明之碳製加熱器的一個形態中，上述加熱 部件本身係相對加熱部件所形成之加熱面垂直地被引出之 構造（以下將其稱之為第四一群發明詳述），此一場合 下，較佳的是，上述加熱部件之兩端係突出於加熱靣之相 反倒，突ώ之加熱部件係由抵接於石英豉璃支持板之石英 玻璃筒内所配列之複數或至少端部作複數分割之線狀碳所 囹定，上述石英玻璃筒上係覆有石英玻璃管，將上述密閉 彤部件密封者3 籍此，可將加熱部件強固確定地接線於由上述狀碳所構 成之端子線：又，由於線係與同種之複數根線相接，而降 低接觸電阻，因此可防止火花等不良之情事發生。

第34頁 452826 五、發明說明（29) 再者，根據此等構成，與後述之將加熱部件之端部在上 述石英玻璃製密閉形部件内以配置端子部件而接續於端子 線之方法相較，只以在同密閉形部件内不存在加熱部件以 外之異物，即有使於加熱靣上方之發熱不均一現象更為減 輕之傾向。 第四-一群發明之碳製加熱器中，較佳的是 > 成為離子 線之上述線狀碳之他端側，係與形成有中空部且内側具有 芯部件之第二線狀碳接續部件，由該芯部件之按壓而接 續，且由利用分割型芯之金屬線接續部件，接續於金屬製 内接線，而兩接續部件係由位於中間之端子部本體所接續 特別是藉由利用上述芯部件按壓之複數個線狀碳接續方 法，可降低接觸電阻，防止火花發生。又，藉由利用上述 分割型芯之内接線與碳端子部件接觸|可防止火花發生。 作為利用上述分割型芯之金屬線接續部件處之内接線的 接續方法，較好的是，上述該分割型芯之外侧形成有傾斜 靣，端子部本體上形成有與傾斜面卡合之漸細部，以形成 於分割型芯之支持部夾入金屬製之内接線，在予按壓下接 續於端子部本體者。藉此，可降低接觸電阻，防止火花之 發生。 再者，較佳的是，上述密閉形部件内，加熱部件係線對 稱狀地配置，其對稱軸上形成有導入·排出口 ，在容器熔 接時，自氣體導入*.排出口導入非氧化性氣體，在容器封 著時，係自氣體導入·排出口進行排氣者。藉此，可在加

苐35頁 4 5 2 8 2 6

Jn、 發明說明 V30) 埶 (« » Η 55 Τ3Ώ 内 部 均 一 地 導 入 非 氧 化 氣 體 J 可 將 碳 之 氧 化 防 止 與 加 面 内 ,'W /X2. 度 分 布 均 — 化 0 由 上 述 明 可 明 瞭 ， 第 四 — 一 群 發 明 之 石炭 衣 加 熱 03 更 佳 的 是 上 述 由 碳 線 所 構 成 之 加 孰 部 件 及 線 狀 石炭 ， 係 由 配 列 於 石 英 玻 璃 Λ-Ατ 同 内 之 複 數 或 至 少 端 部 作 複 數 分 割 之 線 狀 碳 所 固 定 1 上 述 線 狀 碳 舆 電 源 侧 之 金 屬 製 内 接 線 J 係 由 第 - 端 子 裝 置 所 接 續 該 第 二 端 子 置 備 有 :用以接續複數或端部 作 複 數 分 割 之 線狀 碳 之 第 二 線狀 碳 接 續 部 件 利 用 分 割 型 ^r-f~ 心 接 續 金 屬 製 内 接 線 之 金 屬 線 接 續 部 件 及 用 以 將 第 二 線 狀 碳 接 續 部 件 與 金 屬 線 接 續 部 件 接 頌 之 端 子 部 本 體 ； 上 述 兩 個 接 部 件 係 與 端 子 部 本 體 之 一 端 側 及 他 端 側 接 續 者 0 藉 由 此 --- 構 成 以 及 複 數 或 至 少 端 部 作 複 數 分 割 之 線 狀 石炭 配 列 於 内 部 之 石 央 玻 璃 同 及 第 二 端 了 裝 置 封 入 石 Λ ^ 央 玻 璃 Λ·-*γ 官 内 之 加 熱 部 件 的 構 成 可 將 苜 石 英 玻 璃 密 閉 形 件 中 所 配 置 之 加 敌 ί ' * ·· 部 件 將 由 複 數 個 線 狀 碳 所 構 成 之 端 子 線 % 第 二 線 狀 碳 接 續 部 件 端 子 部 本 體 金 屬 線 接 續 部 件 及 金 屬 製 内 接 線 接 續 之 — 串 的 電 氣 接 續 系 完 全 外 界 氣 體 遮 斷 0 如 此 可 將 上 述 — 連 串 電 氣 接 續 系 之 構 成 部 件 的 所 有 氧 化 防 it 可 形 長 壽 命 且 確 保 安 定 之 接 續 性 的 碳 製 加 器 0 馬 了 使 第 四 -群發明之碳製加熱器ί 1 1化 圼要的是 廷 — 步 將 上 述 石 英 玻 璃 管 内 側 的 配 置 之 金 屬 制 内 接 線 與 電 * r-r 外 接 線 介 以 、ί〇 接 續 將Μ 0 泊 以 石 英 玻 璃 -ρ 之 壓 封 密 封 An 封 著 〇 與 此 相 反 Ϊ 在 將 内 接 線 原 狀 移 出 罩 體 外 壓 封 之 場 合 1 因

第3S頁 4528 2 6 五、發明說明（31)

Mo與石英之熱膨脹係數差，石英玻璃製之壓封密封部處會 發生龜裂等密封性受害之不良情形=為了消除此一情形， 係介在以Μ 〇箔體，以石英玻璃作壓封密封。 上述第四群之發明碳製加熱器中，可將石英玻璃容器彤 成為中心部具有開口之平板圏形，又，也可形成整體為平 板半圓狀之中心部具有缺口的分割型，將其组合形成整體 為平板半圓狀之中心部具有缺口的分割型，將其組合形成 圈狀平板加熱器。這是因為，支持被處理物之轴在圈狀之 中心部開口係形成***構造所致。 又，較佳的是，在石英玻璃容器内將發熱體作線對稱地 配置，在對稱軸上形成氣體導入，排出口，自氣體導入· 排出口導入非氧化性氣體，並一面將容器熔接而組合，並 進一步自氣體排出口排氣1並一面將容器内作常溫減壓 封著3 較佳的是，將石英玻璃容器内在常迓下形成0 , 2氣壓以 下之減壓非氧化性氣體氣氛作封著= 第四群發明碳製加熱器的一個形態是，上述加熱部件之 端子部相對加熱部件所形成之加熱面垂直地被引出（以下 將其作為第四-二群發明詳述），此一場合下，宜將端子部 件接續於加熱部件之兩端並突出至加熱面之相反側1在端 子部件上被覆石英玻璃管而密封石英玟璃部件。 第四-二群發明碳製加熱器，較佳的是，上述石英玻璃 之自由端倒配置有瑞子部本體 > 上述瑞子部件與端子部本 體係由複數支或至少端部可作複數分割之線狀碳所接續。

45282 6 五、發明說玥〔32) 籍此，可降低端子線部之電阻，抑制該部份之發熱。又， 由於熱傳導小，可抑制因傳熱所造成之對於下部封止端子 之熱傳達3 又，較佳的是，上述密閉形部件内，加熱部件係作對稱 狀地配置，其對稱軸上形成有導入·排出口 ，在容器熔接 時，自氣體導入·排出口導入非氧化性氣體，在容器封著 時，係自氣體導入·排出口排氣者。藉此，可在加熱器内 部均一地導入非氧化性氣體，可防止碳之氧化，使加熱靣 内溫度均一化。 又，第四-二群發明碳製加熱器中，較佳的是，上述端 子部件係闬以接續上述加熱部件與複數支線狀碳，其一端 側形成有加熱部件接續部供接續加熱部件，另外，又設有 複數或至少端部作複數分割之線狀碳一起接續之第一線狀 碳接續部件，而端子部件之他端側則接續第一線狀碳接續 部件；第一線狀碳接續部件係形成為中空，内側配置有芯 部件，上述複數之線狀碳係由芯部件按壓接續。更好的 是，上述端子部件與第一線狀碳接續部件之二者的接續端 劁分別形戍有陰螺紋部，中間部件上形成有與各陰螺纹部 對應之陽螺纹部，介以中間部件將二部件接續。 更佳的彤態是，將上述線款碳之他端側，與彤成有中空 部且内側具有芯部件之第二線狀碳接續部件，籍由該芯部 件之按壓而接續，以利兩分割型芯之金屬線接續部俜將金 屬製之内接線接續，將兩個接續部件以位於中間之端子部 本體接接，又在端子部本體上形成與傾斜面卡合之傾斜

第38頁 4 528 2 6 五、發明說明（33) 部，以形成於分割型芯之支持部夹住金屬内接線，又將將 其按壓而接讀於端子部本體之上述金屬製内接線以Mo製金 屬棒構成，而上述線狀碳接續部件與端子部本體、端子部 本體與金屬線接續部件分割係以螺合式接續。 又，第四·二群發明之碳製加熱器中，較佳的是1上述 由碳線所構成之加熱部件與線狀碳係由第一端子裝置所接 續，上述線狀碳與電源侧之金屬製内接線係由第二端子裝 置所接續；該第一端子裝置備有：一端側形成之加熱部件 接續部上接續有加熱件之端子部件，其具有供接續複數或 端部作複數分割之線狀碳的第一線狀碳接續部件，而其端 子部件他端側上係接續有第一痒狀碳接續部件，該第一線 狀碳接續部件係形成為中空，内側配置有芯部件，分割之 線狀碳係由芯部件接續；上述第二端子裝置備有：用以接續 複數或端部作複數分割之線狀碳之第二線狀碳接續部件、 利闬分割型芯接續金屬内接線之金屬線接續部件、及用以 將第二線狀$炭接項部件與金屬線接續部件接續之端子部本 體，上述兩個接續部件係與端子部本體之一端側及他端側 接續者。最適當的例子是，具有上述加熱部件與第一及第 二端子裝置係封入石英玻璃管内，配置於石英玻璃管内側 之金屬製内接線與電源側外接線係介以Η 0箔接，而Μ 0箔係 由石英玻璃製壓封密封部所封著之第三端子裝置。 又，上述第四-二群發明之碳製加熱器，與上述第四-一 群發明之碳製加熱器，在第一線狀碳接續部件是否存在此 點有所不同，至於其他之構成，實質上具有相同之作用效

第39頁 45282 6 五，發明說明（34) 果 3 其次，茲就第五群發明之概要說明之。 第五群之發明，其目的在提供一種均熱性及可撓性優 異，且可以低成本製造之例如半導-體製造裝置用碳製加熱 ΌΌ 此群發明之其他目的，係在提供一種可使發熱不均一現 象更為減少，且耐用壽命更為提高之碳製加熱器。 第五群發明之碳製加熱器，其將複數根直徑為5〜1 5 " m 之碳纖維束集成的碳纖維束，使用複數支予以編成如線形 或帶形般之縱長形狀，將其所含之雜質量，以灰分計設在 1 0 ppm以下而成之加熱部件，係以一支或複數支並列地封 入石英玻璃製密封形部件内；封入上述加熱部件之密封形 部件，係石英玻璃製或氧化鋁製平板狀容器 特別好的是，上述加熱部件係由複數個端子部件及線支 持治具以非接觸方式支持封入於上述平板狀容器内者·> 這是因為，上述碳加熱部件與石英豉璃質平板狀容器之 高溫下反應所伴隨的加熱部件之劣化，可儘量地獲得防 J r_ - 又，較佳的是，上述端子部件之長度方向形成有螺档：插 入用略圓筒形穴部，且形成有至少貫通於穴部之略圓筒狀 積穴，該橫穴中***有上述加熱部件，該穴部中係可俣具 有至少達於該橫六下端之長度的螺拴旋轉***者。籍此， 可將上述長細形狀之加熱部件安裝容易地確實保持。 又，於此構造中，較佳的是，上述螺栓***用略圓筒狀

第40頁 4528 2 6 五、發明說明（35) 穴部之徑，係較上述略圊筒狀橫穴之寬度為大，***該横 穴之上述加熱部件，係由上述螺拴所加壓，並變形成扁平 以達於該穴部。藉此，可將上述長細形加熱部件以強固且 無電氣損夭之方式強固地接績於上述棒狀端子部件。又， 於上述構造中，更佳的是，上述螺拴與加熱部件間介在有 膨脹石墨板°籍而，在上述螺拴鎖緊時’，可儘力避免形成 加熱部件之碳鐵維的斷裂。 上述線支持治具宜由透光性氧化鋁單體或高純度碳與透 光性氧化鋁之组立部件所構成者。更好的是，上述組立部 件之與加熱部件相接之部份係由高純度碳材料所構成，上 述組立部件之配置接續於平板狀容器之部份，宜由透光性 氧化鋁材料所構成者。 藉甴透光性氧化鋁，與高溫碳材之非反應性及電絕緣性 可高水準地達成。特別是根據後者之組立部件，即使上述 發熱體有急劇之溫度變化1也不會在線支持治具上有裂缝 或破損1琴件·#命增大。 更好的是，上述加熱部件之下側附加配置有碳製反射板 之構成。 特別是藉由設置上靣經鏡面加工之反射板，可減少放出 至該碳製加熱器下側之熱，可謀求該碳製加熱II上方之均 熱性及昇：¾速度之大幅提高。 再者，籍由將上述加熱部件 '棒狀端子部件及線支持治 具封入密封形石英玻璃製容器或透光性氧化鋁製容器，可 構成特別是作為半導體製造裝置闬之有效碳製加熱器=

C:\54264.ptd 第41頁 45282 6 五，發明說明（36) 此時，宜在上述容器上適當地安裝歧管，自歧管流入 氮、氫或惰性氣It，或是將容器内形成2 0 t 〇 r r以下之真 空。藉此，可防止上述加熱部件之劣化，可達成長壽命化 及均熱性之長時間持續化。 再者，第五群發明之碳製加熱器中，較佳的是上述平板 狀容器之發熱靣上形成有斷面半圓形或梯形之凸部，此一 表靣上經砑光處理。藉此，可獲得能將碳線般之線狀發熱 體對於加熱面上方之發熱，以光之散射而均一化之種鏡效 果。 通常’為了獲仔相同之效果1係採用將加熱面以〶砂位 處理之方法，但此一場合下，表面會成為砂目狀，使自表 面而始之放熱被抑制，而使熱蓄積於石英玻璃本身，降低 能源效率3基於此一意義，上述砑光處理係重要事項。 又，碳製加熱器之加熱面，係可較被處理物為大徑。碳 材因熱容量小之故，籍由如此般之將加熱面形成為大徑， 可使昇温速度進一步提高，可提高對於被處理物之均熱 性。 圖靣之簡單說明 围1係第二群發明之碳熱器的一個實施例之平面圖。 12係圖1碳製加熱ϋ之X-X斷靣圖。 图3係圖1碳製加熱器熔接處理前的组立狀態之斷面圖。 圖4係圖1碳製加熱器熔接處理方法之斷面圖。 圖5係圖1碳製加熱ϋ使罔狀況之側視圖。 圖6係圖1碳製加热器 '熔接處理前的組立狀態之斷面圖。

C：v-.54?64. otd ί 42頁 452 8 2 6 五 '發明說明（37) 圖7係第二群發明之碳製加熱器的其钯實施例之斷面 圖。 圖8係圖9碳熱器熔接處理前的組立狀態之斷面圖。 圖9係第二群發明之碳製加熱器的又一實施例之斷面 圖。. . 圖1 0係第二群發明之碳製加熱器的再一實施例之斷面 圖。 圖11係圖1 2碳製加熱器之組立圖。 圖1 2係第二群發明碳製加熱器之又一實施例之斷面圖。 圖1 3係圖1 2碳製加熱器之平面圖。 圖1 4係圖1 5碳製加熱器用反射板之組立圖。 圖1 5係苐二群發明之碳製加熱器用反射板的一個實施例 之斷面圖° 圖1 6係第二群發明之碳製加熱器用反射板的又一實施例 之斷面圖。 圖丨7係與第二群發明之碳製加熱器用反射板鄰接配置的 碳製加熱器實施例之斷靣圖。 圖1 8係第二群發明之碳製加熱器的又一實施例熔接處理 前的狀態之斷靣圖。 圖1 9係圖1 8碳製力〇熱器熔接處理後的狀態之斷靣圖。 圖2 0係第二群發明之碳製加熱器的再一實施例熔接處理 前的狀態之斷面圖。 囹2丨係第二群發明之碳製加熱器的再一實施例熔接處理 前的狀態之斷靣圖。

