(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-28
(45)【発行日】2022-10-06
(54)【発明の名称】熱処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/22 20060101AFI20220929BHJP
F27B 17/00 20060101ALI20220929BHJP
F27D 3/06 20060101ALI20220929BHJP
F27D 7/06 20060101ALI20220929BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
H01L21/22 501D
F27B17/00 D
F27D3/06 A
F27D7/06 B
H01L21/22 501B
H01L21/68 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021095407
(22)【出願日】2021-06-07
(62)【分割の表示】P 2020044013の分割
【原出願日】2016-03-31
(65)【公開番号】P2021143822
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2021-06-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000167200
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトサーモシステム
(74)【代理人】
【識別番号】110000970
【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森本 篤史
(72)【発明者】
【氏名】池田 真一
(72)【発明者】
【氏名】小窪 正範
【審査官】桑原 清
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５１－０９６３６３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０４－０１８２９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭５８－２１２１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－００７１２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０５２１６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０７３２３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／２２
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｆ２７Ｄ ３／０６
Ｆ２７Ｂ １７／００
Ｆ２７Ｄ ７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口端部を有する熱処理チューブと、先端にワークが載置されるカンチレバー部を備え、前記ワークを前記開口端部を通じて
熱処理チューブの内側へ搬入して所定位置に配置するためのカンチレバーローダと、を備
え、
前記カンチレバーローダは、
前記カンチレバー部が熱処理チューブの外側から内側に向かう方向に貫通し、
前記ワークを所定位置に配置した時に前記開口端部を閉じる蓋部と、
前記蓋部に対して、熱処理チューブの長手方向の外側に向かう方向に所定距離離間して
、設けられ、前記長手方向に対して径方向に伸びる部分を有する鍔部と、
前記鍔部に対して前記長手方向の外側で、
前記長手方向に対する径方向に伸びる第１のシール部材と、前記第１のシール部材に対
する長手方向の外側で、径方向に伸びる第１の板状部材と、を備え、
前記第１のシール部材が、前記鍔部と前記第１の板状部材との間に保持される、熱処理
装置。
【請求項2】
前記第１のシール部材に対する前記長手方向の外側で、前記長手方向に対する径方向に伸びる第２のシール部材と、
前記第２のシール部材に対する前記長手方向の内側で、径方向に伸びる第２の板状部材
と、
前記第２のシール部材に対する前記長手方向の外側に設けられた、第１の結合板と、を
さらに備え、
前記第２のシール部材が、前記第２の板状部材と前記第１の結合板との間に保持される
、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項3】
前記第２のシール部材に対する前記長手方向の外側で、長手方向に対する径方向に伸びる第３のシール部材と、
前記第３のシール部材に対する前記長手方向の内側に設けられた第２の結合板と、
前記第３のシール部材に対する前記長手方向の外側で、径方向に伸びる第３の板状部材
と、をさらに備え、
前記第３のシール部材が、前記第３の板状部材と前記第２の結合板との間に保持される
、請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項4】
前記第２の板状部材が前記第１の板状部材と同一部材により構成される、請求項２または３に記載の熱処理装置。
【請求項5】
前記長手方向における蓋部と鍔部との間に、断熱材が設けられた請求項１～４のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項6】
