专利名称：MoSi的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在加热炉等中使用的MoSi2弧状加热器，它的接合强度优良，并且能够稳定制造，本发明还涉及所述加热器的制造方法和装置。另外，本说明书中使用的MoSi2加热器包括以纯MoSi2为主成分，或以在纯MoSi2中含有绝缘氧化物等而使电阻增加的MoSi2为主成分的加热器。
通常，在多种领域如玻璃工业或陶瓷煅烧中使用的加热器具有加热部(而且，“加热部”通常指加热器的直径小、在通电时主要发热的部分(端子部除外))形成单个U形(2柄形)的形状，并通过从炉的顶板(ceiling)或侧壁悬吊而被安装，从而这种炉最高使用温度达到1700-1850℃。
近年来，伴随半导体器件的微型化、器件制造时间的缩短和节能，含有MoSi2作为主成分的加热器正被应用于半导体制造装置中，如通常使用金属加热元件的单晶生长炉和扩散炉中。
含有MoSi2作为主成分的加热器具有优良的耐热特性，可以耐受的表面负荷大约为金属加热元件的10倍，并且具有可以快速加热升温的重要特性。
一般来讲，要求半导体制造装置中应用的热处理炉具有极高精度的温度特性，如严格控制炉内的温度分布。
作为以MoSi2为主成分的加热器，如图5所示，通常使用的是端子部与U形加热部的两端焊接的U形加热器。图5所示的U形加热器21的结构是加热部22、焊接部23、夹(grip)(端子)部24和电极部25。
但是，由于与加热部相比端子部具有更大的温度下降，在如上所述的需要精密温度控制的炉中，为减少端子部，提出了连接了许多U形加热部的(多柄)加热器。
通过这样的多连接加热器的形状，由于贯通炉内外的端子数目将减少，所以从端子部放热的热损失可以减少，并且可能在确保炉内温度均匀方面具有一定的效果。
然而，为在加热炉等的内侧各处以弧状配置加热器，必需将该平面上以波形接合的加热器弯曲为全面的弧状。为弯曲以MoSi2为主成分的加热器，必需将其加热至约1500℃的高温，由于已经以波形接合，因此存在的问题是很难将其作成弧状，并且难以制造高精度加热器。
另外，当接合不正确或不充分时，存在焊接部断裂的事故。
本发明者为达到上述目的进行了大量研究，结果发现，通过设计MoSi2制U形加热器部件焊接时的配置及焊接的U形加热器部件的支撑方法，可以正确、稳定地制造MoSi2弧状加热器。
基于上面的发现，本发明提供1.一种以连续波形形成的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接，U形加热器部件的平行面相互成角度，并在连接方向上具有特定曲率的弧状面；2.上述第1项的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率；3.上述第1或第2项的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有连接的MoSi2弧状加热器配置在加热炉内壁的半周或全周上的形状；4.一种制造MoSi2弧状加热器的方法，该方法将具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接，而形成连续波形，其特征在于，接合时各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且通过使各U形部件的平行面相互成角度的同时进行焊接，由此得到连接方向上具有特定曲率的弧状面；5.一种制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，对于具有特定弧长的、U形相互交替连接形成连续波形的两个串联的MoSi2弧状加热器部件，通过将该弧状加热器部件保持平行的同时对齐位于该弧状加热器部件端部的U形加热器部件的端面，并且在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将其焊接，从而同时接合两个串联的MoSi2弧状加热器部件，得到在连接方向上具有特定曲率的弧状面；6.上述5的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，两个串联的MoSi2弧状加热器部件是通过焊接或弯曲而形成U形的加热器部件；7.上述4-6各项的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，通过使用引导和支撑所述连接U形加热器部件的弧状导向器，U形加热器部件的平行面相互成角度；