C:\54264. Dtd 第 43 頁 452 8 2 6 案號 87112052 90. 7. 2 年フ月 修正 五'發明說明（38) 圖2 2係第二群發明之碳製加熱器的又一實施例之圖， (A)係平面圖，（B)係具有斷面半圓狀凸部之場合之X-X斷 面圖，（C)係具有斷面梯形凸部之場合之X-X斷面圖。 圖2 3係第二群發明之碳製加熱器的再一實施例之圖， (A)係平面圖，（B)係具有斷面半圓狀凸部之場合之Y-Y斷 面圖，（C)係具有斷面梯形凸部之場合之Y-Y斷面圖。 圖2 4係第二群發明之碳製加熱器的再一實施例之圊， (A)係平面圖，（B)係具有斷面半圓狀凸部之場合之Z-Z斷 ..面圖，（C)係具有斷面梯形凸部之場合之Y-Y斷面圖。 圖2 5 ( A )、（ B )、（ C )、（ D )係第二群發明之碳製加熱器之 製造方法的一例之過程圖。 圖2 6係第二群發明之碳製加熱器（或碳製加熱器用反射 板）之製造方法的又一例之過程圖。 圖2 7係圖2 6製造方法所製造之碳製加熱器（或碳製加熱 器用反射板）的又一例之透視圖。 圖2 8係圖2 7碳製加熱器（或碳製加熱器用反射板）的使用 狀態之透視圖。 圖2 9係第一群發明之碳製加熱器的第一實施例之透視 圖。 圖3 0係第一群發明之碳製加熱器的第二實施例之透視 圖。 圖3 1係圖3 0的碳電極附近之斷面圖。 圊3 2係第一群發明之碳製加熱器的第三實施例之透視 圖。

O:\54\54264.ptc 第44頁 2001.06. 29. 044 4 52 8 2 6 _案號 87112052_P年？月 曰_修正l·_ 五、發明說明（39) 圖3 3係第一群發明之碳製加熱器的第四實施例之透視 _圖。 圖3 4係圖3 3碳製加熱器的一部分之平面圖。 圖3 5係圖3 3碳製加熱器的變形例之平面圖。 圖3 6係圖3 3碳製加熱器的其他變形例之平面圖。 圖3 7 ( A )、（ B )係第一群發明之碳製加熱器的第五實施例 之透視圖。 圖3 8 ( A )、（ B )係圖3 7之碳製加熱器的一部分之透視圖， (C )、（ D )係其側面圖。 圖3 9係圖3 8碳熱器的變形例之透視圖。 圖4 0係第一群發明之其他實施例，（A )係橫斷面圖、（B ) .係縱斷面圖。 圖4 1 ( A )、（ B )分別係將第五群發明用於半導體熱處理裝 置的第一實施例及第二實施例之概略圖。 圖4 2係圖4 1碳製加熱器之平面圖。 圖4 3係圖4 1碳製加熱器之斷面圖。 圖4 4係圖4丨碳製棒狀端子部件之組立圖。 圖4 5 ( A )係圖4 1之線支持治具之透視圖，（B )係其變形例 之斷面圊。 圊4 6係第五群發明碳製加熱器之其他實施例的主要部分 之概略斷面圖。 圖4 7係圖4 6端子部件的一例之透視圖。 圖4 8係圖4 6端子部件的一例之正視圖。 圖4 9係圖4 6端子部件的一例之平面圖。

O:\54\54264.ptc 第45頁 2001.06. 29. 045 4528 2 6 _案號87112052_7。年/月 曰_修正良_ 五、發明說明（40) 圖5 0係圖4 6附加端子的具體例之正視圖。 圖5 1係圖4 6附加端子的具體例之平面圖。 圖5 2係圖46按壓部件的具體例之正視圖。 圖5 3係圖46按壓部件的具體例之平面圖。 圖5 4係圖46按壓部件的具體例之平面圖。 … 圖5 5係圖4 6按壓部件的具體例之平面圖。 圖5 6係圖4 6附加端子的具體例之正視圖。 圊5 7係圖4 6附加端子的具體例之平面圖。 .. 圖5 8係圖4 6螺帽的具體例之正視圖。 圖5 9係圖4 6螺帽的具體例之平面圖。 圖6 0 ( A )係第五群發明之實施例中，在端子部件之橫方 向的穴中置入線狀發熱體，在軸向之穴中按壓部件未進入 之狀態圖，（B)係而後將按壓部件充分螺入端子部件的軸 向穴中之狀態圖。 圖6 1係第五群發明之碳製加熱器的一個配置例之說明 圖。 圖6 2係苐六群發明之半導體熱處理裝置用碳製加熱器的 實施例之透視圖β 圖6 3係圖6 2碳製加熱器的一部分之擴大透視圖。 圖64係第六群發明之半導體熱處理裝置用碳製加熱器的 其他實施例之透視圖。 圖6 5圖6 4實施例中，碳製彈簧墊圈之圖。 圖6 6係第六群發明之實施例中，使用碳製構件的狀態之 透視圖。

O:\54\54264.ptc 第46頁 2001.06.29. 046 452 8 2 6 _案號87112052_?c年7月 日 修正ί_ 五、發明說明（41) 圖67係第六群發明之半導體熱處理裝置用碳製加熱器的 其他實施例之透視圖。 圖6 8 ( A )、（ Β )、（ C )係圖6 7碳製加熱器中所用之透過性 氧化銘銷之透視圖。 圖69係第六群發明之半導體熱處理裝置用碳製加熱器的 又一實施例之透視圖。 圖70係第三群發明之碳製加熱器之概略圖。 圖7 1係第三群發明之碳製加熱器之設定部件之平面圖。 圖7 2係圖7 1設定部件之端視圖。 圖7 3係第三群發明之實施例中，加熱部件的設定方式之 斷面圖。 圖7 4係第三群發明之實施例中，碳末端之平面圖。 圖7 5係第三群發明之實施例中，碳末端之斷面圖。 圖7 6係第三群發明之碳製加熱器實施例的外周部附近之 斷面圖。 圖7 7係第三群發明之碳製加熱器實施例的外周部附近之 其他態樣之斷面圖。 圖7 8係第四群發明之碳製加熱器的使用狀態之透視圖。 圖7 9係第四群發明之碳製加熱器單體之透視圖。 圖8 0係第四-二群發明之碳製加熱器的詳細之平面圖。 圖8 1係第四-二群發明之碳製加熱器的部分省略之平面 圖。 圖8 2係第四-二群發明之碳製加熱器的外周部之部分斷 面圖。

O:\54\54264.ptc 第47頁 2001.06. 29. 047 4528 2 6 五、發明說明（42) 圖8 3係第四-二群發明之碳製加熱器的外周部之部分斷 靣圖 3 圖8 4係應用第四-二群發明之端子裝置的碳製加熱器之 远視圖。 圖8 5係圖8 4碳製加熱ϋ之平面圖。 圊8 6係第四-二群發明之第一端子裝置的實施例之部分 斷面圖。 圖8 7係圖8 6端子裝置之端子部件之惻視圖。 圖88係圖87端子部件之A-Α斷靣圖。 圖8 9係圖8 6端子裝置中所闬之螺釘之側視圖。 圖9 0係圖8 9螺釘之側視圖。 圖9 1係圖8 6端子裝置之組立圖。 圖92係第四-二群發明之第二端子裝置之斷面圖。 圖9 3係圖9 2端子裝置之分割型芯部件之透視圖= 圖9 4係第四-二群發明之第一〜第三端子裝置及將其應闬 之碳製加熱器之部分概略圖。 圖9 5係第四-一群發明之其他實施例之斷面圖。 圖9 6係第一群發明之加熱部件的一個例子之圖，表示碳 纖维束3支作三支編成之狀態。 圖9 7係第四群發明之半導體熱處理裝置用碳製加熱器的 使罔狀態之透視圖。 圖9 8係圖9 7藏製加熱器的詳細構成之平靣圖。 圖9 9係圖9 7碳製加熱器之概略惻視圖。 園10 0係圖9 9之符號1 0 0的部分之擴大斷面圖。

ΓΛ54264. Dtd 第48頁 4528 2 6 五、發明說明（43) [較佳實施例之說明] 第一群之發明 以下，茲佐以圓2 9〜4 0及圖9 6，將第一群發明之較佳實 施例說明之。 圖9 6係第一群發明之碳製加熱器的第一實施例之立體 圖。（同圖中，為將編成狀態作最簡略之記載，表示的是 使周碳纖維束三支之場合）。 此一實施例中，加熱部件111係使用3支碳纖維束編成線 形，各碳纖維束係將直徑7 β in之碳纖維束集3 0 0根而成。 碳線之直徑約為1. 2 m m 5 此一將碳纖.維編成·線形之加熱部件，其编距（長度方 向，1支之線束與其他2支規則地糾結，再回到原位置為止 之距離），為5~7 mm。 是以，即使1根1根之碳纖維在途中斷裂，此一斷裂之影 響只限制於上述編距之5〜7 m m的長度，對於加熱部件之全 長沒有影響，如此，可有效地抑制加熱部件長度方向電阻 值之變動，甚至抑制發熱不均一現象。 又，根據上述加熱部件，在將碳纖维束作3支編成時， 330x3棍之碳纖維中，有相當數目會在各處斷裂，因此， 整體觀之，係在表面上有3〜6 mm之多數起毛115形成之狀 圖2 9係苐一群發明碳製加熱器的第二實施例之透視圖。 根據此一實施例，加熱部件Π丨係由後線所形成，礙線 係使周直徑7 a m之碳纖維3 0 0根的束集成之碳纖維束9支，

C:\54264. Did 第明頁 45282 6

::線形狀而成。碳線之直徑例如為2 程度。又，上述 勺為3 mm，導因於碳纖之起毛’分別為〇_5〜2. 5 mm程 抵Ϊ ί部件1 1 1之兩端’接續有碳電極11 2。加熱部件1 11 ，^设數個氧化鋁製支持部件丨丨3所支持，在同一平面内 :何次數之彎西。此一實施例中，加熱（均-加熱）區 域係成面狀。 加熱部件1 11之含有雜質量，以灰分計係在1 0 ppm以 =，加熱部件111之丨0 〇 〇它下之電阻係卜丨〇 Ω 〜·條。 p?"| ^ ^ e制係被製加熱器之第三實施例的透視圖。圖31係圖3 0 厌=二熱器中’碳電極122附近之狀態的斷面圖。 由複I實施例中’加熱部件1 2 1係由碳帶所形成°碳帶係 成^ e 2碳纖維束集成之碳纖维束’以複數支編成帶狀而 ，帶之寬例如為丨〇 mm程度，厚例如為1 _程度。此 ,R 也疋’碳纖維所造成之起毛，係與上述碳線之情 山/、力〇熱部件1 21係介以支持部件123、124係串聯，其兩 3 It 5 ί碳電極122 °支持部件123、124係兩片平板，爽 石^ t °卩件丨21予以固定。下側（基礎側）之支持部件1 2 4係 、=，上側之支持部件丨2 3係碳製。此一實施例也是， 加熱區域係成面狀。 加熱部件121所含之雜質量，以灰分計係1〇 ppm# ’加熱部件121之lootrc下的電阻值，係卜2〇 Ω/ιη

45282 6 五、發明說明（45> ' 一 條。 =特別是作為半導體裝置用有效之碳製加 實施例之透視圊。 弗四 此—實施例中，加熱部件131係在石英破 重 内作螺旋狀配置。 6 加熱部件為了抑制氧化消耗、防止石英玻璃之失逯，其 雜質〉農度以灰分計為1 0 ppm以下。 石英玻璃二重管1 36係由内筒、外筒、上下板構成密閉 構造’内部導入有氮氣或形成2〇 ΐ〇ΓΓ以下之真空狀態。 加熱部件1 3 1係由安裝部内筒之氧化鋁製小突起1 33所支 持°此突起邹1 3 3可為線狀。加熱部件1 3 1可不為突起所支 持’而由溝所支持。 又’上述氣化鋁製小突起，宜為高純度之透光性氣化 绍’又’有關透光性氧化鋁，若企圊提高急速昇溫之程 度’因熱衝擊之故，上述突起部中有產生裂縫或破損之 虞’因此’宜將上述突起部形成為高純度碳與透光性氧化 銘之組立部件。此一場合下，與加熱部件相接之部份係採 用局純度礙。再者’代替透光性氧化鋁，使用石英玻璃亦 屬無妨。 此—實施例中，3條加熱部件1 3 1係在内筒之周圍作螺旋 狀之捲燒’連續形成三個加熱區域。藉由如此般之形成二 個以上之加熱區域’可容易地取得加熱區域之溫度平衡。 區域寬與區域之個數，可任意決定。區域之個數，以經濟 之觀點而論，有利的是三至五個。

C:\54264. ptd 第51頁 452826 五 '發明說明（46) 加熱部件1 3 1係介以金屬製安裝部件1 34貫通外筒，經由 石墨電極1 3 2接續於電源1 3 5 ° 圖3 3係作為半導體製造裝置有效之碳製加熱器第五實施 例之透視圖。 碳製加熱器1 4 0係由多數之加熱單元1 4 9所形成。 各加熱單元149係在密封型石英破璃製直管中配置由上 述碳線所構成之加熱部件1 4 1所構成。多數之加熱單元1 4 9 係作筒狀配置，整體係形成筒塑之碳製加熱器1 40。 碳製加熱器1 4 0具有筒型之加熱區域，晶圓之加熱處理 中' 此種圊筒型雖屬良好，但依被加熱物之不同，或出於 加熱條件認定之觀點，也可為箱型。 使用碳製加熱器140構成爐體之場合，為了使爐體上下 之溫度平衡良好，碳製加熱器1 4 0可使用複數個（例如3〜5 區）。此時，也可使用形狀或構成不同之碳製加熱器。 又，上述例中係就碳製加熱器之一部份的碳製加熱單元 形成為管狀體之場合說明’但不受此限制，該單元也可形 成為加熱部件之周邊部以外的石英玻璃部件實質上一體化 之棒狀體° 圖34中所示的是，碳製加熱器14〇 —部份之加熱單元的 一個例子。 加熱單元149具有將石英破續製直管⑽之兩端以石英突 =2及金屬突緣m密封之構成。貫通兩突緣161、162設 二金屬電極144 ’其内側條接續於碳電極142。兩個碳電極 W2間張設有加熱部件141。

C:\54264. ptd

45282 6 五、發明說明（47) ' 石英玻螭製直管146之兩端附近，形成有\導入及真空 吸引用出入口 147 '148。 又’金屬電極1 4 4可為故製電極，但為維持真空狀態， 宜為金屬製。 “ 圖35及圖36中所示的是’碳製加熱器140—部份之加熱 單元1 4 9的變形例。 圖35之加熱單元149中’自石英玻璃製直管46側面之突 出部’***有金屬電極144及碳電極142。 圖36之加熱單元149中，石英玻璃製直管之端面上形成 有線支持突起1 4 3，加熱部件1 4 1係經由支持突起1 4 3朝向 他端。因此’可使加熱長為最大，同時可使爐内之均熱性 提南。 圖37(A)、（B)中所示的是，特別是作為半導體製造裝置 用有效之碳製加熱器的第六實施例。 碳製加熱器1 5 0係由多數個略環狀之加熱單元1 5 9所形 成。 各加熱單元1 5 9，係在密閉型身光性氧化鋁製環狀管1 5 6 中配置碳線製加熱部件1 5 1而構成。多數之略環狀加熱單 元1 5 0係重疊成筒狀，整體形成為筒型加熱器1 5 0。 加熱單元1 5 9之例，係如圖3 8 ( A)、（ C )及（B)、（ D )所 示。 圖3 8 ( A )、（ C )之加熱單元1 5 9，其環的兩端係配置於同 一面上。另一方面，圖38(B)、（D)之加熱單元159，其環 的兩端係上下重合。