第２のシール機構をさらに備える、請求項１～５のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項7】
第３の板状部材を介して、前記カンチレバーローダの前記長手方向の所定位置と第１の板状部材とを連結する支持機構と、
第１の板状部材を所定の姿勢で維持する保持機構と、
支持機構と保持機構は、第１の結合板と第２の結合板の間にカンチレバー部の周囲に設
けられた、請求項１～６のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項8】
前記カンチレバーローダの前記長手方向の所定位置と前記鍔部との間に設けられた第１連結部と第２連結部と、を備え、
前記支持機構は、前記第１連結部と前記第２連結部間に設けられた水平部材で構成され
、
前記保持機構は、圧縮バネ機構と引張りバネ機構とを含む、請求項７記載の熱処理装置
。
【請求項9】
前記カンチレバー部の周囲において、前記支持機構は、前記カンチレバー部より低い位置に設けられ、前記保持機構は前記支持機構より高い位置に設けられている、請求項７又
は８に記載の熱処理装置。
【請求項10】
前記引張りバネ機構は前記圧縮バネ機構より高い位置に設けられている、請求項８に記載の熱処理装置。
【請求項11】
前記鍔部に対して前記長手方向の外側で、前記長手方向に沿って設けられる可撓性部材をさらに備え、前記可撓性部材は、前記第１連結部と前記第２連結部との間に設けた、請
求項８または１０の何れかに記載の熱処理装置。
【請求項12】
前記蓋部は、石英で構成されている請求項１～１１の何れかに記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱炉を備えた熱処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
熱処理装置には、横型の加熱炉である熱処理チューブと、カンチレバーローダとを備えたものが存在する（例えば、特許文献１参照）。カンチレバーローダは、熱処理チューブ内へワークを搬送すると共に、熱処理チューブ内の所定位置にワークを配置することを可能ならしめる。一般的に、カンチレバーローダには、ワークが載置される先端部を有するカンチレバー部と、熱処理チューブへのカンチレバー部の挿入を可能ならしめるローダ部と、所定位置へのワークの配置時に熱処理チューブの開口端部を閉じるドア部とが含まれている。
【0003】
ローダ部は、カンチレバー部を支持する支持台と、支持台の移動経路を規定するガイドレールとから構成されている。そして、ドア部には貫通孔が設けられており、この貫通孔にカンチレバー部が通された状態で、ドア部は支持台に取り付けられている。又、ドア部は、カンチレバー部の長手方向（搬送方向）において、支持台よりも熱処理チューブ側に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平０５－２９１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記熱処理装置においては、熱処理チューブの開口端部がドア部で閉じられていたとしても、ドア部に設けられている貫通孔に生じるカンチレバー部との隙間や、熱処理チューブとドア部との接合面間に生じる隙間等を通じて、熱処理チューブ内で使用される雰囲気ガスが漏洩する虞があった。しかし、この様な雰囲気ガスの漏洩を防止することは、従来は困難であった。なぜなら、上記隙間が生じる箇所は、熱処理チューブから伝達される熱の影響を強く受ける箇所であり、上記隙間を塞ぐ手段としてシール材を使用した場合、シール材が著しく劣化してしまうからである。このため、上記熱処理装置においては、その使用条件（雰囲気ガスの種類や設置場所等）が、雰囲気ガスの漏洩を許容するものに制限されていた。
【0006】
そこで本発明の目的は、熱処理チューブとカンチレバーローダとを備えた熱処理装置において、熱処理チューブからの雰囲気ガスの漏洩を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る熱処理装置は、開口端部を有する熱処理チューブと、カンチレバーローダとを備える。カンチレバーローダは、開口端部を通じて熱処理チューブ内へワークを搬送すると共に、熱処理チューブ内の所定位置にワークを配置することを可能ならしめる。
【0008】
具体的には、カンチレバーローダは、カンチレバー部と、ローダ部と、ドア部と、第１シール機構とを含む。カンチレバー部は、ワークが載置される先端部を有している。ローダ部は、カンチレバー部を支持すると共に、熱処理チューブへのカンチレバー部の挿入を可能ならしめる。ドア部は、所定位置へのワークの配置時に熱処理チューブの開口端部を閉じる。ドア部には貫通孔が設けられており、ドア部は、貫通孔にカンチレバー部が通された状態でローダ部に支持されている。第１シール機構は、カンチレバー部のうちのドア部から外側へ突き出た部分全体を覆うカバー部と、カバー部の端部をドア部に連結固定させる連結機構と、連結機構に設けられたシール材とを有する。
【0009】
上記熱処理装置によれば、ドア部に設けられている貫通孔（具体的には、カンチレバー部との隙間）を通じて熱処理チューブ内の雰囲気ガスが流れ出たとしても、流出した雰囲気ガスの拡散がカバー部により阻止される。又、カバー部内の雰囲気ガスが連結機構を通じて外部へ漏洩することが、連結機構に設けられたシール材により防止される。よって、貫通孔を通じて熱処理チューブから流出した雰囲気ガスはカバー部内に留められる。