8.上述4-7各项的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率；9.上述4-8各项的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，具有连接的MoSi2弧状加热器配置在加热炉内壁的半周或全周上的形状；10.一种制造MoSi2弧状加热器的装置，该装置用于将具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接而形成连接波形，或同时将U形相互交替连接而形成连接波形的、具有特定弧长的两个串联的MoSi2弧状加热器部件接合，其特征在于，接合时将各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将各U形加热器部件焊接，或其特征在于，接合时将各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且设置在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将各U形加热器部件焊接的焊接电极，从而得到在连接方向上具有特定曲率的弧状面；11.上述10的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，两个串联的MoSi2弧状加热器部件是通过焊接或弯曲而形成的U形加热器部件；12.上述10或11的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，U形加热器部件被夹持在电极间，使各U形加热部件的一端相互接触，并且通过电加热相互加压接合面并焊接；13.上述12的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在将U形加热器部件夹持在其间的电极上设置使各U形加热器部件保持相互平行的导向器；14.上述10-13各项的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在连接U形加热器部件或弧状加热器部件的方向上设置用于引导和支撑该连接的U形加热器部件或弧状加热器部件的弧状导向器；15.上述14的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，用于引导和支撑U形加热器部件或弧状加热器部件的导向器具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率；16.上述10-15各项的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的电极具有能够各自垂直运行及在相互分离或接触的方向上运行的结构；17.上述16的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的至少一个电极是通过液压装置工作的；18.上述16或17的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的电极的夹持位置是在U形加热器部件的连接方向上比液压装置的工作点稍稍向前的位置；19.上述14-18各项的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在弧状导向器的曲面部上设置了用于防止短路的绝缘体；和20.上述14-19各项的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在弧状导向器的曲面部上设置了附着性或粘着性材料。
因此，存在端子越多炉的均热性(soaking)变得越差的问题。作为解决该问题的方法，可以尽可能减少端子数目，但要求使U形加热器具有沿圆筒形炉的内壁半周或全周连接的结构。例如，如果它是半周连接的结构，端子数为4，如果它是全周连接的结构，端子数为2，从而有效减少端子数目。
然而，将具有平行部的U形加热器部件在端部交替相互连接而形成平面连续波形的上述MoSi2弧状加热器进一步加热到高温并弯曲成弧状不是一项容易的工作。
本发明提供通过通电加热具有平行部的U形加热器部件，可以精密且稳定焊接的MoSi2弧状加热器的制造方法和制造装置。
以下参照
本发明。
图1是显示焊接MoSi2弧状加热器部件时的装置外观的说明图，图2是通过交替相互连接具有平行部2、3的U形加热器部件1并交替移位和连接端部4、5而形成连续波形装置的透视图。在连接时，例如，两个U形加热器部件1分别夹持在垂直电极6、7间和电极8、9间，使U形加热器部件1的一端相互接触，并通电焊接。