第53頁 4528 2 6 五、發明說明（48) 加熱單元1 5 9 ’其透光性氧化鋁製環狀管〗5 6之兩端係由 突緣1 6 3所φ封。突緣1 6 3係將透光性氧化銘及金屬貼合之 構造。突緣163令貫通有金屬電極丨54，其内側接續有碳電 極1 4 2。兩個碳電極間接續有加熱部件丨5 1。 圖3 7 (A)之碳製加熱器1 5 0，電極1 5 4之位置係在縱向一 致’電極端子位置會有相位。另一方面，圖37(β)之碳製 加熱器150，如圖所示，電極〗54之位置可任意設定。 加熱單元159之重疊個數可任意調整。又，藉由將各加 熱單元作功率控制，可更進一步提高均熱性。 圖39所示之加熱單元丨59中’透光性氧化鋁製環形管1 56 之兩端係作抵接，電極丨54係自管之斷面中央部在放射方 向突^。此一類型之加熱單元159，加熱長可設成最大， 4提南爐體之均熱性。 圖37〜39中未曾表示，在透光性氧化鋁製環狀管丨56中， 也可於兩端部設置配管系，在管內 隹導入虱軋，或將管内形 又 圖3 3 9之例中，雖就作為碳製加埶器之 妓加熱f元為略環狀或環狀管體之場合說明. 制，不官任一者，均可為加熱部件之周邊部以 又义 璃部件實質上一體化之棒狀體。 上 其次’茲說明圖4 0之實施例。 部份的 的石英玻 加熱部件1 6 1係支持成 中。加熱邹件161之兩端設有電^入絕緣材料容器166 加热部仵1 β 1

t持電極部162

45282 6 五、發明說明（49) 可為金屬製或碳製，為了防止雜質污染，與加熱器接觸之 前端部宜為高純度碳製。 線支持部件1 6 3例如可為氧化鋁或石英玻璃般之非導電 性物質構成。 内有加熱部件進入之絕熱材料容器1 6 6與爐芯管1 6 7之空 隙，係密閉形，内部可導入氮氣或為真空狀態，真空度例 如可設成20或10 torr以下。 加熱單元可使用複數個，可為長型圓筒狀加熱系統。 如此，藉由重疊加熱單元，可提高中央部溫度分布之均 一性。例如，單一單元時，10 0 0 °C下中央加熱單元之溫度 差係在5 0 t以上，相對於此，當加熱單元為三個重疊之場 合，則可確認其在5 t：以下° 作為碳製加熱器，束集複數根碳纖維而成之碳纖維束使 用複數支編成之加熱部件，與C/C型相較，可將熱容量減 小，因此可使急速急冷之生產量大幅提高。又，藉由使用 上述加熱部件，與只使用碳纖維之場合相較，發熱不均一 現象可獲減輕。 又，習闬之S i C加熱器，只能將電負荷密度昇至1 0 W/cm2，相對於此，使用上述碳線之場合，可將電負荷密 度昇至30 W/cm2，如此，可作約3倍之高速昇溫。 另，藉由將各加熱單元作功率控制，更可進一步地提高 均熱性。 第一群發明之特別是作為半導體製造裝置用有效之碳製 加熱器，均熱性及可撓性均優，可以低成本製造。

第55頁 45282 6 五、發明說明（50) 又，第一群發明不受上述實施例之限制。圖示之碳製加 熱器之形狀，只是供例示用，其可作各種變形。圖3 0之第 三實施例中，代替線狀之加熱部件，也可使用帶狀之加熱 部件。本發明之碳製加熱器，除了半導體製造熱處理用片 式熱處理爐之外，也可適用於縱型爐或橫型爐。 第二群之發明 以下，茲佐以圖1〜圖2 8，說明第二群發明之較佳實施 例。 首先，茲佐以圖1〜圖5，說明第二群發明之第一實施 例。 此碳製加熱器1 0整體係形成矩形平板狀之加熱器，其石 英玻璃支持體1 2中，封入有加熱部件1 1。石英玻璃支持體 1 2係如圖2所示，除了加熱部件1 1之周邊部以外，在實質 上係經一體化。 作為加熱部件11 ，係使用束集複數根碳纖維而成之碳纖 維束複數支，編成線形者。 加熱部件1 1在石英玻璃支持體1 2之大致中心面上，係作 鋸齒狀之配置。配線形態可為漩渦狀或其他形狀。 作為加熱部件之具體例，可為將直徑7 y m之碳纖維約 3 3 0根束集成之碳纖維束9支（合計2 9 7 0根），編成直徑約2 m m之線形者。又，上述編距約為3 m m，因碳纖維所造成之 表面起毛，分別約為0 . 5〜2. 5 mm之程度。此種加熱部件可 使用2、3條或更多。若使用複數條，可使有關發熱特性之 品質安定化。

第56頁 45282 6 五、發明說明（51) $英破螭支拉麵 兩片石英破璃柘^不σ圖3所示，使線位於中心厚度之 璃板1 2 b之接人a、/ 2 b熔接—體化而成。一側之石英破 1 1之配線用溝σ〗面上形成有斷面為矩形之供收容加熱部件 之厚度t、t柏问不3配線用溝14之石英玻璃板12a、12b 加熱部件^ Y加熱部件1 1係位於支持體12之中心。 面?成垂直般地^ :例如係自直徑3龍之穴’與加熱 載置由碳材所構成之^物^載置竣製上部件28，再於其上 下部件27夕 重 設定於熱處理爐内。 又，此等碳部i: ί上部件28之下面係經施以鏡面處理。 又，如:勾係雜質5 ppm以下之純化品。 的石心璃Ϊ Ϊ : Ϊ f ,之若採用加熱部件之周邊部以外 之均質性及盥石—1貝 體之構成’特別是上述碳部件 所重要。為將/破璃支持體相接之部份的表面粗梭度有 e & '此一表面粗糙度與均質性適切化，重要的 ^作為上述碳料1氣孔率設在15%以下且具 或鏡面研◦/之I面之體積密度特性者，將其形成拋 去 表面杻糙度狀態。藉此，碳部件可對石英破 =體表面作均-之加壓，此外1可防止伴隨石英； 應變：i㊁膨脹係數的不同而生之製造時在石英玻璃令熱 〇c ^ 將爐，保持於1 t ◦ r Γ以下之真空，以1 2 0 〇〜1 6 0 0 ‘ 5 5小^之熱處理’將兩片石英玻璃板12a〜12b之接

第57頁 4528 2 b 五、發明說明（52) '—〜 _____ 合面熔接D此—熱處理，溫度若 況而有所變更。在加熱部件丨丨-;長，若高則短，依狀 氛’為減壓或非氧化性氣氛下作：：。即配線用溝内之氣 冷卻時，係穩健地實施石英破:. 之冷卻。附近之冷卻速度璃點的丨1。。。。附近 /小時之程度。 例如係設定於50〜150 °c 如此’藉由熱處理，可膝 英玻璃1 〇κ ' 、破璃支持體12，即兩片石 接合面整體炫接-體化。亦即，石英 又加熱部件11之周邊部以外實質上-體化： 自外理，係採用在熱處理爐内加熱之方法，即 手段，但不只如此，還可使用在-定爐内將 轨，、將碳部件夾持’將石英玻墙板中之碳線通電發 :將，玻璃板溶接之方法’《是，例如代替碳部件， 寻之碳部件夾持之，再以高頻感應加熱將石英玻璃 板中之加熱部件予以發熱之方法。 若為此種由内部之加熱手段時，並非自石英玻璃板之外 周二I是由中心側進行熔接，因此，存在於石英.玻璃板間 之氣體，在熔接時納入内部而殘存氣泡之情事可儘量減 少 〇 圖5係碳製加熱器之使用狀況的一例D加熱部件i丨之端 部’係自加熱部件〗丨相對加熱面1 3大致垂直地被引出，並 介以碳端子6 1接續於Mo端子線62。此等部份係配置於玻璃 管内。又，Mo端子線62係介以Mo箔63接續於二條Mo外接 線。Μ 〇箔6 3係經壓封密封。

第58頁 ^ 452826 五、發明說明（53) 其-人’社佐以圖6 ~圖7 ’將苐二實施例之碳製加熱器說 明之。有關此後之實施例’僅就與第一實施例之不同點說 明。 圖7之碳製加熱器10中’由石英玻璃支持體12之厚度方 向觀之，係在近於加熱面1 3側配置加熱部件11 〇 此一碳製加熱器1 0係如圖6所示，使用厚度不同之兩月 石英玻璃板1 2 c、1 2 d形成。例如，可將一侧之石英玻璃板 12c之厚度h，設定成另一側石英玻璃板i2ci厚度1；2之1/2以 下。收容碳發熱體11之溝1 4 ’係形成於厚側之石英玻璃板 1 2d。石英玻璃板之厚度，不包含配線用溝之郜份。 上述石英玻璃板1 2 c，係如係以1 0 0 X 1 〇 〇 X 3，而下部之石 英玻璃板1 2 d ’例如係以1 〇 〇 X1 〇 〇 X 7之尺寸形成。 其次，茲佐以圖8 ~ 1 0 ,說明第三實施例之碳製加熱器。 此一碳製加熱器丨〇 ’具有：具備多數微細閉氣孔之·不透 明C或發泡）石英玻璃層1 2 e。 不透明石英玻璃層1 2 e係配置於加熱面之相反側，防止 輻射熱傳達至加熱器下部s 如圖8所示，在配線有加熱部件u之石英玻璃板i2d的上 ::配置薄型之石英玻璃板12c及不透明石英玻璃板l2e ’ 在其間係施予上述之熔接處理。藉此，如圖9所示，可獲 得包含不透明石英玻璃層12e，而加熱部件u之 夕Λ 係一體化之石英玻璃支持體丨2。 圖10係圖9碳製加熱器1〇之變形例β此一碳制加熱器“ 中，不透明石英玻璃層12e係占石英破璃支持二^全、厚之

I

III I m 第59頁 4 528 2 6 五、發明說明（54) 約1 / 2。又’加熱部件1 1係跨於不透明石英玻璃層〗2e與透 明石英玻璃層之間。 如此’藉由使不透明石英玻璃層1 2 e增厚，可增強對於 加熱器下方之輻射熱傳達的防止作用。 其次’茲佐以圖Π〜1 3說明第四實施例。 此一碳製加熱器1 〇，係將由碳纖所構成之加熱部件1 i， 與至少片面為鏡面之碳製反射板1 5，封入板狀石英玻璃支 持體1 2而構成。石英玻璃支持體1 2，係在加熱部件11及石炭 製反射板1 5之周邊部以外的部份實質上一體化。 將石英玻璃上板12c、石英玻璃中板i2d、加熱部件u、 破反射板15及石英玻璃下板126，如圖u所示般之組立， 並施予上述熔接處理，令石英玻璃支持體i2(i2c、i2d、 1 2 e) 一體化。 e t ϊ ί ΐ 了板12 6中，設有碳反射板用沉孔1 6 ,該沉孔 1 6為。收‘：膨脹差，形成為較反射板稍大。 二2由在碳發熱體下方設置碳製反射板，可使對於 加熱：下方之輻射熱傳達之防止作用增強，又，也可使對 於加熱器上方之熱輻射良好。 其Ϊ本兹佐以圖14〜圖16說明第五實施例。 :舢二係碳製加熱器用反射板20，才目當於自備有前 =獨取出。厌製加熱器1 0 (圖Π ~圖1 3 )，將反射板之部份 山5 i M it熱益用反射板2〇，具有至少將片面為鏡面之 石厌衣 ’封入板狀石英玻璃支持體22之構造。石英

第60頁 ^5282^ 一 ·，—____ ____ 五、發明說明（55) 破每支持體2 2 1係在反射板1 5之周邊部以外，實質上經一 體化。 將石英玻璃上板22a、片面為鏡面之碳製反射板15 ,具 有反射板用設定溝之石英玻璃下板2 2 b，以圖1 4所示之配 置組立，施以上述熔接處理，令石英玻璃支持體22(22a、 22b)—體化。 封止該碳製加熱器用反射板20之石英玻璃支持體22，如 圖17所示，例如重疊配置於圖7後製加熱器之下面，藉而 可形成本發明碳製加熱器之一個形態。 石英玻璃下板22b之反射板用設定沉孔，為吸收熱膨脹 差，係較反射板為上，如圖1 5所示，形成有為此目的之空 間。 石英玻璃下板22 b之反射板用設定沉孔，為吸收熱膨脹 差，係較反射板為大，如圖1 5所示，形成有為此目的之空 間。 碳製反射板1 5，係由熱膨脹石墨片，卡普吞燒成體片、 玻璃狀碳片等所形成，厚度為2 0〜2 0 0 0 y m。 又，上述片體，為使碳製加熱器更為小型化，及為謀求 低熱容量化’宜形成為20~200"m之厚度薄的構造，為了 將此種物體以簡單及低成本之方式獲得，最好的是將卡普 吞片燒成所製成之卡普吞燒成片。 又，有關上述碳製反射板之說明，係與本發明所記載之 碳製反射板共通。 此種碳製加熱器用反射板2 0，潔淨且耐熱性優異，且為

4528 2 w 五、發明說明（56) 低熱容量，因此，作為加熱器下側或外側所配置之熱反射 板’允稱得當。 圖1 6係圖1 5碳製加熱器用反射板2 0之變形例。此一破製 加熱器用反射板20中，石英玻璃支持體22内，封著有兩片 碳製反射板1 5 a、1 5 b。藉由將此種小面積之竣製反射板複 數片並 所生之 份重複 此一場 圊18 在配線 溝14之 1 4 c ° 持，可 提向能 排構成 裂縫。 之構造 合下， 及圖1 9 用溝1 4 底部形 藉此 消除伴 源效率 ，可更有效果地抑制伴隨著該 又’圖1 6中’係將兩片碳製反射板只以一部 ’但也可將上述兩片碳製反射板整體重複， 可獲得更有效果之絕熱性。 之實施例中，由碳纖維所構成之加熱部件11 内係以2條（3條以上也可、柏¥ J二 成有配合加執部件亚排配1。配線用 可將加S部件^之條^兩條輔助溝 隨面接觸而來之砵^以3個部位以上線接觸支 。 來之發熱不均-等的不良情事， 整體14d、14e係形成斷面彎曲溝之橫斷面的底部14d ^ 石英玻璃板熔接—體化時，^狀。藉此，在將複數片 憂形儘量防止與加熱部件而*用溝之板斷面形狀係作 石英玻璃與碳反應所造成，觸，此外，也可防止伴 制’可防止裂開等之不：=部應變之蓄積’也可予以 來自加熱部件的發熱量之二：者’伴導著該面接觸 不均一，也可予以防止。 造成之該加熱部件之發

452826 五、發明說明（57) 圖22〜24之實施例中，加熱面（外表面）上形成有斷面半 圓形成梯形之凸部13a或13b。從加熱面上方觀之，圖22係 成條紋狀，圖23則形成同心圓狀之凸部，圖24則係形成格 子狀多數個凸部。此等凸部1 3 a及1 3 b之表面，係藉氫氧燃 燒器之加熱而經砑光處理。 藉由採用此等構成，可獲得稜鏡效果，即可將如上述加 熱部件般之利用線狀發熱體的對於加熱面上方之面狀加 熱，以光之散射而予均一化° 通常，為了獲得相同之效杲，係採用將加熱面喷砂處理 之方法，此一場合下，表面係形成砂目狀，而會抑制自該 表面之放熱，使得石英玻璃本身蓄熱，而降低能源效率。 基於此一意義，上述砑光處理係重要事項。 再者，依同一構成，還可防灰塵之發生。 凸部13a或13b之半徑或底部長，均宜為0.5~5 mm。未達 0. 5 m m，因微細加工之故，製造成本提高。又，也無法作 充份之砑光處理。另外，也無法獲得充份之稜鏡效果。相 反地，若超過5 ra m，則有發熱不均一之虞。 又，兩個凸部之間隔，可設定成0 . 2〜1 mm。 其次，茲佐以圖2 5 (A )〜（D )，將其他之碳製加熱器的製造 方法之一例說明之。 首先，如圖2 5 (A )所示，形成配線用溝1 4 a (溝寬：2〜4 m m )，將該溝部以氫氧燃燒器作一定時間之燒烤進行财光 處理所得的第一石英玻璃板32a，與形成有與該溝1 4a成對 之***用溝（溝寬：較14a為小，1.5〜2. 5 mm)的第二石英玻

第63頁 4 528 2 υ 五、發明說明（58) 璃3 2b ’以溝14a、14b間對向（連通）之方式接合D此一接 合’可將兩片石英玻璃板32a〜32b —體化熔接，也可為能 财其次之研磨或研削工程程度之固著。又，***用溝丨4b 可視為配用溝之—種。 如圖25(B)所示’將第二石英玻璃板32b之表層32(1予以 研磨或研削而削除之，令***用溝丨4b露出。藉此，*** 用溝1 4 b成為供加熱部件丨丨***之***窗。自此***窗將 加熱部件U置入，壓入至内側之配線用溝1 4a為止。 溝之斷面形狀為「凸」字形，可確實防止加熱部件1 1插 入後’加熱部件11自溝***飛出。又，藉此，可將石英玻 璃板之熔接，在接合面整體上均一且確實地實施。 配線後^除去石英破璃板表面33之塵埃，再如圖25(c) 所不’在第二石英玻螭板32b之研磨面33上載置第三石英 玻璃板32c ,進行熔接處理。 藉由溶接_處理’三片石英玻璃板之接合面經熔接，而如 圖2 5 (D )所示般之’溝U (1 4 a、1 4 b)以外之部份實質上一 體化。 ' 實％例中’熔接前之配線用溝1 4a、1 4b整體係形成 凸字士而在溶接後’此凸字形變形而有若干潰壞之形 狀° ..如此藉由將炫接前之配線用溝形成為「凸」字形，可 減二殘f之熱應變。因此，本實施例中，可大幅減少因使 用之熱經歷所造成之上板產生龜裂或裂缝之機率。 圖25中所不各部尺寸的一個例子是，L為0, 5〜1.5 mm，Μ