【0010】
上記熱処理装置の具体的な構成において、ドア部は、開口端部を閉じる蓋部と、蓋部の外面に設けられた筒部と、筒部の外周面に設けられた鍔部とを有する。蓋部には、貫通孔の一部を構成する開口が形成されており、貫通孔の残りの部分が、筒部の内周面により構成されている。又、鍔部は、蓋部との間に所定の距離を空けて配されている。そして、連結機構は、カバー部の端部を鍔部に連結固定させている。この様に蓋部から離れて鍔部が配されることにより、鍔部に固定された連結機構は、熱処理チューブからの熱の影響を受け難くなる。よって、上記構成によれば、連結機構にシール材を設けることが可能になる。
【0011】
より具体的な構成において、第１シール機構は、前記蓋部と前記鍔部との間に介在した断熱材を更に有する。この構成によれば、ドア部を通じて外部へ伝達された熱の更なる伝達が抑制される。即ち、断熱材は、連結機構とドア部との間に介在することにより、熱処理チューブから連結機構への熱伝達を抑制している。
【0012】
上記熱処理装置の他の具体的な構成において、カバー部は、第１筒部と、第２筒部とを含む。第１筒部は、有底であって、カンチレバー部の基端部が挿入された状態でその基端部を固持すると共に、ローダ部に支持されている。第２筒部は、第１筒部に連結されると共にカバー部の端部を構成し、且つ、可撓性を有している。
【0013】
上記構成によれば、カンチレバー部の延在方向に垂直な面に対するドア部の傾斜角度を自在に変化させることが可能になる。従って、熱処理チューブの開口端部をドア部で閉じるとき、ドア部を開口端部に密着させることが可能になる。この様に、ドア部と開口端部とが当接するときの相互の姿勢について、これらを所定の角度範囲内で変化させることが可能になる。
【0014】
上記熱処理装置の他の具体的な構成において、第１シール機構は、カバー部内に不活性ガスを注入する注入機構を更に有する。この注入機構は、熱処理チューブの開口端部がドア部で閉じられているときに、カバー部内に不活性ガスを注入することにより、カバー部内を不活性ガスで充満させる。これにより、ドア部に設けられている貫通孔（具体的には、カンチレバー部との隙間）を通じて流れ出ようとする雰囲気ガスが、カバー部内に充満した不活性ガスにより押し戻される。
【0015】
熱処理チューブ内で使用される雰囲気ガスが腐食性を有する場合、上記熱処理装置において、カバー部の内周面は耐腐食コーティング層で覆われていることが好ましい。これにより、雰囲気ガスがカバー部内へ流れ出たとしても、その雰囲気ガスによるカバー部の腐食が防止される。
【0016】
上記熱処理装置の更なる他の具体的な構成において、カンチレバーローダは、第２シール機構を更に含む。第２シール機構は、環状溝と、この環状溝に不活性ガスを送り込む送入機構とを有する。環状溝は、ドア部の内面のうち、熱処理チューブの開口端部を閉じたときにその開口端部と接触する環状領域に形成されている。
【0017】
上記第２シール機構は、熱処理チューブの開口端部がドア部で閉じられているときに、環状溝に不活性ガスを送り込むことにより、環状溝内を不活性ガスで充満させる。これにより、熱処理チューブとドア部との接合面間に生じる隙間に熱処理チューブ内の雰囲気ガスが流れ込んだとしても、環状溝内の不活性ガスの存在により、雰囲気ガスの流れが途中で遮断されることになる。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る熱処理装置によれば、熱処理チューブからの雰囲気ガスの漏洩が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】熱処理装置の要部を概念的に示した破断正面図である。
【図3】熱処理チューブの開口端部がドア部で閉じられた状態を示した破断正面図である。
【図8】（ａ）支持機構及び（ｂ）圧縮バネ機構をそれぞれ示した破断図である。
【図9】第１変形例に係る熱処理装置の要部を概念的に示した破断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について、図面に沿って説明する。
【0021】
［１］熱処理装置の構成
図１に示される様に、熱処理装置は、熱処理チューブ１と、カンチレバーローダ２とを備える。この熱処理装置は、太陽電池や半導体用シリコンウエハ等の対象物に拡散処理等の熱処理を施す装置である。
図１に示される様に、熱処理装置は、熱処理チューブ１と、カンチレバーローダ２とを備える。この熱処理装置は、太陽電池や半導体用シリコンウエハ等の対象物に拡散処理等の熱処理を施す装置である。
【0022】
［１－１］熱処理チューブ
本実施形態において、熱処理チューブ１は、横型の加熱炉であり、処理対象であるワークの搬入及び搬出に使用される開口端部１１を有する。一例として、熱処理チューブ１は、石英から形成された円筒状の加熱炉である。熱処理時には、後述するドア部５により開口端部１１が閉じられると共に、熱処理チューブ１内に雰囲気ガスが送り込まれる。本実施形態においては、雰囲気ガスとして、例えば腐食性のガスを用いることが可能である。尚、以下に詳述する熱処理装置の各部構成は、横型の加熱炉を備えた熱処理装置に限らず、加熱炉の開口部が蓋で閉じられる種々の熱処理装置にも適用することができる。