第64頁

4528 2 〇 五、發明說明（59) 為2 m m程度，Ν係3 m m程度。 又，作為加熱部件，可將徑為2 m m之程度者平行配線 1 ~ 3條。碳製加熱器之整體厚度，例如可設成5 ~ 1 0 m m。 其次，茲佐以圖2 6，說明具有圓弧形斷面之碳製加熱器 或碳製加熱器用反射板之製造方法。 此一製造方法，係將上述碳製加熱器1 0彎曲成一定形狀 之方法。 平板狀碳製加熱器1 0係***具有凸形半圓斷面之碳製下 模4 1與具有和其對應之凹型半圓斷面之碳製上模4 2之間。 上模係作為碳荷重用發揮機能。無疑，也可使用與上模4 2 不為一體之碳荷重。 上下模4 1、4 2之側部，配有偏移防止用碳模4 3。偏移防 止用模43，係使下模42朝正下移動。 將如此設定成物***熱處理爐内以I 5 0 0〜1 6 0 0 °C作卜5小 時之加熱，可令厚度為5~15 mm程度之平板狀碳製加熱器 1 0變形成斷面圓弧狀。 斷面圓弧狀之例子包括：1 / 3圓弧或1 / 2圓弧；圖2 7之碳 製加熱器40係斷面半圓形（1 /2圓弧）。 圖2 8所示之碳製加熱器，係將圖1 9之碳製加熱器4 0組合 二個而成之圓筒加熱器，开^成有大致圓筒形之加熱面。端 子線上被覆有石英玻璃管19。 另一方面，破製加熱器用反射板若使用可作柔軟變形之 片狀碳製反射板的話，可與碳製加熱器作同樣之圓弧變 形。圖2 6係以具有括弧之符號予以表示。

C:\54264.ptd 第65頁 4 5282 6 五、發明說明（60) 如此’可將變形成圓狐狀之碳製反射板，與上述作同樣 變形之碳製加熱器鄰接配置一體使用。 實施例2 -1 基於以下之手續’製造圖7之碳製加熱器。 準備100x100x3大之上部石英玻璃板，在熔接面上施以 鏡面加工。又，為了防止漩擺’作c〇. 2之斜面化。 又，準備10(^1〇(^7士之下部石英玻璃板，將深4_、寬 2 _之配線用溝加工後’將該溝部以氫氣燃燒器作碍光處 1 。、又，將溶接面作鏡面加工’作C 0 · 2之斜面化。 代替上述鏡面加工，也可進行利用火焰之砑光。 ，圖4相同’在熱處理爐内，將由碳纖維所構成之加熱 ，，置於下部石英破璃板之配線用溝中，於其中載置 卩石英玻璃板，將渠等設定於玻螭狀碳鏡面板。於其上 再置以1 0 kg之碳塊體重量物。 曰又，此等碳部件均係使用雜質5 ppm以下之純化品。這 τ 5 i:若碟部件未純化時，石英玻璃表面有失透之虞， ”貝會附於石英玻璃，而有在半導體製造裝置爐内擴散 的可能性。 而後，將爐内減壓至1 torr以下，以丨4 5 0。匚實施3小時 5熱ΐ°在冷卻時，在石英玻璃之應變點丨1 〇〇 °c附近’ 二作穩定之冷卻。亦即，丨4 5 θ〜丨θ θ 〇七之冷卻速度，係設 疋於10 0 °c/小時。以外之溫度區域下的冷卻速度，並未特 別控制。 藉由以上之熔接處理’上下部石英破璃板之接觸部份係

C:\54264, ptd 第66頁 /t528 2 6 ____ 五、發明說明（61) 完全溶接，而成為外觀 辦 述加熱部件之構造。上一肢之石央玻璃内部，配線有上 上述加熱部件會因荷重而受到若干壓迫。 设：：央玻璃板之配線用溝 迫，溝寬、溝深都會減，丨^ f支形又到壓 乎看不到，發埶體係虑i /内邻之空隙在外觀上幾

“ 成為進入石英玻璃支持體内之U 當然，空隙以某種裎度存在並無問題。體内之狀態。 ，用此f製加熱器，如圖5所示般之將端子部碳線通入 石英破璃管中接續於電源，作昇溫試驗。 ^ 結果發現，力口熱器溫度至1 350 t為止均可無問題地加 熱。 又，在室溫~ 1 20 0 t間重複昇降溫時，並未發現有裂縫 發生等之問題。 i 第二群發明之碳製加熱器中，由於石英破璃支持體係藉 熔接而一體化，因此並無應力集中之情形，可享長壽命。 再者’支持加熱部件之石英玻璃支持體，係在^ ^ ^件 之周邊以外一體化’因此，可將石英玻璃支持體薄層化’ 可減小熱容量。因此，可因應急速昇降溫。 第二群發明之碳製加熱器用反射板，因潔淨、时熱性佳 之故，可適當地作為配置於加熱器下側或外側之熱反射 板。又，基於上述理由，因可薄壁化，低熱容量化之故， 特別適於作為半導體熱處理裝置之加熱器用。 根據第二群發明之碳製加熱器及供其使用之反射板的製 造方法，可以低成本有效率製造具有前述效果之高品質碳

第67頁 452826 五、發明說明（62) 製加熱器及反射板。 又，第二群發明不受上述實施例之限制。例如，碳製加 熱器或反射板之形狀不限於矩形，可採用圓形或其他之各 種形狀。又，碳製加熱器也可配置二段以上。 第三群之發明 以下’茲佐以圖70〜77，說明第三群發明之較佳實施 例0 圖70係第三群發明之半導體製造裝置用碳製加熱器之概 略圖。 石厌製加熱器41 0整體係形成平板狀，例如可作為於片式 半導體製造裝置用加熱器利用。 妓製加熱器410，係藉由在石英玻璃製設定部件4丨2之設 定凹部4 1 3中配置作為發熱體之由碳纖維所構成之加熱部 件411，並被覆石英玻璃製蓋部件414所構成。是以，加熱 部件41 1宜夾入石英玻璃内。 作為加熱部件4 1 1之具體例，係使用直徑7 " m之碳纖維 4 0根所束集成之叾反纖維束9支，將其編成直徑約2 in m之線 形而成。又’上述編距為3. 2 mm，由來於碳纖維之起毛， 分別為1 · 〇 ~ 3 . 0 in m之程度° 加熱部件4 11之配線形狀可為任意。圖示例中係鋸齒 狀，但也可為漩渦狀或其他形狀。又，也可分割成複數個 區域。此一場合下，端子有必要為複數個。 如圖71、72所示，設定部件41 2係整體為矩形之石英坡 璃板。設定部件4 1 2上形成有成為加熱部件4 11之設定凹部

C:\54264.ptd 第68頁 452826 五'發明說明（63) 的蛇行溝413。溝4 13的兩端設有寬幅之末端設定部421。 自碳末端設定部421，有金屬電極通過溝422延伸至外部。 設定部件4 1 2上’還形成有供導入非氧化性氣體之氣體 導入溝423。 金屬電極通過溝422與氣體導入溝423上，分別接續有金 屬電極用石英玻璃管428及氣體導入用石英玻璃管429。石 英玻璃管4 2 8、4 2 9係熔接於設定部件4 1 2，熔接後係施以 退火處理以防止龜裂。 此等石英玻璃管4 2 8、4 2 9可由補強棒431補強。 溝4 1 3例如可藉由將板狀設定部件4 1 2以使用金鋼鑽鑽頭 之機械加工作掘削後，再將加工表面平滑化而形成。切削 加工表面上存在有無數個切削痕跡，這是熱衝擊造成龜裂 發生的原因’因此進行鏡面研磨或砑光處理，作平滑化。 特別是如上所述，為了防止發熱不均一，最適當的是進行 利用氫氧燃燒器之加熱的砑光處理。惟如後述，在溝内充 填有氧化鋁粉4 1 5之場合，上述平滑化不一定必要。 此處，鏡面係指表面粗糙度R m a y (根據最大高J I S B0601-1982)為 1 μπι 以下之面。 溝41 3之表面粗糙度Rmax較1 // m為大時，與加熱部件會 有局部接觸之情形發生，以致該區域之反應性增高，導致 加熱部件之壽命縮短。亦即，石英玻璃與碳會行S i 〇2 + 3 C —SiC + 2C0或Si02 + 2C —SiC + C02之反應’加熱部件411會受 損。例如，1 20 0 °C下30 0小時，矽化會造成1 〇%電阻增加， 此業經確認。

第69頁 4528 2

五、發明說明（64) 溝41 3内可配置卜複數槐丄 ^ Λμ ^ , 钹致條加熱部件4 11，溝4U之深度宜 权此荨加熱部件之淨粗. 4U - Α π # π # + 馮沐。又’加熱部件411與蓋部件 叹成不接觸係有其重要性。 如圖7 6、7 7所示，巧今土„ 茧揪慍如々π吐，〇 疋#件412與蓋部件414係藉使用氫 乳燃燒gs之炫接427牵私sia ^ y 丨在封固疋。設定部件412與蓋部件414 之對向面’係虹之距離相對。距離L係0.2〜1㈣。 一將距離L設成較短（0.2職附近）時，宜將設定部件4丨2與 蓋。P件414之對向面作鏡面加工。這是因&，砑光面若產 生垂弛時》對向面會相帛，而有招致破損之可能性所致。 當距離未達0 . 2 mm時，破損之可能性增大。 當將距離L設成較長遠（1 _附近）時，由於無面接觸之 虞，無須鏡面加工。當距離^超過i mm時，熔接用火焰會 進入，以致發熱體4U氡化之虞增大。 設定部件4 12與蓋部件414之周圍設有斜角，藉此，可使 設定部件41 2與蓋部件4 1 4之熔接強度大幅提高。不設斜角 而只將直角角隅熔接’將會成為邊炼接，無法獲得充份之 熔接強度。 例如’當設定部件41 2與蓋部件4 1 4之壁厚為6 mm之場 合’斜角之斜度為C5。一般而言，C之寬度：y宜為由 t-1 mm(t為壁厚）式所選定。這是為了藉由將設定部件412 與蓋部件4 1 4之上端及下端殘留1 mm左右，而防止切削痕 跡。又，熔接不只是斜角部，宜如符號4 2 7所示作1 mm程 度之堆焊，此一場合下，更可提高強度。 又，設定部件4丨2與蓋部件41 4間設有之間隔，在防止熔

C：\54264.ptd 第 70 頁 452826 五、發明說明（65) " ' 接時因局部溫差所造成之破損上也屬有利= 為了在設定部件41 2與蓋部件4 1 4間設置間隔，將渠等惊 接，在圖77之場合，可介在一厚為on圆之間隔具將設 定部件412與蓋部4 14之外周部作3〜4點堆焊，在除去間隔 具^後，將外周部全區域作熔接。又，也可如圖76所示， 在蓋部件4 1 4之外周側全區域預先與蓋部件4丨4 —體成形或 以熔接形成咼為〇,2〜1 寬為〇·卜9 mm程度之防火堤 4 34^,在將此設定部件41 2與蓋部件414重合後，將所需之 英玻璃棒貼著斜角部以氫氧加熱器加熱，而您接固定防 火堤部，再形成堆積部4 2 7作熔接。 特別是根據後者之方法，（丨）可大力防止因燃燒器加熱 =造成之加熱部件氧化，（2)可將設定部件與蓋部件之間 :尺寸更均一化’（3)可防止設定部件與蓋部件之外周部 "生因Sl〇2微粉所造成的白色雲狀物，可提高本加執部件 之均熱性。 …、 ，防火堤43 4可在蓋部件414上以0.2〜1 之高設置， a者，也可在設定部件4 1 2及蓋部件41 4之任一者上’以總 馬〇‘2~1 mm之方式設置。 ^圖7 3所示若在设定部4 1 3中充填氧化鋁粉4 1 5，以該 氧化在呂粉4 1 5又持加孰土/土 J 1 1 u pa 41 , ^ 邪熟。卩件4 1 1的話，減屬有利。氧化鋁粉 ’在設定部4 1 3中配置氧化鋁粉4丨5及加熱部件4丨丨之 1二係以1 3 0 0 C程度之熱處理燒結。 至2 :：：厌衣加熱益之使用最高溫度’更確實地提高 主U 5 0 C程度。

C:\54264. ptd 第Ή頁 4 52 8 2 6 五，發明說明（66) 氧化紹粉末例如可以以下之手續配置。在將石英玻璃管 4j8、4 2 9熔接、退火後，在設定部件412之溝4U内流入將 氧化銘粉末以純水調成之氧化鋁糊，在將加熱部件411設 疋後’在加熱部件之上部亦流入氧化鋁糊。而後以2 〇 〇 °C，3小時之條件’以乾燥機將水分除去。 碳末端設定部42 1上配置有碳末端41 6，該處分別接續有 加熱部件4 1 1之兩端。 如圖74、7 5所不，加熱部件4 1 1係***碳末端4丨6之穴 内，由螺釘4 25固定。 又，碳末端4 1 6上也接續有Mo製之金屬電極4丨7。金屬電 極417之前端有螺釘426鉸過，螺入碳末端416之螺孔固 定。 金屬電極4 1 7係通過石英玻璃管42 8引出至外側，接續於 電極4 3 2。 與W述相同，在將設定部件41 2與蓋部件4 1 4熔接密封固 定後，將石英玻璃之應變以1丨5 〇 之熱處理消除。藉由此 ~熱處理’乾燥之氧化銘粉末會成為假燒成狀態，將其又 知以1 3 0 〇 °C之熱處理，可形成燒結體。設定部件4 1 2與蓋 部件414之間，開設有0. _ 0 之間隙。 ” 一，體導入管4 2 9上，接續有可撓性管433，自該處吹入氮 氣等之非氣化性氣體（箭頭G )。吹入之氣體，係通過氣體 導入通路4 2 3，流至碳末端周邊部。而後係通過金屬電極 用石英管428排出。

第72頁 4 52 8 2 ------ 五、發明說明（67) 溫度不均一之現象，必須注意。 實施例3 - 1 ^ 不使用氧化銘粉，作忐藺。n 1 # ,… 卜成圖7 0形態之碳製加熱器。 對於此瑞製加熱器導人备# ^ ’ 氮氧下進行加熱試驗，在碳線X 熱部之溫度為85 0 °C下，s 1 ν , ΛΛ 加 …' 1 V、1 〇 . 6 Α。即使使用1 〇 〇小時， 電阻也無變化，可作安定少i ^ 之加熱。又，即使將破製加敎哭 之溫度昇至1 3 0 0 °C ，20〇〇」„士 L …、器 實施例3_2 00小時以上仍可無問題地使用。 除使用氧化鋁粉，支持碳線此點之外，其他 施例3 - 1同，作成碳製加熱器。 條件均與實 之力σ熱溫度 ’並無電阻增 發現在氧化鋁 在‘入氮氣下作加熱試驗，發規在1 Μ 〇 γ (氧化銘粉表面溫度）下可連續使用2 00小時 加等之不良情形。而後，進一步提高溫度， 粉表面為1 55 0 r下，加熱部件斷線。 第三群發明之特別是作為半導體製造裝置用 加熱器 '與習用之加熱器相較，耐用壽 ：f之：； 作急速昇降溫。 h鐽尚，且可 又’第三群發明不受上述實施例之限制。例如 执仲 之整體形狀不限於矩形平板，也可為圓形板或筒=，·、、益 又，不只是在設定部件上，也可在蓋部件上也 f ° . 第四-一群之發明 〜成溝。 以下’茲佐以圖9 5、圖9 7〜1 0 0 ，說明第四〜 較佳實施例。 一群發明之 圖97係第四_ 一群發明之作為半導體熱處理骏置用有效

第73頁 4528 2 5 五、發明說明（68) 之碳製加熱器的使用狀態之透視圖。又，圖9 8係碳製加熱 器詳細構成之頂視圖，圖99係其部份省略之側視圖，又， 圖9 5係圖9 9之部份擴大圖。 第四_ —群發明之碳製加熱器6 1 0中，係使用複數支碳纖 維束集成之碳織維束以複數支編成之線狀加熱部件6丨2。 作為加熱部件6 1 2使用之碳線的具體例，例如可為將直 徑7 之碳纖維3 0 0根束集成之碳纖維束使用9支編成之線 形。又’上述編成之編距約為3 mni，源自碳纖維之表面的 起毛分別為0. 5〜2. 5 mm之程度。 加熱部件6 1 2 ’係在石英玻璃支持體丨2之大致中心面上 二同心圓狀作鋸齒形配£。配線形狀可為漩渦狀或其他形 例如可自直徑3 mm之穴2 I，與 加熱部件6 1 2之端子線 加熱面1 3垂直般地被引出 配線用溝係形式「凸 — 」子狀。 藉由熱處理，石英破琏 板的接合面整體，係熔體6 0 2，亦即兩片石英玻璃 係在加熱部件61 2之周邊部一體化。亦即，石英玻璃支持體 以下茲說明此實施例端M外，實質一體化。 1) 在流過N2T，將大徑（ I作方法 6 0 3熔接於平板狀石英容哭。:直偟19 mra)之石英透明管 火處理（例如1 150 t、1 ^二為防止裂開，實施適當之退 1 nr退火）。 2) 在小徑（例如直徑9 々 複數個線狀碳拉入。而德 央營6 6 1中’使用繩子將 而後將此石英管***石英容器之設定

第74頁 4528 2 u 五、發明說明（69) ~ ' ----- |. 又’線係在小徑之石英管6 61中緊密地配置。 日#3) f各部件如圖95般之配置，將接續部件640組立。此 吁，藉由遊動用碳材662之作用，可防止碳線之斷裂。 这4)在預先以熔接接合之不透明管6〇33下部，熔接透明 B此時，係自歧管6 6 4導入N2氣體，防止加熱部件之氧 2)在導入N2下’在下部透明管之下側安裝封止端子。 )自歧管6 64抽真空，將加熱器内部減壓。而後將歧管 之根部664a以火焰封固，取下歧管664。 直地被 份係配 續於兩 又， 英破螭 鮮發 藉由 置之半 下。又 石英 6 0 3a， 之熱幸| 此，可 石英壓 邛件6 1 2之端部，係自加熱部件相對加熱面大致垂 引出’並介以碳端子接續於M〇端子線64 1。此等部 置於玻璃官内。又，M〇端子線641係介以M〇箔655接 條Mo外接線，箔係經壓封。 第四-一群發明之碳製加熱器，除上述端子部及石 支持體（熔接方法）以外之構造，係可與後述第四〜 明之碳製加熱器具有相同之構成。 此一構成，在本碳製加熱器之上方，隔約1 〇 〇職配 導？晶圓面上之溫度不均一，可保持在±〇, 5。。以 、還可小型化’製造容易，且成本上的優點也大。 透明玻璃管603之途中所配置的不透明石英玻璃管 具有將加熱部所傳來之石英透明玻璃管6 03的内部 射及本身所造成之熱傳導，予以遮斷之效 防止Mo桿641 ' 65 3之氡化，士外 ^ <軋化，此外’還可有效地防止 緊部6 5 6之破損。

4528 2 五、發明說明αο) 又，根據此一實驟例，若635與圓筒648間介在有遊動碳 材6 6 2 ’以芯按壓線狀碳時’芯會迴轉以消除碳線斷裂般 之不良情事。 第四-二群之發明 以下，茲佐以圖7 8 4 3，說明第四-二群發明之較佳實施 例。 圖7 8係第四-二群發明之特別是作為半導體熱處理裝置 用有效之碳製加熱器的使用狀態透視圖，圖79係碳製加熱 器早體之透視圖。圖8 〇係圖7 9碳製加熱器之詳細構成之頂 視圖，圖8 1係部份省略之側視圖。 第四-二群發明之碳製加熱器5丨〇，係使用束集複數根碳 纖維而成之碳纖維束複數支編成線狀而成之加熱部件 515。發熱體之斷面不限於圓形，也可為扁平之形狀。 加熱部件5 1 5之具體例為，例如使用直徑7 # m之碳纖維 3〇〇根支集成的碳纖維束9支，編成之直徑約2 的線形。 上述、.扁成之編距為約3 mm ’碳纖維所造成之表面起 毛，为別為0.5〜2.5 mm之程度。 藉^使用此種力σ熱部件5 i 5 ’可使電流負荷密度較習用 〇-S i線提高丨.5倍程度，可作急速加熱。 :=2璃平板容器之下容器川與上容器川之間之 狀態封入容器内。 設^ ’凹St: 2係，配置於石# 4螭平·容器之下$器5 1 1的 ^ ά ^ »内，在其上被覆上容器512。加熱部件515係

q 2 五、發明說明（71) 〜 熱面5 1 2係半圓形之平面。 設定凹部5 1 6在圖8 0之平面中係配置成左右對稱，其對 稱線上形成有供導入氣體之氣體通路5 1 7及氣體導入 出口518 。 加熱部件5 1 5之配線形態，即設定凹部5 1 6之形狀可為任 意。圖示例中係形成鋸齒狀，也可為漩渦狀或其他形狀。 石英玻璃容器5 11、5 1 2係半圓形狀，成中心部具有半 形缺口之分割型。因此，如圖78所示，若組合二個，可= 成圓形加熱器5 2 0。 $ 山設定凹部5 1 6之兩端部形成有棒狀端子***部5丨9 ’棒 ^子521係與加熱面531成垂直配置。棒狀端子mi上接蜱 有發熱體51 5之端部。上容器512之對應位置處，形右1 狀端子用溝。 〜棒狀端子***部5 1 9上接續有石英玻璃管5丨3。石 官513係在下容器511之下面以與加熱面531成垂直方 密封固定。 石央玻璃管513之一部份可使用不透明石英。此—場合 J :可抑制自加熱器側之光的熱傳達及熱傳導。又，也可

1較其配置於下部之部件的溫度上#，保護 日宁可防止熱損失。 丨叶 J 石央玻璃管513之内部，端子部本體5 2 3與棒狀端子 1，係由複數條由線狀碳所構成之端子線522 :;ΠΐΓ3」Μ。製之内接線5 24係導出至下方ϊ此， %，.泉，猎由使用由複數條線狀碳所構成之端子線

第77頁 ^ 45282 五、發明說明（72) 5 2 2 ’可降低電阻，抑制發熱。 石英破璃管513之下端部，接續有石英玻璃製罩526 ^内 接線5 2 4係通過該玻璃罩5 2 6引出至下方。 引出之内接線5 2 4的下端部’係接續於μ 〇製箱體5 2 8之上 部。4體5 2 8之下部係接續於Mo製外接線5 2 9。外接線5 2 9 在圖8 1中係二極，但也有一極的場合。μ 〇製箔體5 2 8係由 石英封止端子5 2 7所密封。此一石英封止端子5 2 7 ,係將石 英製罩5 2 6之前端部加熱軟化作壓緊（夾入）密封。 將内接線5 24原狀引至罩外壓緊之場合，因Μ〇與石英之 熱膨脹係數差之故’石英封止端子5 27上會有龜裂等發 生’而有阻礙密封性之不良情形。為了消除此一不良現 象’係介在以箔體528 ’以石英封止端子527作壓封密封。 如圖82、8 3所示，上容器5 ；[ 2與下容器5 1 1之對向面，係 隔以L·之距離對向。距離l係〇. 2 ~ 1 m m。 將距離L設成較短（0.2 mm附近）之場合，上下容器511 ' 512之對向面宜作鏡面加工。這是因為，因砑光之故有面 鬆垂發生時，對向面會相接而有招致破損的可能性所致。 當距離L未達0 · 2 m m時，破損的可能性增大。 當將距綠L·设成較長（1们m附近）時，由於無面接觸之 虞，無須鏡面加工。當距離L超過1 mm時’熔接用火焰會 進入，以致發熱體5丨5氧化之虞增大。 上下容器511 '512之周圍設有斜角。藉此，可使上下容 益511、512之炫接強度大幅提高。不設斜角而只將直角角 隅溶接’將會成為邊熔接，無法獲得充份之熔接強度。

第78頁 4528 五 '發明說明（73) 例如’當上下容器511、512之壁厚為6 mm之場合，斜角 之斜度為C5。一般一般而言，C之寬度：y宜為由y^t-1 mm(t為壁厚）式所選定。這是為了藉由將上下容器5Π、 5 1 2之上端及下端殘留1 ^ m左右，而防止切削痕跡。又， 嫁接不只是斜角部，宜如符號53 2所示作1 mm程度之堆 焊’此一場合下，更可提高強度。

又 上下谷益5 1 1、5 1 2間設有之間隔’在防止炫接時因 局部溫差所造成之破損上也屬有利C 為了在上下容器511、512間設置間隔，將渠等熔接，在 圖83之場合，可介在一厚為〇2~1 之間隔具將上下容器 5 1 1、5 1 2之外周部作3 ~ 4點堆焊，在除去間隔具之後，將 外周部全區域作熔接。又，也可如圖82所示，在上容器 5 1 2之外周側全區域預先與上容器5丨2 一體成形或以熔接形 成高為0. 2-1 mm寬為0. 1 ~9 mm程度之防火堤534，在將此 上下容器5 1 1、5 1 2重合後，將所需之石英玻璃棒貼著斜角 部以氫氧加熱器加熱’而熔接固定防火堤部，再形成堆積 部5 3 2作炼接。 特別是根據後者之方法’（丨）可大力防止因燃燒器加熱 所造成之加熱部件氧化’（2 )可將上下容器之間隔尺寸更 均一化，（3 )可防止上下容器之外周部發生因S i 02微粉所 ie成的白色爸狀物，可提咼本加熱部件之均熱性。 又，防火堤534可在下容器511上以Hi _之高設置’ 再者，也可在上容器512及下容器511之任—者上，以總高 0.2-1 mm之方式設置。

第79頁 4 528 2 五、發明說明（74) 上下容器5 1 1、5 1 2之熔接，係在自接續於氣體導入.排 出口 518之氣體導入用管514導入氮氣下實施。導入氮氣將 氮氣自周圍流出，將熔接用氫氧火焰壓出，防止設定凹部 5 1 6處所配置之發熱體5 1 5的氧化。氣體通路5 1 7有必要配 置成適於此種氮氣之作用。又，氮氣之導入，對於石英玻 璃管中之端子或端子線之線狀碳的氧化防止亦有效果。 熔接後所進行之退火過程，也是在導入氮氣下進行作 業。 而後，還是在導入氫氣下，將線狀碳5 2 2設定於石英玻 璃管513，再安裝封著用端子523。 端子部本體設定後之退火過程，也是在導入氮氣下實 施。 作為導入氣體，可使用氦、氬、氖等之非氧化性氣體， 由經濟性觀點考量，氮氣較為適當。 石英玻璃容器之組立終了後，進行容器内之排氣，將容 器内設定於一定之壓力。藉此，上述石英玻璃管513内也 成為一定之減壓狀態。 一般而言，碳材因易於氧化之故，有必要將氮等之非氧 化性氣體充填於容器内或將容器内設成真空。然而，真空 狀態會促進碳材與石英玻璃之反應，因此本發明中，係採 用在容器中充填非氧化性氣體之方法。 一面導入氮氣一面將加熱器加熱之方法，因氮氣管線等 之設置等，熱處理裝置的構造會複雜化，因此，本發明之 較佳態樣中，係將容器内部形成為密閉型，將若干之氮氣

第80頁 452826 五、發明說明（75) 封入内部。封入壓力係如以下方式般之決定。 例如，在1 0 0 0 °c使用，熱處理爐内之壓力使用真空及常 壓二種時，加熱器内部之壓力係在0〜1 atm之中間，設成 0.5 atm之程度。在1000 °C下欲設成0.5 atm，在室溫20 °C 下，為0·5 atm X 293K/127.3K X 760 torr/atm=87 t o r r，為在室溫下為8 7 t o r r，係在將加熱器内部減壓後 封閉。加熱器内部，例如係設成0. 1氣壓程度。 具體言之，係在導入氫氣下進行組立作業，在組立終了 後，自氣體導入管514除去氮氣，將容器内部調整成一定 之壓力。 將容器内減壓此舉，在石英玻璃容器之壽命的層面上係 屬有利。電腦模擬的結果發現，獲得若為加熱器用石英玻 璃容器，較之來自外部的壓力，對於來自内部的壓力，易 於破損之結果。若將氮氣在常溫下以1氣壓封入，在加熱 器加熱時，内部的氮會膨脹，自石英玻璃容器的内部，壓 力會作用。 最後，氣體導入管514，係在近於下容器511之下面的位 置，由火焰封死除去。因此，玻璃導入管514與石英玻璃 管5 1 3，係隔以能作封閉作業程度之間隔配置。 又，本發明之特別作為半導體處理裝置用有效之碳製加 熱器，不只是上述熱處理裝置，也可適用於將半導體在高 溫下洗淨之洗淨裝置等。 實施例4 - 2 - 1 對於厚8. 0 mm之石英玻璃板施以溝加工及外徑加工，而

第81頁 45282 6 五、發明說明（76) :半火蹈作研光處理m + , 央破螭製下容器。v 獲仔外徑240關 破璃板，形成對應於下容器之上1:使用厚“ _之石英 下容器上’炫接有氣體導入 玻璃管。前者之外徑係6.5 mm =破罐管及端子用石英 將下容器之溝内及端子用破璃^^之外經係25·4 mm。 一式，將上容器被覆之，在自氣=名置加熱部件及端子 下’將上下容器之外周熔接。又，-$:忽螭管導入氮氣 係1關。以降之過程，原則 ^ ,C5，溶接堆積部 加熱部件之他端的端子部本體，下實施。 解放端封著。而後再進行退火處理^置於石英破璃管之 最後，自氣體導入用石英玻璃管將 麼於18〇 t〇rr，將氣體導入用管封死：去將容器内 力丄Γ上手續所製成之斷面τ字形碳製加熱器，進行 在發熱體内流入電流，在加熱器溫度以放射溫度計 於11 C之時點，測定加熱器内壓力，發現約為1氣壓。 又’複數條碳線束部之溫度，係1 〇 5 °C。 自室溫以至加熱器溫度達11 〇〇 °C為止所需之時間，約為 加熱器溫度1 1 〇〇 ec以下繼續使用1 0 0 0小時，並未發現異 常現象。 又’加熱器溫度1 3 0 0 °C之加熱，也可無問題地實施。 以下，茲佐以圖84〜94，說明第四-二群發明之較佳實施

第82頁 五、發明說明（77) 例。 圖84係應用本發明碳製加熱器用端子製置之破製加熱15 的透視圖。圖8 5係其頂視圖。 碳製加熱器6〇1具有半圈形之石英玻璃容器602 ’其下部 垂直接續有石英玻璃管6 〇 3。 石英玻璃製容器602係由容器本體及蓋部件所構成’容 器本體上形成有供配置加熱部件612之溝6〇4。溝604之兩 端設有供配置端子裝置之端子用凹部6〇6，又，尚形成有 用以使容器602内為非氧化性氣氛之氣體導入.排出口608 及氣體通路607。 可將碳加熱器6 0 1組合二個，形成圓形之加熱面’將其 作為半導體之熱處理用加熱器使用。 立而子用凹部606及石英玻璃管603内，配置有本發明之端 子裝置。 " ’ 本發明之端子裝置有三種，一種是用以接續加熱部件 612與複數條線狀碳端子線613之第一端子裝置61〇及6〇() ’ 種疋用以接續複數條線狀碳端子線6 1 3盘金屬银诚+綠 之第二端子裝置64。，3 一種是用以接續石？:璃子管線 603内側之金屬端子線（内接線）641與電源 (外接線)653之第三端子裝置6 5 0。 戴 首先’茲佐以圖86、91 ，說明第一端子裝置。 此一端子裝置6 2 0，係使用中間部件6 3 4，將端子部件 6 1 1與端子線接續部件6 1 6接續之構成。 棒狀端子部件61 1之外形，整體係形成圓柱棒狀。棒狀

第83頁 452820 五、發明說明（78) 端子部件61 1之一端側，形成有與端面平行之供***加熱 部件6 1 2之貫通穴6 1 4。又設有與該貫通穴6丨4相通的螺孔 6 2 3。貫通穴614與螺孔6 23，如圖88所示，在貫通穴6丨4之 中央，係作T字形交又。 在貫通穴6 ί 4中***加熱部件6 1 2，在螺孔6 2 3中螺入固 定用螺釘619將發熱體612固定。如此，可作確實之固定， 可在不發生火花下自棒狀端子部件6 π將電力供给至發熱 體612。 、'口 …、 棒狀端子部件6 1 1之他端側，形成有供接續端子線引導 部件616之大徑盲螺孔615，盲螺孔係配置於軸線。端子線 引導部件616係介以中間部件633連結於端子部件“ j。 ’ 中間部件6 3 3係外周部具有陽螺紋部6 34之圓筒形部件。 端子線接續部件61 6整體係形成圓筒狀D其貫通穴在下 端部附近係作圓錐狀之狹窄化。其相反側之接續端側的内 周上，形成有與中間部件6 3 3之陽螺紋部634對應之陰螺紋 部 6 2 2 d 端子線接續部件6 1 6之貫通穴内***有芯部件6 3 5。芯部 件6 3 5係平坦之圓筒狀，端子線側之端部係作圓錐狀之 出。 心。卩件6 3 5可只以其一部份***端子線接續部件6 6之貫 通穴内。為此，可在例如中間部件6 3 3上形成凹部。 、 由線狀碳所構成之端子線6丨3，係夾於端子線接續部件 Η 6與芯部件6 3 5之間，以分配之狀態按壓固定。可在芯部 件6 3 5之外側’設置複數條淺溝，將分割之線引導。 π