本実施形態において、熱処理チューブ１は、横型の加熱炉であり、処理対象であるワークの搬入及び搬出に使用される開口端部１１を有する。一例として、熱処理チューブ１は、石英から形成された円筒状の加熱炉である。熱処理時には、後述するドア部５により開口端部１１が閉じられると共に、熱処理チューブ１内に雰囲気ガスが送り込まれる。本実施形態においては、雰囲気ガスとして、例えば腐食性のガスを用いることが可能である。尚、以下に詳述する熱処理装置の各部構成は、横型の加熱炉を備えた熱処理装置に限らず、加熱炉の開口部が蓋で閉じられる種々の熱処理装置にも適用することができる。
【0023】
［１－２］カンチレバーローダ
カンチレバーローダ２は、開口端部１１を通じて熱処理チューブ１内へワークを搬送すると共に、熱処理チューブ１内の所定位置にワークを配置することを可能ならしめるものである。図１及び図２に示される様に、カンチレバーローダ２は、カンチレバー部３と、ローダ部４と、ドア部５と、第１シール機構６と、第２シール機構７と、保持機構８とを含んでいる。
カンチレバーローダ２は、開口端部１１を通じて熱処理チューブ１内へワークを搬送すると共に、熱処理チューブ１内の所定位置にワークを配置することを可能ならしめるものである。図１及び図２に示される様に、カンチレバーローダ２は、カンチレバー部３と、ローダ部４と、ドア部５と、第１シール機構６と、第２シール機構７と、保持機構８とを含んでいる。
【0024】
（Ａ）カンチレバー部
図１に示される様に、カンチレバー部３は、ローダ部４に支持された基端部３ａと、ワークが載置される載置台３１が形成された先端部３ｂとを有する。ローダ部４によるカンチレバー部３の支持構造の詳細については後述する。本実施形態では、カンチレバー部３はパドル形状を呈し、先端部分が載置台３１として利用されている。又、軸に相当する部分（以下、「軸部」と称す。）の断面は、四角形の角を丸めた形状を呈している（図４～図７参照）。更に、カンチレバー部３は、高い耐熱性と高い硬度とを有した例えば炭化ケイ素や石英から形成されている。尚、カンチレバー部３の形状及び構成材料は、これらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
図１に示される様に、カンチレバー部３は、ローダ部４に支持された基端部３ａと、ワークが載置される載置台３１が形成された先端部３ｂとを有する。ローダ部４によるカンチレバー部３の支持構造の詳細については後述する。本実施形態では、カンチレバー部３はパドル形状を呈し、先端部分が載置台３１として利用されている。又、軸に相当する部分（以下、「軸部」と称す。）の断面は、四角形の角を丸めた形状を呈している（図４～図７参照）。更に、カンチレバー部３は、高い耐熱性と高い硬度とを有した例えば炭化ケイ素や石英から形成されている。尚、カンチレバー部３の形状及び構成材料は、これらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0025】
（Ｂ）ローダ部
ローダ部４は、カンチレバー部３を支持すると共に、開口端部１１を通じてカンチレバー部３を熱処理チューブ１へ挿入することを可能ならしめる。図１に示される様に、ローダ部４は、カンチレバー部３を支持する支持台４１と、支持台４１の移動経路を規定するガイドレール４２とから構成されている。本実施形態では、カンチレバー部３をその延在方向へ直線的に移動させることを可能ならしめると共に、その移動によりカンチレバー部３を熱処理チューブ１へ挿入することが可能となる様に、上記移動経路並びに支持台４１へのカンチレバー部３の取付け状態が設定されている。
ローダ部４は、カンチレバー部３を支持すると共に、開口端部１１を通じてカンチレバー部３を熱処理チューブ１へ挿入することを可能ならしめる。図１に示される様に、ローダ部４は、カンチレバー部３を支持する支持台４１と、支持台４１の移動経路を規定するガイドレール４２とから構成されている。本実施形態では、カンチレバー部３をその延在方向へ直線的に移動させることを可能ならしめると共に、その移動によりカンチレバー部３を熱処理チューブ１へ挿入することが可能となる様に、上記移動経路並びに支持台４１へのカンチレバー部３の取付け状態が設定されている。
【0026】
（Ｃ）ドア部
ドア部５は、所定位置へのワークの配置時に熱処理チューブ１の開口端部１１を閉じる（図３参照）。具体的には、ドア部５は、第１シール機構６と保持機構８とを介してローダ部４に支持されており、開口端部１１を閉じる位置（以下、「閉じ位置」と称す。）へ次の様な過程を経て導かれる。即ち、カンチレバー部３の前進に伴ってドア部５が開口端部１１へ近づき、ワークが所定位置に到達するのと同時に、ドア部５は、閉じ位置にて開口端部１１に接触する。これにより、ドア部５により開口端部１１が閉じられる。
ドア部５は、所定位置へのワークの配置時に熱処理チューブ１の開口端部１１を閉じる（図３参照）。具体的には、ドア部５は、第１シール機構６と保持機構８とを介してローダ部４に支持されており、開口端部１１を閉じる位置（以下、「閉じ位置」と称す。）へ次の様な過程を経て導かれる。即ち、カンチレバー部３の前進に伴ってドア部５が開口端部１１へ近づき、ワークが所定位置に到達するのと同時に、ドア部５は、閉じ位置にて開口端部１１に接触する。これにより、ドア部５により開口端部１１が閉じられる。
【0027】