第84頁 /15 2 8 2 ^ 五，發明說明（79) 在組立時’如圖8 6所示’係將複數條線狀端子線6丨3適 當地分配於複數之線6 1 3 a，並以芯部件6 3 5輕壓之，以不偏 移之方式進行中間部件6 3 5之螺合。 如此，配置有複數條線狀碳端子線6 1 3之接續部件6丨8與 芯部件6 3 1的設定，係藉介以中間部件6 3 3螺入端子部件 6 11 ’而可將配置於上述溝狀區域之端子線6丨3a強力地接 續於端子部件6 1 1。是以，可保証良好的導通。 也可將具有形狀柔軟性之碳線 又 變形，在碳製加熱器内不生異常應力之方式接續 上述線狀破端子線6 1 3，可與加熱部件61 2同材質。又， 當材質不同之場合，可將複數條線狀碳之端子線61 3的單 位長之電阻值，設成較加熱部件612為小，充份抑制 線之發熱。 丁 線狀碳端子線6 1 3與加熱部件6 1 2之溫度，大致為泰 =例如，當加熱部件612之電阻值為1〇Ω=^ 條時，若加熱部細之溫度二 c，鳊子線約為1 〇 〇它^ υυυ f線狀碳端子線61 3與加熱部 =了條數係設成加熱器條數之5倍二材；^合’端 …益1條，端子線之線條數為4條時， °對加 …中…，在加熱器溫度達導體處 線肌度成為約2 7 5 。2 7 5 t 三 ％ Θ ’端子 =度，相對於此，若線條數為5條 γ封材枓劣化 ，力220 C ’可將耐熱溫度設成23〇。。以下。子、桌溫度成為

4 B28 2 6 五、發明說明（80) 如此’藉由將傳達電力之上述線狀碳端子線6】3之溫度 再作降低’可防止電力損失。又，線狀碳本身係由碳孅維 構成之故’可抑制出自加熱器之熱傳導。例如，相對通常 特殊碳材料之熱傳導率100 W/mk，線狀碳為i W/mK以下。 其次，茲佐以圓9 2及圖9 3，說明第二端子裝置。 此一端子裝置640 ’係將由線狀碳所構成之端子線61 3與 金屬製之端子線6 4 1 ’以上述線狀碳接續部件6 4 3，端子部 本體64 2，金屬線接續部件6 45接續之構成。 上述線狀奴接續部件6 4 3 ’與上述第一端子裝置47之端 子線接續部件6 1 6大體上具有相同之形狀，其作用亦屬相 同。 端子部本體6 4 2整體上係屬圓筒型之部件，其一端側設 有用以接續線束引導機構6 4 3之接續部644。其他端側設有 用以接續金屬線接續部件6 4 5之接續部6 4 6。 接續部644係具有陰螺部之大徑螺孔。 接續部6 4 6中，形成有供收容芯部件6 4 7之漸細部 (孔）6 4 2 b。此一漸細孔係與上述大徑螺孔貫孔。又，接續 部6 4 6之外周形成有陽螺紋部。 Λ 金屬線接續部件6 4 5係以杯狀部件構成，其係被覆於端 子部本體6 4 2之接續部6 4 6螺入。 如圖9 3所示，芯部件6 4 7係作二分割型，合起來形成截 頭圓錐形《外周之傾斜面係與端子部本體6 4 2之漸細部 642b對應。各分割部份之對向面，設有供保持金屬線之 狀保持部6 4 7 a。 '

第86頁 五'發明說明（81) ' 端子部本體642之接續部644與複數之線狀碳接續部件 64 3之底部（線束的相反側），係介以外周具有螺紋 筒芯6 4 8接續。 ^ 如圖92所示，藉由在保持金屬線6 41狀態之端子部本體 642的接續部64 6螺入金屬線接續部件645，可確實將金 線641接續於端子部本體642，防止火花發生。這是 分割型芯647與端子部本體642之漸細孔之漸細卡合作用。' 可金屬製端子線641宜採用Mo(鉬）製金屬棒641，使用鎢也

Mo具有與碳材料極為接近之熱膨脹係數，因以，藉由碳 衣端子本體之熱經歷，可防止龜裂等之裂開現象。 治=，M〇之熔點約為210〇ι，係屬高溫，因此可抑制金屬 減貝之產生。因此，Mo製金屬棒，適於作為石英封著端子 之内接線（加熱器側之端子線）。 端子部本體64 2與芯部件6 4 7宜由碳材所形成。碳材易於 ，、也化，且可耐3 0 0 0 c之高溫，可稱允當。又，由於芯部件 647支持鉬棒，為防止龜裂，適當的是具有與.近似之熱 膨脹係數的碳材，又，Mo與碳材之熱膨脹係數，均為 4. 2~4_ 8 X 1 Ο.5/ t 。 最後，佐以圖94 ，說明第三端子裝置實施例。圖9 4係 碳㈣器之一部份與第—第三：子置裝/之概略圖。 第一端子裝置與第二端子裝置係在玻璃管6〇3内由複數 之線狀碳端子線6 1 3所接續。如此，藉由作為導電線使用 複數之線狀碳端子線613，可降低電卩^抑制發熱。又’線

452823 五、發明說明（82) 狀碳具有熱傳導也極小之優點。 玻璃官603内宜充以I或氬氣。藉此’可提高管内所配 置之端子裝置的高溫時耐氧化性。 第三端子裝置6 5 0係用以接續石英玻璃管6 0 3内側之内接 線6 4 1與電源側之外接線6 5 3。 此一實施例中’内接線64 1係鉬棒641。鉬棒6 41之一端 係接續於第二端子裴置6 4 〇，他端係接續於鉬箔6 5 5。鉬棒 6 41係與加熱部件6 1 2作間接之接續。石英玻璃管6 0 3之下 端部’係接續有石英玻璃製置蓋，鉬棒6 4 1係通過罩蓋引 出。 自顧H 655之底部側，有兩條外接線65 3引出至外側。外 接線65 3可為一極。 X ’形成有壓封密封部6 5 6包住鉬箔6 5 5整體。壓封密封 部6 5 6係將飽箔6 5 5與玻璃管3之内部及大氣遮斷。壓封密 封部6 5 6係石英玻璃製。 壓封密封部6 5 6例如可將石英製罩蓋之前端部加熱軟化 壓緊（夾入）密封而形成。 如上a所述’將碳纖維束編成之加熱部件6 1 2，與内接線 64 1不是直接接續’而是間接接續。換言之，將發熱體作 熱遠隔配置有所重要。 作為外接線653 ’可使用直徑1,4 2.0 mm之铜棒2 支。 作為内接線6 4 1 ’可使用直徑1 . 4 m m ~ 2 . 0 m m之鉬棒。 作為石英管6〇3 ’可使用外形Μ mm以上之管子。

第88頁 五、發明說明（83) 作為钥搭655，可使用寬8 mm以上，厚0.2 mm〜0. 5 mm 者。 實施例4 - 2 - 2 實施例4 - 2 - 2係有關第一端子裝置。 在氮氣氣氛中配置純化的端子部件2個，其間，將純化 之加熱部件2條，隔以1 mm之間隔固定。此時之電阻值為5 Ω。其次，使用芯部件與端子線接續部件，在端子部件上 固定1 8條加熱部件*製作圖8 6之端子裝置。自該加熱部件 對加熱器供給電力。 1 0分鐘後之加熱器溫度成為1 1 0 0 °C ，電阻值為2. 5 Ω。 又，此時之碳線1 8條之溫度的測定結果為1 0 5 °C。 在此一狀態下使用1 0 0 0小時，並未確認電阻之變化。 使用之碳線，端子部件及其他之碳部件，以灰分計係純化 成5 p p m以下。 相對於此，若使用未純化品，1 6小時即斷線。將斷線後 之碳線加熱器部以ΕΡΜΑ觀察的結果發現，有鐵所導致之劣 化。 如此，加熱部件與其他之碳部件，灰分宜為5 p p m以 下。又，純化之碳材的鐵濃度，0. 1 ppm以下即可。 實施例4 - 2 - 3 實施例4 - 2 - 3係有關第二端子裝置。 使用直徑2 min之Mo製金屬棒，製作圖92之端子裝置。在 石英玻璃製容器中配置碳線加熱器，將容器内保持於氮氣 氣氛，將實施例4-2-2之端子裝置及實施例4-2-3之端子裝

第89頁

五、發明說明（84) 置接續。 加熱部件之長度係丨m， 值，在室溫下為5 Ω，在1〗。用2條配線，加熱器之電阻 器為11 00 °C時，線狀碳端〇 C加熱時’係2· 5 Ω。在加熱 又，Mo製金屬端子部係55^線（U條）之溫度係t。 此一碳製加熱器使用} 〇 〇 n 未發生龜裂等之損傷，並未發：現…本體並 又，實施m-2-3巾之料裝置的碳料，也是使用盘 實施例4-2-2相同之經純化處理者。 ’、 實施例4 - 2 - 4 實施例4 - 2 - 4係有關第三端子裝置。 使用4 mm之外接線2條，外徑1 5 mm之石英管、寬§ mm之 Mo箔，製作圖94所示之第三端子裝置。在對此端子裝置流 過3 0 A電流時確認，封著部不會產生龜裂等之破損。 根據第四-二群發明之第一碳製加熱器用端子裝置，加 熱部件與由複數條線狀碳所構成之端子線可確實且容易地 接續。又，此一端子裝置具有單純之構造，壽命充份地 長。 根據第四-二群發明之第二碳製加熱器用端子裝置，可 將由複數條線狀碳所構成之端子線與金屬製端子線確實且 容易地接續。X，此-端子裝置具有單純之構造’壽命充 份長。 根據第四-二群發明 使使用3 0 A程度之大電 之第三碳製加熱器用端子裝置，即 .节，也可享長使用壽命。

五、發明說明（85) 又，第四-二群發明不受上述實施例之限制。例如，各 部件之陰螺紋與陽螺紋之關係或凹凸之關係反之也可。此 種設計變更，此界人士可依本說明書之記載容易地完成， 故不在此詳述。 第五群之發明 以下，茲佐以圖4 1〜6 1 ，說明第五群發明之較佳實施 例。 圖41(A)及（B)係將第五群發明用於半導體製造裝置之第 一實施例及第二實施例之概略圖。 半導體製造裝置2 1 0具有圓筒形之爐内筒管2 Π ，其外側 捲繞有加熱器2 1 2。在圖4 1 ( A)所示之第一實施例中，加熱 器2 1 2係在縱向往復捲繞，圖4 1 ( B )所示之第二實施例中， 加熱器2 1 2係作螺旋狀捲繞。 第一實施例之加熱器2 1 2，其配線容易，在加熱器斷線 時，可容易地更換。 又，第二實施例之加熱器2 1 2，若分割成複數個區域分 別控制，則易於將爐内上下之溫度分布均一地控制。 作為加熱器2 1 2，適用的是灰分3 ppm以下之高純度碳 線。藉由使用此種高純度碳線，可防止雜質污染，又，由 於熱傳導小熱容量亦少之故，可作急速昇降溫。然而，也 可使用金屬製之加熱器。 爐内筒管2 1 1之内側下部，配置有平板容器狀之碳製加 熱器2 1 0，其係將複數根碳纖維束集成之碳纖維束，使用 複數支編成細長形狀之加熱部件2 2 2而成。又，加熱部件

五、發明說明（86) ~ 222若為細長形狀，可使用帶狀者。又，作為上述加熱部 件之具體例，係使用直徑3仁m之碳纖維33〇根束集成之碳 纖維束9支’編成直徑約2 m ra之線形而成者。 藉由使用此種加熱部件，例如與使用習用M〇_s丨製發熱 體之場合比較，可將昇溫度速度提高5〇%程度。 … ，42及圖43係碳製加熱器220之頂視圖及斷面圖。 =製加熱器220在構成上，係於石英玻璃製容器221内， 由高純度碳製棒狀端子部件223與透光性氧化鋁單體所構 成之，支持治具224 ,將上述加熱部件222支持之構成。 f英玻璃製谷器221可由透明石英構成，由容器本體247 ”基部248構成。容器本體2 47與基部248，係由磨砂玻璃 合裔本體247之外表面露出部，特別是作為發熱面之上 面，較佳的是，斷面半圓形或梯形凸部，整體上形成條紋 片' 同:圓狀或格子狀、其外表面係經对光處理者。藉 此’可獲付如本發明加熱部件般之將利用線狀發熱體對於 加上方^發熱，由光之散射而均一化之稜鏡效果。、 、，通常丄，獲得相同效果，係採用將加熱面喷砂處理之方 f 此一場合下，表面令形成砂目狀，而使自該表面之放 …、、又到=d，以致石英玻璃本身蓄熱，能量效率降低。基 於此一思義，上述砑光處理係重要事項。 又石央玻璃製容器，可由内部存在多數個微小閉氣孔 之不透明石英所構成。 基部248上，垃接丄 接續有石英玻璃製之歧管233，為了防止加

第92頁 ^ 5P b ^ 6 五、發明說明（87) 熱部件之碳的氧化，可自此一歧管2 33導入惰性氣體或氮 氣等。又，進行容器内之排氣，例如在形成1〇 t〇rr以下 之真空時，也可利用歧管23 3。 基部2 4 8之上面’設有設定後述線支持部件2 2 4之多數個 ***穴’以及供通過棒狀端子部件2 23之兩個貫通穴。 為防止熱朝碳製加熱器220之下方逃逸，基部Mg係由不 透明石英玻璃所構成。基部上面或上方，配置有由玻璃狀 碳所構成之碳製反射板2 2 5。如此，藉由在加熱部件222之 下方設置反射板2 2 5，可減少對於下方之放熱射板225 之表面’係經施以中心線平均粗糙度Ra為〇 · 1 0 m以下之鏡 面加工。 如上所述，第五群之發明，係將使用束集碳纖維而成之 石反纖維束複數支’予以編成線狀細長形狀而成之加熱部件 222，作為加熱器使用’將其以複數個線支持治具2 24彎 曲’用以將半導體晶圓般之略圓板狀體，以面内溫度分布 均一之方式加熱° 因此，如何將此加熱部件222均一地張設，係重要之要 點。 根據第五群之發明’如圖4 2所示，首先係將加熱部件 222通過所有線支持治具224之貫通孔，又將兩端^別插通 棒狀端子部件2 2 3之橫穴2 3 7之後，在一側之棒狀端子部件 22 3上以螺栓狀按壓部件228將加熱部件222加壓保持，將 另一側加熱部件22 2以適度之力拉張，一面同樣地以螺栓 狀按壓部件2 2 8作加壓保持。

第93頁 45282b

五、發明說明（88) 作為上述加熱部件22 2，宜使用灰分為10 ppm以下者。 此一場合下，可防止雜質污染，又，熱傳導小，熱容量也 小，因此可作急速之昇降溫。 上述加熱部件2 2 2係由線支持治具2 2 4所引導，在與容器 2 2 1之面平行的面上具有複數個彎曲部，作鋸齒形配置。° 加熱部件2 2 2之兩端，配置有棒狀之端子部件2 2 3，介以該 端子部件供給電力。 〇x 圖44係端子部件2 2 3之組立圖。端子部件2 2 3係由端子本 體223a ’按壓部件228，罩蓋229所構成。端子部件223， 其露出部之至少一部份，最好是露出部全部由s丨C所被 覆。如此進行Si C被覆的話，在大氣中亦可使用。 端子本體2 2 3a係為碳製，整體形成為螺栓型。端子本體 223之軸向中間附近’設有與軸直交之貫通橫穴237，自端 子本體22 3之六角狀頭部以至貫通之橫穴237，形成有供收 容按壓部件之軸向穴23 6。螺釘係鉸至軸向穴23 6之内壁。 又’端子本體223a之腳部亦有螺釘鉸至於圖44中，端子本 體2 2 3之碩部係作六角形’但只要是可以扳手等之工具旋 轉之形狀’其他形狀也可。 罗按壓部件2 28係形成為對應端子本體22 3之軸向穴23 6的 & 5型。其頭部設有左旋起子用之溝2 3 5。按壓部件2 2 8係 螺入端子本體22 3之軸向穴2 3 6，按壓***貫通孔2 0 3之加 熱部件2 2 2。如此，藉由使用按壓部件2 2 8將加熱部件2 2 2 與&子本體223a緊密地密接’可防止加熱部件223之脫落 或火花之發生。