図２に示される様に、ドア部５には貫通孔５ａが設けられており、ドア部５は、貫通孔５ａにカンチレバー部３が通された状態で、後述するカバー部６１等を介してローダ部４に支持されている。貫通孔５ａの断面は、カンチレバー部３の軸部の断面の外縁よりも僅かに大きい形状を呈している（図４及び図５参照）。尚、ローダ部４によるドア部５の支持は、第１シール機構６と保持機構８とが担っており、第１シール機構６及び保持機構８の詳細については後述する。以下では、ドア部５自体の具体的な構成について説明する。
【0028】
ドア部５は、熱処理チューブ１の開口端部１１を閉じる蓋部５１と、この蓋部５１と一体に形成された筒部５２及び鍔部５３とを有する。蓋部５１には、貫通孔５ａの一部を構成する開口５１ａが形成されている。筒部５２は、蓋部５１の外面５１ｂに設けられており、この筒部５２の内周面５２ａにより貫通孔５ａの残りの部分が構成されている。鍔部５３は、筒部５２の外周面５２ｂに設けられており、円環状（図５参照）を呈すると共に蓋部５１との間に所定の距離を空けて配されている（図２参照）。この様に蓋部５１から離れて鍔部５３が配されると共に、後述する様にこれらの間に断熱材６４が介在することにより、鍔部５３に固定された第１連結機構６２（後述）は、熱処理チューブ１からの熱の影響を受け難くなる。尚、ドア部５の構成は、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0029】
ドア部５は、高い耐熱性と高い硬度とを有した例えば石英から形成されている。本実施形態では特に、ドア部５の構成材料として不透明石英が用いられている。これにより、熱処理チューブ１内の熱がドア部５を通じて外部へ伝達（輻射や伝導）されることが抑制される。尚、ドア部５の構成材料には、石英に限定されない種々の材料を適用することが可能である。
【0030】
（Ｄ）第１シール機構
図２に示される様に、第１シール機構６は、カバー部６１と、第１連結機構６２と、第２連結機構６３と、断熱材６４と、シール材６５～６７とを有する。
図２に示される様に、第１シール機構６は、カバー部６１と、第１連結機構６２と、第２連結機構６３と、断熱材６４と、シール材６５～６７とを有する。
【0031】
（Ｄ－１）カバー部
カバー部６１は、カンチレバー部３のうちのドア部５から外側へ突き出た部分全体を覆うものである。具体的に、カバー部６１は、第１筒部６１１と、第２筒部６１２とを含む。
カバー部６１は、カンチレバー部３のうちのドア部５から外側へ突き出た部分全体を覆うものである。具体的に、カバー部６１は、第１筒部６１１と、第２筒部６１２とを含む。
【0032】
＜第１筒部＞
第１筒部６１１は有底の金属管であり、第１筒部６１１は、カンチレバー部３の基端部３ａが挿入された状態でその基端部３ａを固持している。具体的には、図７に示される様に、上方、右方、及び左方の３方向の各々から第１筒部６１１の側壁に捻じ込まれたネジ６１３と、第１筒部６１１内にてカンチレバー部３の下方に位置する台座６１４とにより、カンチレバー部３の基端部３ａが第１筒部６１１内に固定されている。そして、第１筒部６１１自体は、ローダ部４の支持台４１に固定されている（図１参照）。この様に第１筒部６１１を介して、カンチレバー部３は支持台４１に支持されている。
第１筒部６１１は有底の金属管であり、第１筒部６１１は、カンチレバー部３の基端部３ａが挿入された状態でその基端部３ａを固持している。具体的には、図７に示される様に、上方、右方、及び左方の３方向の各々から第１筒部６１１の側壁に捻じ込まれたネジ６１３と、第１筒部６１１内にてカンチレバー部３の下方に位置する台座６１４とにより、カンチレバー部３の基端部３ａが第１筒部６１１内に固定されている。そして、第１筒部６１１自体は、ローダ部４の支持台４１に固定されている（図１参照）。この様に第１筒部６１１を介して、カンチレバー部３は支持台４１に支持されている。
【0033】
＜第２筒部＞
第２筒部６１２は、耐熱性を有したものであり、後述する第２連結機構６３により第１筒部６１１に連結されると共に、カバー部６１の端部６１ａを構成している（図２参照）。又、第２筒部６１２は、可撓性を有する。本実施形態において、第２筒部６１２は、その側壁に蛇腹が形成されたものであり、撓曲が自在である。尚、第２筒部６１２には、蛇腹が形成されたものに限らず、可撓性と耐熱性とを有した種々の筒状部材が適用されてもよい。
第２筒部６１２は、耐熱性を有したものであり、後述する第２連結機構６３により第１筒部６１１に連結されると共に、カバー部６１の端部６１ａを構成している（図２参照）。又、第２筒部６１２は、可撓性を有する。本実施形態において、第２筒部６１２は、その側壁に蛇腹が形成されたものであり、撓曲が自在である。尚、第２筒部６１２には、蛇腹が形成されたものに限らず、可撓性と耐熱性とを有した種々の筒状部材が適用されてもよい。
【0034】
第２筒部６１２によれば、カンチレバー部３の軸部の延在方向に垂直な面に対するドア部５の傾斜角度を自在に変化させることが可能になる。従って、熱処理チューブ１の開口端部１１をドア部５で閉じるとき、蓋部５１を開口端部１１に密着させることが可能になる（図３参照）。この様に、蓋部５１と開口端部１１とが当接するときの相互の姿勢について、これらを所定の角度範囲内で変化させることが可能になる。
【0035】
尚、第２筒部６１２が可撓性を有した構成において、閉じ位置からドア部５が解放されているとき（図２参照）であってもドア部５が傾倒することがない様に、ドア部５を所定の姿勢で維持する必要がある。この姿勢の維持は、保持機構８が担っており、この保持機構８の詳細については後述する。
【0036】
（Ｄ－２）第１連結機構