第94頁 五、發明說明（89) 罩蓋2 2 9係形成對應端子本體2 2 3 a之腳部的螺釘之螺帽 型。 藉由在端子本體2 2 3a及罩蓋229與石英破璃表面之接觸 部夾入膨脹石墨（圖未示），可防止對於加熱器内部之空氣 洩漏或塵埃之發生。 ' 圖45(A)係圖42〜43線支持治具224之透視圖，（B)係線支 持治具之變形例斷面圖。 線支持治具2 2 4係薄壁之圓筒形，開設有供加埶部件222 通過之穴224a。線支持治具224之根部，係埋入英玻璃 容器221之設定穴内。 藉由以線支持治具224支持加熱部件222，可當保加熱名 巧2不與石英玻璃容器接觸。#此，可防 碎化， 退可防止固有電阻之變化。 線支持治具2 2 4若為薄壁之圓筒型 將對於上方之熱放射增Λ，诘丨埶…巧：狀的A , g — 减小熱谷置。熱容I #小，^ 應合變快’對於熱衝擊之應變能力強。合置右1 人線支持治具2.2 4可由透光性之透明氧化一場 度均熱性。 W ” ’因此可提高被處理物之；] 對於線支持治具224必要之 之高溫下的與碳發熱體222<又β w有在1300 °C程度 滿足此之條件者，係透光性 & ^還有非導電性能 體形成。唯若為透光性氧化4 S，，若為此材料，可以單 程度，因熱衝擊之故，線去=B’倘止圖提高急速昇溫之 、治具上有生龜裂或破損之

45282 6 五、發明說明（90) 虞。將其解決之椹、A ^ ^ ::靖成。：二 ^ ^ ΐ ^ ^ Μ ^ ^ 所構成。 '、 77係由透光性氧化鋁材料 圖4 5 ( Β)之線支梏，，Λ呈？ 4 ] 接續之構成。石炭部242上形成係供將，部242與氧化鋁管243 穴244。 供碳線發熱體222貫通之橫 例 圖40〜60係在圖42〜44之實施例 〇 j Τ她加變更而成之實施 圖46係加熱單元2 2 0之重要部 件或其與加熱部件之接續構造，物之斷面圖。棒狀端子部 40〜60之實施例在實質上共通。’、與圖之實施例，圖 加熱部件2 2 2係將複數根碳纖以下欲就特徵說明之。 用複數支編成之線狀者。作為维束集成之碳纖維束，使 長形狀，也可使用帶狀者。二~加熱部件222，若為細 度（約2 m m )之編成式者。杻…、°卩件222宜為具有某一厚 之不均一，有均熱性不佳之傾'^線，易於解開，且有溫度 —之情形’對於晶圓之均熱性=°如此，電阻也會有不均 作為上述加熱部件2 2 2，宜 低。 線。此一場合下，可防止雜用灰分在3 ppm以下之碳 也小，因此可作急速之昇降溫=染，熱傳導小，且熱容量 加熱部件2 2 2之兩端配置有 部件供給電力。 灰I端子部件2 2 3 ’介以端子

4528 2 b 五、發明說明（91) 如圖46〜48所.示’端子部件223之中間部具有突緣223a。 此突緣223a之一側具有陽螺紋部223b，另一側形成有軸向 穴2 2 3 c及橫向穴22 3d。在將線之加熱部件22 2***端子部 件223之橫向穴223d後’將碳製螺栓狀按壓部件228螺入端 子部件223之軸向穴223c内，將線222固定於端子部件223。 氧化鋁玻璃之環2 6 3係自線之加熱部件2 2 2向下方離開， 接於端子部件2 2 3之突緣223 a配置。藉此而謀求由玻璃狀 碳所構成之碳製反射板2 2 5與碳製端子部件223之電絕緣。 基部248之上側設有上述端子部件223之突緣2 23a，基部 2^8之丁側設定有碳與碳纖維之複合材料（C/C)所作成之彈 菁-塾圏2 6 5。藉由將螺帽2 6 6螺入端子本體2 2 3之陽螺紋部 223b ’使端子部件223固定於基部248。 人附加端子2 67係以其軸向穴2 67b中所形成之陰螺紋部螺 合於端子部件2 2 3之陽螺紋部2 2 3 b而固定。 =製附加端子2 6 7中，螺入有螺栓狀之按壓部件268。附 ^而子267，其露出部之至少一部份，宜全部由ye所被 先士此’若實施SiC被覆’在大氣中也可使用。 ^ 尚子267之軸向中間附近，設有與軸直交之貫通橫 :…:壓之—端部…^ 牛268之軸向穴2 67b。軸向穴267之内壁上有螺 =狀附加端子267之他端部也有螺釘鉸至。 之=件2以係形成為對應於附加端子267之軸向穴2 6 7b 267Ί I 。按壓部件2 68係螺入附加蠕子267之軸向穴 内***橫穴2 6 7 a之線狀碳所構成的端子線2 7 〇按

452826 五、發明說明（92) 壓°如此’ a藉由使用按壓部件2 6 8將由線狀碳所構成之端 子線27 0緊在地密接於附加端子267，可防止線狀碳所構成 之端子線兮〇的脫落及火花之發生。 由線狀峡所構成之端子線2 70係將由複數根碳纖維所束 集成之碳，維束’取複數支（例如20支）編成者。 由線狀碳所構成之端子線270的他端，又固定於其他之 附加端子272 °此—附加端子272之上端形成有軸向穴 272a ’該處刻設有陰螺紋，以貫通穴272a底之方式，有橫 向八2 7 2b形成於附加端子27 2。由線狀碳所構成之 ^ ^ ^ ^ ^273

°八272a *將線狀碳所構成之端子線2 7〇固定於 附加端子。 υ u疋R 附力而子2 7 2之下端部形成有陽螺纹7 2 c。 入螺帽2 74，使今麗斯綠9 7 R + 山 牧通處螺 ^金屬配線275之一柒固定於附加端子272。 此金屬配線2 75之他端係接續於電源（圖未示）。 J常2亡述螺帽26 6上接續金屬配線275 ’但在此-場 。下伴心者碳製端子本體2 2 3之發熱，金屬配線合 :劣：，❻特別是藉由設置以線狀碳㈣ 曰： 造，可解決此種問題。 千戍才再 圖48-49係圖46端子部件23之具體例。 圖5 〇 - 5 1係圖4 6附加端子6 7之具體例。 圖5 1 - 5 3係圖4 6按壓部件2 8之具體例。 圖5 4 — 5 5係圖4 6按壓部件6 8之具體例。 圖56-57係圖46附加端子72之具體例。

8 ^ ^ 五、發明說明（93) 圖58-59係圖46螺帽74之具體例。 、、本支持…具2 2 4中’開設有薄壁圓筒型之供加熱部件2 2 3 通過之穴。線支持治具2 24之根部，係埋入石英 221之設定穴内。 ^ 15 藉由以線支持部件224支持加熱部件，可保加熱部件222 不接觸石英玻璃容器。如此，可確實地防碳製加熱部件之 石夕化’防止固有電阻之變化。 藉由將線支持治具224形成為薄壁圓筒形，即管狀，可 使對於上方之熱放射增大，減小熱容量。熱容量若小，熱 應答變快，對於熱衝擊之抵抗性強。 線支持治具2 2 4可由透光性之透明氧化鋁形成。此一場 合下’因來自透明部之熱的輻射增多之故，可使被處理物 之溫度均熱性提高。 第五群發明中，棒狀端子部件2 2 3之長度方向形成有螺 栓狀按壓部件228***用之略圓筒形穴223c，且形成有至 少貫通該穴223c之略圓形橫穴223d，橫六223d中***有加 熱部件’穴中旋轉***有至少具有可達橫穴223d下部之長 度的螺栓狀按壓部件2 2 8 ;此時，較佳的是，如圖6 0 ( A )所 示’螺栓狀按壓部件2 2 8***用略圓筒狀穴223c之徑較略 圓筒狀橫穴2 2 3d之徑為大，如圊6 0 ( B)所示，***橫穴 2 2 3 d之加熱部件’由該螺栓狀按壓部件2 2 8所加壓變形成 扁平以達於穴22 3d之底部。 如圖6 0所示，若企圖將加熱部件2 2 2直接以螺栓狀按壓 部件2 2 8扁平變形保持時，在將螺栓狀按壓部件2 2 8旋轉掠

第99頁 五、發明說明（94) 入之際，構成加熱部件2 2 2之碳纖維會有少許斷裂，如此 會有保持強度降低之虞，但是，若在螺栓狀加壓部件2 2 8 與加熱部件2 2 2之間介在以膨脹石墨片（圖未示），可避免 此種不良情形。 又，第五群發明之碳製加熱器，不只是上述態樣，還可 例如適用於配置於圖6 1所示之半導體晶圓下方作熱處理之 所謂冷壁式半導體製造裝置。 又，第五群發明不受上述實施例之限制。例如，碳製加 熱器不限於圓筒形，也可為六角形或矩形等。又，碳製加 熱器中之加熱部件的配置，可為旋渦狀或其他形狀。 第五群發明中，藉由將特別是作為半導體製造裝置用有 效之碳製加熱器，形成為將由複數根碳纖維束集成之碳纖 維束使用複數支編成細長形狀之加熱部件，以複數支棒狀 端子部件及線支持治具，以非接觸之方式支持封入於平板 狀容器内之構成，可降低發熱體之發熱不均一，提高均熱 性。又，還可作急速昇降溫。 又，本碳製加熱器可形成簡易構造，謀求低成本化，再 者，藉由其詳細構造，材質之選擇，可解決本碳製加熱器 特有之諸問題，可提高該單元之耐用壽命。 第六群之發明 第六群發明之目的在提供均熱性及可撓性優異，可作急 速降溫，且可以低成本製造之例如半導體製造裝置用碳製 加熱器。 第六群發明之碳製加熱器，係在兩端配置氧化鋁製線支

第100頁 2 6

五、發明說明（95)

待部’將束集碳纖維而成之破纖維束使用複數支編成線形 而成之碳線’作為加熱體使用’將此—碳線在兩線支持部 間往復張設，整體上形成筒形之加熱空間，以此為其特 ^ ° ' 線支持部之使用氧化銘製’是因為上述加熱部件在高溫 (例如1 3 00。(：以下）下與石英玻璃或金屬接觸，會有反應引 ^強度劣化。即使是氧化鋁製之支持部件，為了防止加熱 #件之劣化，宜使用高純度之氧化鋁材料。 特別重要的是將鐵雜質設成低濃度。亦 支持部之鐵雜質濃度，宜在1 0 0 ppm以下 的遭度係1 〇 p p m以下。 即，氧化鋁製線 鐵雜質之更好 經由***引導加熱部 可在線支持部上設置多數個*** 件。 馬蹄形，橢圓形般之平板所構 線支持部可為由環形 成。 一群發明中所述。 適當地用作為半導體製造 加熱部件之較佳形態，係如第 第六群發明之碳製加熱器， 用縱型爐之碳製加熱器。 以下例。 茲佐以圖62〜69 °兒明第六群發明之較佳實施 圖62係第六群發明之特別適 有效之碳製加熱器的實施例之 熱器之部份擴大透視圖。 於作為半導體熱處理裝置用 通視圖。圖6 3係圖6 2碳製加 碳製加熱器31 〇 係以配置於 頂部及底部之線支持部 件

452B2- 五、 31 框 線 間 作 之 部 列 持 形 又 等 難 英 數 用 發明說明（96) --- ^、將該線支持部件3 1 1連結之8支縱框部件3丨3 ,及將縱 f件3 1 3相互連結之橫框部件3丨4為框架。頂部與底部之 支持部件3 1 1之間，作為加熱體之加熱部件3丨5 — 隔平行張架。 根據此一實施例，加熱部件31 5係在兩線支持部Μ】之 圓=形配置。本碳製加熱器31Q之内㈣， 日 加熱空間316 。 月凹』狀 支持部件311係氧化紹t，成環型之平 们u之内周的部份，“穴312係隔以一定狀間隔=寺— 。加熱部件31 5係通過此貫通穴31 2作方 部件311間往復張架。 轉換在兩支 支持部件311之形狀不限於 ，吝自带望夕讲仙 + J碎馬蹄形，橢圓 夕角形4之形狀。支持部件3丨丨可分割 ，貝通穴3 1 2不只可為—列，也可配置 縱框部件313與橫框邹件314，？由玻㈤狀。 形成。 哭圾碉奴，金屬 框部件313、314原本可為氧化紹製， 價之故’可由前述之材料形成，其中最困 玻璃。 τ 取好的是石 加熱部件315，為電阻調蚊 支取出形成分割迴路。ι 在延中將電極作複 加熱部件3 1 5係將複赵 複數支編成線形而成者碳纖維束集成之碳纖維束，使 加熱部件3 1 5之含有雜皙θ 貝$，以灰分計為10 ppm以下，

第102頁 46232 6 五、發明說明（97) ' ----- ppm 時，易於弓j 更好士5 PPm以下，當該含有雜質超過1 起異常發熱。 此由不=衩，維所構成之加熱部件易於引起異常發熱，因 在石英^在^化氣氛下使用。故而，本竣製加熱器31 0宜 写3 1 #璃谷器或金屬圓頂物内使用。是以，本碳製加哉 力度宜薄，形成小型之構成。 '' 理由^ 4件’ 1 0 00 °C下之電阻值宜設為卜20 Ω/m .條。其 止之ί厭Γ般之半導體用加熱裝置令’有必要配合迄今為 〜I楗态容量。 的：3 =在圓周方向捲繞之配線方式，支持線之玻填 式。、變侍複雜。因此，上述實施例中’採用往復配線方 $圖62中所示之碳製加熱器3丨〇以上下兩個 加熱空間的話，可控制電力功率將溫度控制作= 細縱之 .P 也可在加熱部件315與石英玻璃製框部件313 ’314 二配置玻璃狀碳製反射板。藉由設置此種反射板，可 所部件之熱效率，將框部件313、314附近之熱逃逸 叮k成的溫度不均一現象抑制之。 門如f 66所巾’有利的是’在加熱部件315與支持部件311 Γ二Ϊ碳製小片31?。藉由配置該碳製小片3”，可減少 持部：3;Γ。5與支持部件311之接觸部份，防止熱衝擊及支

圖64係第六群發明之其他實施例Q

第103頁 452826 五、發明說明（98) 此一實施例中，支持加熱部件3 2 5之支持部件3 2 1，係安 裝於筒狀容器3 2 9。 支持部件3 2 1係分割成複數片，整體配置成環狀。也可 不將支持部件3 2 1分割，而將筒狀容器3 2 9作縱向二分割。 筒狀容器3 2 9係作二重管形狀，圖中内管省略，又，上 下之蓋子與排管系也省略。 可使用排管系在容器内導入非氧化性氣體’或將容器内 減壓至例如2 0 0 t 〇 r r以下。 筒狀谷為329在上部及下部具有環狀之設定部，於該處 保持支持部件32 1。設定部與支持部件32 }之間，配置有複 數個如圊65所示之碳製彈簧墊圈328，將支持部件321固 定。 圖6 7係第六群發明之其他實施例。 此碳‘加熱器3 3 0之整體構成’係與圖6 4實施例相同。 本實施例中’線支持部3 3 1之***稍大，其中***有透光 性氧化鋁銷3 5 1。 透光性氧化鋁銷351，其至少線狀加熱部件33 5通過之内 壁3 5 2由透光性氧化鋁構成。銷3 5 1之高度係與線支持部 3 3 1之壁厚相同，或其以上。銷3 5 1係如圖6 8 ( A)〜（c )所 示’可形成各種形狀。

藉由使用銷351，可防止石英製線支持部"I與加熱 3 3 5之尚溫時之反應D 銷351之頭部，可配置如圖68(A)所示之碳製環狀部件 3 5 3。碳製環狀部件353，可防止急速昇降溫時銷35ι之裂

d 52 8 2 G 五、發明說明（99) 開。 圖6 8 ( B)所示之碳製環狀部件3 5 5，其環上形成有缺口 3 5 6。此缺口 3 5 6具有可供線通過之寬。在環狀部件3 5 5劣 化之場合，可利用缺口 3 5 6只更換環狀部件3 5 5。又，缺口 3 5 6對於耐熱衝擊性之提高亦有效果。 圖6 7下側之支持部3 3 1的左端***3 3 2 a，具有缺口部 332b，缺口 332b具有可供加熱部件335通過之寬。如此， 在支持部331上設置缺口部3 3 2b之場合，所有之銷351在通 過線3 3 5後，可將一個一個之銷3 5 1依序設定於支持部3 3 1 之***3 3 2，因此，單元之組立可簡略化。 圖6 9係又一實施例。 此一碳製加熱器34 0，其筒狀容器3 4 9之外側配置有線支 持部3 4 1，容器3 4 9之外側張架有加熱部件3 4 5。 此一實施例中，因容器内之加熱空間3 4 6内無加熱部件 345之故，更可作在清淨氣氛下之加熱。 第六群發明之特別作為半導體熱處理裝置用有效之加熱 單元，均熱性及可撓性均屬優異，可作急速昇降溫，可自 由地作形狀設計。 又，第六群發明不受上述實施例之限制。例如，支持部 件上可形成溝或突起而不形成穴，以此也可將線引導。