第１連結機構６２は、カバー部６１の端部６１ａ（第２筒部６１２）をドア部５に連結固定させる機構である。具体的には、第１連結機構６２は、以下の構成を有する。
第１連結機構６２は、カバー部６１の端部６１ａ（第２筒部６１２）をドア部５に連結固定させる機構である。具体的には、第１連結機構６２は、以下の構成を有する。
【0037】
図２に示される様に、第１連結機構６２は、円環状のベース板６２１と、複数の留め具６２２とを有する。ここで、ベース板６２１は、蓋部５１とは反対側の鍔部５３の面に対向する様に配されている。そして、留め具６２２により、ベース板６２１の縁部が鍔部５３と一緒に複数箇所で把持され、その結果としてベース板６２１が鍔部５３に固定されている。本実施形態では、鍔部５３へのベース板６２１の固定に、６つの留め具６２２が使用されている（図５及び図６参照）。尚、留め具６２２の構成及び個数は、これらに限定されるものでなく、種々の変形が可能である。
【0038】
上述した様に、鍔部５３は、高い硬度を有した例えば石英から形成されている。石英は加工が容易でなく、従って、ネジ等を用いてベース板６２１を鍔部５３に固定することは容易でない。そこで、本実施形態においては、上述した留め具６２２を用いてベース板６２１が鍔部５３に固定されている。
【0039】
第１連結機構６２は更に、円環状の結合板６２３を有する。この結合板６２３は、ベース板６２１と対向する様に配されると共に、そのベース板６２１にネジ留め等により固定されている。本実施形態では、図６に示される様に、ネジ６２４を用いて３箇所でベース板６２１と結合板６２３とが互いに締結されている。尚、ベース板６２１には、鍔部５３とは異なり、加工が容易な例えば金属製のものが用いられている。
【0040】
そして、結合板６２３の中央開口部６２３ａの内周面に、第２筒部６１２の開口端部６１２ａが固定されている。これにより、カバー部６１の端部６１ａ（第２筒部６１２）は、結合板６２３及びベース板６２１を介して鍔部５３に連結固定されている。尚、第２筒部６１２の開口端部６１２ａは、結合板６２３の中央開口部６２３ａに、溶接されていてもよいし、嵌合されていてもよい。
【0041】
（Ｄ－３）第２連結機構
第２連結機構６３は、第１筒部６１１と第２筒部６１２とを互いに連結させる機構である。具体的には、第２連結機構６３は、第１筒部６１１の開口端部６１１ａに形成されたフランジ部６３１と、円環状の結合板６３２とを有する。この結合板６３２は、フランジ部６３１と対向する様に配されると共に、そのフランジ部６３１にネジ留め等により固定されている。本実施形態では、図７に示される様に、ネジ６３３を用いて３箇所でフランジ部６３１と結合板６３２とが互いに締結されている。
第２連結機構６３は、第１筒部６１１と第２筒部６１２とを互いに連結させる機構である。具体的には、第２連結機構６３は、第１筒部６１１の開口端部６１１ａに形成されたフランジ部６３１と、円環状の結合板６３２とを有する。この結合板６３２は、フランジ部６３１と対向する様に配されると共に、そのフランジ部６３１にネジ留め等により固定されている。本実施形態では、図７に示される様に、ネジ６３３を用いて３箇所でフランジ部６３１と結合板６３２とが互いに締結されている。
【0042】
そして、結合板６３２の中央開口部６３２ａの内周面に、第２筒部６１２の開口端部６１２ａとは反対側の開口端部６１２ｂが固定されている。これにより、第１筒部６１１と第２筒部６１２とが、フランジ部６３１及び結合板６３２を介して互いに連結されている。尚、第２筒部６１２の開口端部６１２ｂは、結合板６３２の中央開口部６３２ａに、溶接されていてもよいし、嵌合されていてもよい。
【0043】
（Ｄ－４）断熱材
断熱材６４は、ドア部５の蓋部５１と鍔部５３との間に介在している。これにより、ドア部５を通じて外部へ伝達された熱の更なる伝達が抑制される。即ち、断熱材６４は、第１連結機構６２とドア部５との間に介在することにより、熱処理チューブ１から第１連結機構６２への熱伝達を抑制している。
断熱材６４は、ドア部５の蓋部５１と鍔部５３との間に介在している。これにより、ドア部５を通じて外部へ伝達された熱の更なる伝達が抑制される。即ち、断熱材６４は、第１連結機構６２とドア部５との間に介在することにより、熱処理チューブ１から第１連結機構６２への熱伝達を抑制している。
【0044】
（Ｄ－５）シール材
上述した様に、第１連結機構６２は、蓋部５１から離れて配された鍔部５３（即ち、熱処理チューブ１からの熱の影響を受け難い箇所）に固定されている。更に、熱処理チューブ１から外部への熱伝達を抑制するべく、ドア部５の構成材料として不透明石英が用いられ、又、ドア部５の蓋部５１と鍔部５３との間に断熱材６４が介在している。よって、ドア部５の外側に位置する第１連結機構６２及び第２連結機構６３には熱が伝わり難く、従って、これらの機構内にシール材を用いることが可能である。即ち、第１連結機構６２及び第２連結機構６３にシール材を設けたとしても、それらのシール材は熱の影響を受け難い。
上述した様に、第１連結機構６２は、蓋部５１から離れて配された鍔部５３（即ち、熱処理チューブ１からの熱の影響を受け難い箇所）に固定されている。更に、熱処理チューブ１から外部への熱伝達を抑制するべく、ドア部５の構成材料として不透明石英が用いられ、又、ドア部５の蓋部５１と鍔部５３との間に断熱材６４が介在している。よって、ドア部５の外側に位置する第１連結機構６２及び第２連結機構６３には熱が伝わり難く、従って、これらの機構内にシール材を用いることが可能である。即ち、第１連結機構６２及び第２連結機構６３にシール材を設けたとしても、それらのシール材は熱の影響を受け難い。