第105頁

Claims (1)

1. A62B26 々、申請專利範圍 1. 種碳‘加熱益’具有：將複數根直徑為5 ~ 1 5仁m之碳 纖維束集成的破纖維束，使用複數支予以編成如線形或帶 形般之縱長开> 狀’將其所含之雜質量，以灰分計設在1 〇 ppm以下而成之加熱部件（丨1、i n、；[ 2 1. . . ；! 6 i、2 1 2、 222 '315 、 325‘.，345 、 411 、 515 、 612)者。 2 ·如申請專利範圍第1項之碳製加熱器，其中該加熱部 件（11、111、1 2 1、. . . 1 6 1、2 2 2、4 1 1 ' 51 5、6 1 2 )，係以 —條或複數條並列地封入石英玻璃製密封形部件（1 2、 136 、 146 、 156 、 221 、 412 、 144 、 511 、 512 、 602)内者。 3 ·如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該密封形 部件（136、146、156)為選自二重管形狀（136)、直管形狀 (1 4 6 )、環形狀（1 5 6 )之形狀，且係組合複數個形成一定形 狀之加熱區域者。 4 如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該石英玻 璃製密封形部件（1 3 6、1 4 6、1 5 6、2 2 1、41 2、4 1 4、511、 5 1 2、6 0 2 )内所形成之空間中，係流入氮、氩、或惰性氣 體者。 5.如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該石英製 密封形部件（136、146、156、221、412、414 '511、 5 1 2、6 0 2 )内所形成之空間’係設成2 〇 t 〇 r r以下之真空 表。 6 ·如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該加熱部 件（Π )係密封於板狀石英破璃支持體（丨2 )内，上述加熱部 件（1 1 )之周邊部以外的石英玻璃支持體（1 2 ),係實質上一

   第106頁 六 、申請專利範圍 體化者。 7·如申請專利範圍第6項 螭支持體（1 2 )係將複數片石4反衣加熱器，其中該石英玻 之各接合面全部炼接—體化' 破墙板（12a〜12h、32a〜32e) 之接合面上形成有配線用n，至少在—片石英玻璃板 熱部件（11 )者。 '4 )、於該溝内配置有上述加 8.如申請專利範圍第6項之 璃支持體（12) 灭衣加熱器，其中該石英玻 了瓶係由兩片石英姑琏焚,10 101_、 成，在至少一片石英玻璃柄、璃s(12a、12b)熔接而 配線用ί冓，不纟上述^ 接合面上$成有-定深度之 同者。 又之各石英玻璃板的厚度係大致相 12b) ^ ^ 由厚度不同之兩片石英玻璃板（12a ’ 1 一而成’至少-片石英玻璃板之接…，形成有 Π 己線Λ溝，不含上述深度部份之-側石英板 、旱又’係為另一側石英板（1 2b )厚度之1 / 2以下 者。 n 1如申巧專利範圍第6項之碳製加熱器，其中該配線用 / ’與其長度方向垂直之斷面形狀的至少下方側 (I4d)具有^曲形狀’且經砑光處理者。 1^如申巧專利範圍第丨〇項之碳製加熱器，其中該配線 / 14)内t部’係於減壓或非氧化性氣體氣氛下接合者。 1 Μ 如申凊專利範圍第6項之碳製加熱器，其中該配線用 ' 之與其長度方向垂直的斷面形狀，整體上係形成

   第107頁 <52826 六、申請專利範圍 F凸」字狀者。 13. 如申請專利範圍第12項之碳製加熱器，其中該第一 石英玻璃板（3 2a)上形成有配線用溝（ 上形成有與配線用溝(14a)成對之狹上用；板 或貫通槽’第—、第二石英破填板（咖、32b)係以 :=14v14b=向之方式接合，藉由將第二石英玻璃板 (/2b)之表面研磨或研削而將***用溝（i4b)或貫通槽之底 二除叩將其作為***用窗露出，並藉由自該處將碳製發 ^⑴）壓人第-石英玻_(32a)之配線用溝（Ha)内: 將第三石英玻璃管（32c)與研磨面或研削面（33)對合， ，將二片=英玻璃板（32a〜32c)熔接，並將溝（Μ)以外 ::二面實質上一體化’而將上述配線用溝。。形 其長度方向垂直之斷面形狀整體上為「凸」字狀者，馮與 14. 如中請專利範圍第6項之碳製加熱器」，其中該: 璃支持體（12)具有不透明石英玻璃層（12e)者。 、坡 lj，如申請專利範圍第7項之碳製加熱器，其 石央玻璃扳（12c〜12e)中，一片（12e)係不透明石=片 (1 2 e )者。 、破螭板 1 6.如申凊專利範圍第6項之碳製加熱器’立 件⑴:及至少片面為鏡面之碳製反射板(⑸7係;;二熱部 之，央玻璃支持體（丨2)，上述加熱部件（丨丨）與上述|狀 射：(二周邊部以外之石英玻璃支持體⑴），係：反 一體化者。 μ買上 1'如申請專利範圍第16項之碳製加熱器，其中係使用

   第108頁 4 52 8 2 6 六、申請專利範圍 -- 二片石英玻璃板（12c〜12e) ’在任一石英破璃板（12c一l2e) 之兩個接合面上所設之配線用溝（1 4 )與反射板設定沉孔 (16)中’分別配置有加熱部件（11)及至少片面為鏡^之碳 製反射板（15)，各石英玻璃板（12c〜12e)之接合部係經溶 接而一體化者。 18.如申請專利範圍第6項之碳製加熱器，其中該整體為 板狀之石英玻璃支持體（22)中’封入有至少片面為鏡面之 破製反射板（1 5 )’且碳製反射板（1 5 )之周邊部以外的石英 玻璃支持體（22)在實質上一體化之反射板，係鄰接配置於 上述石英玻璃支持體者。 1 9 ·如申請專利範圍第2、6、7或1 6項中任一項之碳製加 熱器，其中該板狀石英玻璃支持體（12、136、146、156、 221、412、414、511、512、6 02 )之至少一個外表面上， 形成有斷面為半圓狀或梯形之凸部（13a、13b)，該外表面 係經砑光處理者。 2 0.如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該密閉形 部件係由具有配線用溝（4 1 3 )之石英板製設定部件（41 2 )及 石英玻璃製蓋部件（4 1 4)所構成，上述配線溝中設置有上 述加熱部件者。 2 1.如申請專利範圍第2 〇頊之碳製加熱器，其中該設定 部件（412)及蓋部件（414)之任一者或雙方之外周部形成有 防火堤（4 3 4 )’此—防火堤以外之對向面係隔以0. 2〜;ί · 〇 mni之間隔配置，兩部件係以石英玻璃之堆積法一體化者° 2 2.如申請專利範圍第2 1項之碳製加熱器，其中該加熱

   第109頁 452826

   部件（4 1 1、 接續有金屬電兩極H置有碳末端(416)，該碳末蠕(416)上 部份，被ί有石該金屬€極(417)之偏碳末端側的 改復有石央玻璃管（418)者。 其中該封入 由被覆於電極 其中該配線 2 3 ,如申请專利範圍第2 2項之碳製加熱器 2加熱部件之空間内導入有非氧化性氣體 417)之石英玻璃管（418)排出氣體者。 用專利範圍第2°項之礙製加熱器，…配線 之燒“置有氧化鋁粉(415)，藉由氧化鋁粉(415) 之&、，·α胆支持發熱體（41 1 )者。 2 5.如申請專利範圍第6項之碳製加熱器，盆 件⑴、叩、m)或加熱部件之端子部，係相=力敎部;; (11)所形成之加熱面（13、531)實質上垂直地被引出者。 2 6.如申請專利範圍第25項之碳製加熱器，其中該加熱 部件（5 15)之兩端係突出於加熱面（531)之相反側，°突出"之 加熱部件係由抵接於石英玻璃支持板之石英玻璃 列之複數或至少端部作複數分割之線狀碳所固定1上述石 英玻璃筒上係被覆有石英玻璃管，將上述密閉形部件密封 者。 2 7.如申請專利範圍第2 6項之碳製加熱器，其中該線狀 碳（613)之他端側，係與形成有中空部（ 649 )且内側具有忠 部件（6 3 5 )之第二線狀碳接續部件，由該怎部件（6 3 5 )之按 壓而接續，且由利用分割型芯（6 4 7 )之金屬線接續部件 ( 645 )，接續金屬製内接線（641 )，而兩接續部件係由位於 中間之端子部本體（ 642 )所接續者。

   第110頁

   4528 2 六'申請專利範圍 开2j.如申請專利範圍第27項之碳製加熱器，其中該分割 型3( 64 7 )之外側形成有傾斜面（ 647b)，端子部本體（6 42) t形成有與傾斜面（ 647b)卡合之傾斜部（ 642b)，以形成於 分割型芯之支持部（ 647a)夹入金屬製之内接線（64i )，在 予按壓下接續於端子部本體（6 4 2 )者。 2 9 如申請專利範圍第2 8項之碳製加熱器，其中該密封 形部件内’加熱部件（5 1 5 )係線對稱狀地配置，其對稱軸 上形成有導入.排出口（518)，在容器（511、512)熔接 時’自氣體導入，排出口（ 5 1 8)導入非氧化性氣體，在容 器（511 、512)封著時，係自氣體導入.排出口（5i8)進行 排氣者。 3 0.如申請專利範圍第2 5項之碳製加熱器，其中該由碳 線所構成之加熱部件（1 1、6 1 2 )及線狀碳（6 1 3 )，係由配列 於石英玻璃筒内之複數或至少端部作複數分割之線狀碳所 固定，上述線狀碳（6 1 3 )與電源側之金屬製内接線（64〗）， 係由第二端子裝置（6 4 0 )所接續；該第二端子裝置（6 4 〇 )備 有：用以接續複數或端部作複數分割之線狀碳（6 1 3 )之第二 線狀碳接續部件（6 4 3 )、利用分割型芯（6 4 7)接續金屬製内 接線（6 4 1 )之金屬線接續部件（6 4 5 )、及用以將第二線狀碳 接續部件（6 4 3 )與金屬線接續部件（6 4 5 )接續之端子部本體 ( 642 );上述兩個接續部件（643、64 5 )係與端子部本體 (6 4 2 )之一端側及他端侧接續者。 3 1.如申請專利範圍第3 〇項之碳製加熱器，其中該加熱 部件（6 1 2 )，係與内部配列有複數或至少端部作複數分割

   第111頁 4528 2 6 六、申請專利範圍 的線狀碳之石英玻璃筒及第二端子裝置（611、640)，封入 石英玻璃管（ 6 0 3 )内者。 3 2_如申請專利範圍第3丨項之碳製加熱器，其中具有該 石英玻璃管（6 0 3 )之内側所配置的金屬製内接線（6 4 1)與電 源側的外接線（6 5 3 )，係介以Mo箔（6 5 5 )接續，而Mo箔 (6 5 5 )係由石英玻璃製壓封密封部（6 5 6 )所封著之第三端子 裝置者。 3 3 如申請專利範圍第2 5項之碳製加熱器，其中該加熱 部件（5 1 5)之兩端接續有端子部件（5 2 1 )，其係突出於加熱 面（531 )之相反側’又，該端子部件（521 )上被覆有石英玻 璃管（5 1 3 )’將石英玻璃部件（5 1 1、5 1 2 )密封者。 3 4.如申請專利範圍第3 3項之碳製加熱器，其中該石英 玻璃管（513)之自由端側配置有端子部本體（523)，上述端 子部件（521)與端子部本體（ 5 2 3 )係由複數支或至少端部可 作複數分割之線狀碳（5 2 2 )所接續者。 3 5.如申§青專利範圍第3 4項之碳製加熱器，其中該密閉 形部件内，加熱部件（51 5)係線對稱狀地配置，其對稱軸 上形成有導入·排出口（518) ’在容器（511、512)熔接 時，自氣體導入·排出口（ 5 1 8 )導入非氧化性氣體，在容 器（511、512)封著日丁 ’係自氣體導入.排出口（518)進行 排氣者。 3 6.如申請專利範圍第33項之碳製加熱器，其中該由碳 線所構成之加熱部件（61 2)與線狀碳（61 3)係由第一端子裝 置（611)所接續，上述線狀碳（613)與電源側之金屬製内接

   4 52 8 2 6 六、申請專利範圍 線（641 )係由第二端子裝置（64〇)所接續；該第一端子裝置 (61 1 )備有端子部件（61丨），其一端側形成之加熱部件接續 部（614)上接續有加熱部件（612),其又具有供接續複數或 端部作複數分割之線狀碳（δ丨3 )的第一線狀碳接續部件 (6 1 *6 )，而其端子部件（6丨丨）他端側上係接續有第一線狀碳 接續部件（6 1 6 )，該第—線狀碳接續部件（6丨6 )係形成為中 空，内側配置有芯部件（635 )，分割之線狀碳（613&)係_'由 芯部件（ 6 3 5 )按壓接續；上述第二端子裝置（64〇)備有：用 以接續複數或端部作複數分割之線狀碳（6丨3)之第二線狀 碳接續部件（ 643 )，利用分割型芯（6 47)接續金屬製内接線 (641)之金屬線接續部件（645 )、及用以將第二線狀碳接續 部件（ 643 )與金屬線接續部件（64 5 )接續之端子部本體々 ( 642 );上述兩個接續部件（643、64 5 )係與端子部本體 (6 4 2 )之一端側及他端側接續者。 37‘如申請專利範圍第36項之碳製加熱器，其中該加熱 部件（612)與上述第一及第二端子裝置（611、64〇)^^ 石英玻璃管（ 6 0 3 )内，此外又具有配置於石英玻璃^(6〇3) 内側之金屬製内接線與電源側外接線（653 )介以心箔⑼55) 接續，而Mo箔（ 6 55 )係藉由石英玻璃製壓封部（656f所封著 3 8.如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該封入有 上述加熱部件之密閉形部件’係石英玻璃製^氧^銘巧 板狀容器者。 3 9.如申請專利範圍第3 8項之碳製加熱器，其中該加熱

   第113頁 45282c 六、申請專利範圍' 部件（ 2 2 2 )係由複數個端子部件及線支持治具（224)以 觸方式支持封入於上述平板狀容器（221)内者。 4 〇，如申請專利範圍第3 9項之碳製加熱.器，其中該端子 告[S 4牛之^ J . i :又万向形成有螺栓***用略圓筒形穴部，且形成 σ i f貫通該穴部之略圓筒狀橫穴，該橫穴中***有上述 t…、σ卩件’遠穴部中係可供具有至少達於該橫穴下端之長 度的螺栓旋肖***纟。 卜％之长 接、，Λ 申咕專利範圍第3 9項之碳製加熱器，其中該線支 二^具（224)係由透光性氧化鋁單體或高純度碳與透光性 軋化鋁之組立部件所構成者。 4^.如申請專利範圍第41項之碳製加熱器，其中該組立 之〃加熱部件相接之部份係由高純度碳材料所構成， j組立部件之配置接續於平板狀容器（22丨）之部份，係 由透光性氧化鋁材料所構成。 单4/ 如^申^專利範圍第3 2或3 7項之碳製加熱器，其中該 Π ^反犬it二之發熱面上，形成有斷面半圓狀或梯形之凸部 C a ' 1 3b)，此一表面係經砑光處理者。 44,如申請專利範圍第2項之碳製加熱器，其中該封入有 上述加熱部件之密閉形部件，係彎曲形者。 石：二其中該板狀 熱部件(⑴之周邊部以外部件⑴），而該加 反： 係在具有-定形狀、•面之碳製 )與和其成對之碳製上模(42)間受壓而將板狀之破

   第114頁 六、申請專利範圍 製加熱器彎曲成一定形狀者。 4 6.如申請專利範圍第4 5項之碳製加熱器，其中該碳製-上模、下模（41、42)具有半圓形之斷面形狀，形成實質上 半圓筒形之碳製加熱器者。 47.如申請專利範圍第45項之碳製加熱器，其中該板狀 石英玻璃支持體（12)中，封入有與上述加熱部件（11)為獨 立之至少一面為鏡面之碳製反射板者。

   第115頁