【0045】
そこで本実施形態では、第１連結機構６２にシール材６５及び６６が設けられ、第２連結機構６３にシール材６７が設けられている。これらのシール材６５～６７は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂から形成されたものである。尚、シール材６５～６７の各々の構成材料には、樹脂に限定されない種々の材料を適用することが可能である。
【0046】
シール材６５～６７は、何れも円環状のシール材であり、具体的には次の様に配されている（図２参照）。即ち、シール材６５は、ベース板６２１の左側部分と鍔部５３との対向面間に介在している。シール材６６は、ベース板６２１の右側部分と結合板６２３との対向面間に介在している。シール材６７は、フランジ部６３１と結合板６３２との対向面間に介在している。
【0047】
第１シール機構６によれば、ドア部５に設けられている貫通孔５ａ（具体的には、カンチレバー部３の軸部との隙間）を通じて熱処理チューブ１内の雰囲気ガスが流れ出たとしても、流出した雰囲気ガスの拡散がカバー部６１により阻止される。又、カバー部６１内の雰囲気ガスが第１連結機構６２又は第２連結機構６３を通じて外部へ漏洩することが、第１連結機構６２及び第２連結機構６３に設けられたシール材６５～６７により防止される。よって、貫通孔５ａを通じて熱処理チューブ１から流出した雰囲気ガスはカバー部６１内に留められ、その結果として、熱処理チューブ１からの雰囲気ガスの漏洩が防止される。
【0048】
（Ｅ）第２シール機構
図２及び図４に示される様に、第２シール機構７は、環状溝７１と、送入機構７２とを有する。環状溝７１は、ドア部５の蓋部５１の内面５１ｃのうち、熱処理チューブ１の開口端部１１を閉じたときにその開口端部１１と接触する環状領域５１ｄ（図３参照）に形成されている。送入機構７２は、環状溝７１に不活性ガスを送り込む機構である。具体的に、蓋部５１には、その外面５１ｂから環状溝７１へ通じる通気路７３が形成されている。そして、送入機構７２は、通気路７３を通じて外部から環状溝７１に不活性ガスを送り込む。一例として、不活性ガスには窒素ガスが用いられる。
図２及び図４に示される様に、第２シール機構７は、環状溝７１と、送入機構７２とを有する。環状溝７１は、ドア部５の蓋部５１の内面５１ｃのうち、熱処理チューブ１の開口端部１１を閉じたときにその開口端部１１と接触する環状領域５１ｄ（図３参照）に形成されている。送入機構７２は、環状溝７１に不活性ガスを送り込む機構である。具体的に、蓋部５１には、その外面５１ｂから環状溝７１へ通じる通気路７３が形成されている。そして、送入機構７２は、通気路７３を通じて外部から環状溝７１に不活性ガスを送り込む。一例として、不活性ガスには窒素ガスが用いられる。
【0049】
第２シール機構７は、熱処理チューブ１の開口端部１１がドア部５で閉じられているときに（図３参照）、環状溝７１に不活性ガスを送り込むことにより、環状溝７１内を不活性ガスで充満させる。これにより、熱処理チューブ１とドア部５との接合面間に生じる隙間に熱処理チューブ１内の雰囲気ガスが流れ込んだとしても、環状溝７１内の不活性ガスの存在により、雰囲気ガスの流れが途中で遮断されることになる。この様に第２シール機構７によれば、熱処理チューブ１からの雰囲気ガスの漏洩が防止される。
【0050】
（Ｆ）保持機構
図２及び図６に示される様に、保持機構８は、圧縮バネ機構８２と、引張りバネ機構８３とを有し、これらの機構が第２筒部６１２の周囲に配されている。本実施形態では、図６に示される様に、第２筒部６１２の右斜め下方及び左斜め下方の各々の位置に支持機構８１が配され、第２筒部６１２の左方及び右方の各々の位置に圧縮バネ機構８２が設けられ、第２筒部６１２の上方の位置に引張りバネ機構８３が配されている。
図２及び図６に示される様に、保持機構８は、圧縮バネ機構８２と、引張りバネ機構８３とを有し、これらの機構が第２筒部６１２の周囲に配されている。本実施形態では、図６に示される様に、第２筒部６１２の右斜め下方及び左斜め下方の各々の位置に支持機構８１が配され、第２筒部６１２の左方及び右方の各々の位置に圧縮バネ機構８２が設けられ、第２筒部６１２の上方の位置に引張りバネ機構８３が配されている。
【0051】
図８（ａ）に示される様に、支持機構８１は、第２連結機構６３の結合板６３２を貫通した状態でフランジ部６３１に固定された支持ピン８１１と、第１連結機構６２の結合板６２３に固定されたピン受け部８１２とから構成されている。そして、支持ピン８１１が第１連結機構６２（結合板６２３）の方へ向けて延びると共に、支持ピン８１１の先端部がピン受け部８１２に着脱可能に嵌め込まれている。
【0052】
図８（ｂ）に示される様に、圧縮バネ機構８２は、結合板６２３に固定された圧縮バネ８２１と、結合板６３２に固定されると共に先端部が圧縮バネ８２１に連結された連結部８２２とから構成されている。これにより、結合板６２３が、結合板６３２とは反対側へ向けて付勢されている。
【0053】
図２に示される様に、引張りバネ機構８３は、両端が結合板６２３及び６３２にそれぞれ固定された引張りバネから構成されており、結合板６２３を、結合板６３２へ向けて付勢している。
【0054】
保持機構８によれば、ベース板６２１を介して結合板６２３に固定されているドア部５が、フランジ部６３１に対して着脱可能に支持される。又、支持されたドア部５の傾倒が引張りバネ機構８３によって防止される。更に、支持されたドア部５を上方から見たときのドア部５の傾きが圧縮バネ機構８２により調整される。即ち、保持機構８は、第２筒部６１２の撓曲を伴ったドア部５の傾斜（上方から見たときの傾きを含む）を可能にしつつ、閉じ位置から解放されているときにはドア部５を所定の姿勢で維持することを可能にする。この様に本実施形態では、ドア部５は、第１連結機構６２、保持機構８、第２連結機構６３、及びカバー部６１の第１筒部６１１を介してローダ部４に支持されている。
【0055】
［２］変形例
上述した熱処理装置の変形例について説明する。
上述した熱処理装置の変形例について説明する。
【0056】
［２－１］第１変形例
第１シール機構６は、図９に示される様に、カバー部６１内に不活性ガスを注入する注入機構６８を更に有していてもよい。この注入機構６８は、熱処理チューブ１の開口端部１１がドア部５で閉じられているときに（図３参照）、カバー部６１内に不活性ガスを注入することにより、カバー部６１内を不活性ガスで充満させる。一例として、不活性ガスには窒素ガスが用いられる。
第１シール機構６は、図９に示される様に、カバー部６１内に不活性ガスを注入する注入機構６８を更に有していてもよい。この注入機構６８は、熱処理チューブ１の開口端部１１がドア部５で閉じられているときに（図３参照）、カバー部６１内に不活性ガスを注入することにより、カバー部６１内を不活性ガスで充満させる。一例として、不活性ガスには窒素ガスが用いられる。
【0057】
これにより、ドア部５に設けられている貫通孔５ａ（具体的には、カンチレバー部３の軸部との隙間）を通じて流れ出ようとする雰囲気ガスが、カバー部６１内に充満した不活性ガスにより押し戻される。よって、熱処理チューブ１からの雰囲気ガスの漏洩がより効率良く防止される。
【0058】
［２－２］第２変形例
熱処理チューブ１内で使用される雰囲気ガスが腐食性を有する場合、カバー部６１の内周面６１ｂ（図２参照）は耐腐食コーティング層で覆われていることが好ましい。これにより、雰囲気ガスがカバー部６１内へ流れ出たとしても、その雰囲気ガスによるカバー部６１の腐食が防止される。
熱処理チューブ１内で使用される雰囲気ガスが腐食性を有する場合、カバー部６１の内周面６１ｂ（図２参照）は耐腐食コーティング層で覆われていることが好ましい。これにより、雰囲気ガスがカバー部６１内へ流れ出たとしても、その雰囲気ガスによるカバー部６１の腐食が防止される。
【0059】
［２－３］その他の例
カバー部６１は、第１筒部６１１と第２筒部６１２の２部品で構成されたものに限らず、１つの有底筒状の部品から構成されていてもよい。又、上記熱処理装置は、第２シール機構７がない構成を有していてもよい。
カバー部６１は、第１筒部６１１と第２筒部６１２の２部品で構成されたものに限らず、１つの有底筒状の部品から構成されていてもよい。又、上記熱処理装置は、第２シール機構７がない構成を有していてもよい。
【0060】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0061】
１ 熱処理チューブ
２ カンチレバーローダ
３ カンチレバー部
３ａ 基端部
３ｂ 先端部
４ ローダ部
５ ドア部
５ａ 貫通孔
６ 第１シール機構
７ 第２シール機構
８ 保持機構
１１ 開口端部
３１ 載置台
４１ 支持台
４２ ガイドレール
５１ 蓋部
５１ａ 開口
５１ｂ 外面
５１ｃ 内面
５１ｄ 環状領域
５２ 筒部
５２ａ 内周面
５２ｂ 外周面
５３ 鍔部
６１ カバー部
６１ａ 端部
６１ｂ 内周面
６２ 第１連結機構
６３ 第２連結機構
６４ 断熱材
６５、６６、６７ シール材
６８ 注入機構
７１ 環状溝
７２ 送入機構
７３ 通気路
８１ 支持機構
８２ 圧縮バネ機構
８３ 引張りバネ機構
６１１ 第１筒部
６１１ａ 開口端部
６１２ 第２筒部
６１２ａ、６１２ｂ 開口端部
６１３ ネジ
６１４ 台座
６２１ ベース板
６２２ 留め具
６２３ 結合板
６２３ａ 中央開口部
６２４ ネジ
６３１ フランジ部
６３２ 結合板
６３２ａ 中央開口部
６３３ ネジ
８１１ 支持ピン
８１２ ピン受け部
８２１ 圧縮バネ
８２２ 連結部
２ カンチレバーローダ
３ カンチレバー部
３ａ 基端部
３ｂ 先端部
４ ローダ部
５ ドア部
５ａ 貫通孔
６ 第１シール機構
７ 第２シール機構
８ 保持機構
１１ 開口端部
３１ 載置台
４１ 支持台
４２ ガイドレール
５１ 蓋部
５１ａ 開口
５１ｂ 外面
５１ｃ 内面
５１ｄ 環状領域
５２ 筒部
５２ａ 内周面
５２ｂ 外周面
５３ 鍔部
６１ カバー部
６１ａ 端部
６１ｂ 内周面
６２ 第１連結機構
６３ 第２連結機構
６４ 断熱材
６５、６６、６７ シール材
６８ 注入機構
７１ 環状溝
７２ 送入機構
７３ 通気路
８１ 支持機構
８２ 圧縮バネ機構
８３ 引張りバネ機構
６１１ 第１筒部
６１１ａ 開口端部
６１２ 第２筒部
６１２ａ、６１２ｂ 開口端部
６１３ ネジ
６１４ 台座
６２１ ベース板
６２２ 留め具
６２３ 結合板
６２３ａ 中央開口部
６２４ ネジ
６３１ フランジ部
６３２ 結合板
６３２ａ 中央開口部
６３３ ネジ
８１１ 支持ピン
８１２ ピン受け部
８２１ 圧縮バネ
８２２ 連結部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】