此时，必需在保持各U形加热器部件1平行的同时将端面对齐，并且需要上述的垂直电极6、7和8、9分别具有能够在垂直方向和横向上以及以相互分离或接触的方向调节的结构。另外，各电极由诸如铜的材料制成。此外，作为将加热器部件夹持在其间的手段，使用诸如气缸或液压缸的液压装置10、11是适当的。另外，机械手段如曲柄机构等也可以使用。
为维持要连接的MoSi2U形加热器部件1的相互平行度，优选在电极表面设置用于对齐MoSi2U形加热器部件1的导向器。该导向器可以是与U形加热器部件1的平行部对齐的凸形导向器13或沟状导向器14。
此外，要求将各U形加热器部件1夹持在其间的垂直电极6、7和电极8、9的夹持位置位于U形加热器部件1连接方向上比液压装置的作用点稍稍靠前的位置。从而，也可以焊接L形端部，并且可以容易地观察连接操作和连接(焊接)状况。
将U形加热器部件1夹持在其间的垂直电极中仅有一对可以移动，另一对可以固定。然而，为完全对齐U形加热器部件1端部4、5的接合面，要求能够进行相互微调的结构。将U形加热器部件1夹持在其间的垂直电极能够水平移动也是重要的。
这是因为在各个电极间夹持各U形加热器部件1，使各U形加热器部件1的一端相互接触，并通电焊接时，必需有适当的压力。作为其实现手段，使用如图1所示的液压装置(加压筒)12如气缸或液压缸是适当的。
此时也仅有一对将U形加热器部件1夹持在其间的电极可水平移动，另一对可被固定。
焊接时，各U形加热器部件1的连接端面适当对齐是必要的。如果作的不充分，容易发生从连接部断裂的事故。
在图1和图2中，参考数字16代表电极的垂直调整器，参考数字17代表电极的横向调整器。
在前述中，尽管只说明了仅将具有平行部2、3的MoSi2U形加热器部件1交替相互连接，并交替移位和连接端部4、5的步骤，但是由于上述的情况中仅形成平面的连续波形，因此不能得到目标MoSi2弧状加热器。
这里，使各U形加热器部件1的平行面相互成角度并焊接这些面是必要的。从而，尽管各单独U形加热器部件1在同一平面内具有平行部，但在其他U形加热器部件1之间，这样的平行部不在同一平面上。换句话说，通过重复这样的连接，U形加热器部件1连续地相互连接并连接成弧状，从而得到MoSi2弧状加热器。
另外，调节所述的角度将改变弧状加热器的曲面的曲率或弧的大小。
当使各U形加热器部件1的平行面相互成一定角度并焊接这样的面时，如图3和图4所示，通过在这样的U形加热器部件1的连接方向上设置用于引导和支撑连接的U形加热器部件1的弧状导向器15，可以更容易地调节角度。而且，当改变弧状加热器曲面的曲率或弧大小时，通过交换这样的弧状导向器15，这样的改变可以容易实现。此外，图4显示了端部18被夹持在垂直电极间并与其连接的状态。而且，为便于理解，在图4中仅显出连续弧状加热器1的一部分。
尽管图3图示了两个弧状导向器15，但从该图可明显看出，连接的各U形加热器部件1在电极的焊接部位左右交替对齐，并且连接的U形加热器部件1连续形成，以便沿弧状导向器15上升。
要求在弧状导向器15的曲面部设置诸如绝缘带的绝缘体，以防止短路。另外，通过在弧状导向器的曲面部设置诸如双面胶带或搭链的附着性或粘着性材料，可以防止可由加热器的自重引起的加热器摇摆。从而，可以产生沿弧状导向器15的曲面稳定夹持加热器的效果。
对于上述内容，尽管例示的是一个接一个地连接U形加热器部件的情况，但通过准备两个具有预先通过焊接或弯曲形成的特定弧长的串联的MoSi2弧状加热器部件，将该弧状加热器部件保持平行的同时将该弧状加热器部件端部的U形加热器部件的端面对齐，并且使各U形加热器部件的平行面相互成一定角度并焊接这些面，也可以同时连接上述的两个串联的MoSi2弧状加热器部件。
为将MoSi2弧状加热器安装在加热炉的整个内周上，在连续形成U形的同时形成弧状时，在整个制造过程中需要大的空间，并且在制造时进一步需要支撑弧状加加热器整体的装置。
然而，如果预先准备半圆或具有特定弧长的多个加热器，并通过焊接将其连接，则将仅需要暂时的空间和对弧状加热器的暂时支撑，装置的制造和使用的优点是简单。
另外，预先准备的半圆或具有特定弧长的加热器不是必须进行焊接，例如，具有可以通过弯曲连续形成U形弧状加热器的优点。
一般地，由于通过弯曲连续形成U形的弧状加热器不存在焊接部，因此具有比焊接加热器强度高的特性，并且通过利用这样的特性，也可以选择这样一种方法大量弧状加热器通过弯曲连续形成U形，然后通过焊接将它们的一部分连接。在本装置中，制造这样的MoSi2弧状加热器的方法和装置也包括在内。
使引导和支撑U形加热器部件1的弧状导向器15或U形加热器部件1的曲率具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率，或比其稍小的曲率。一般来说，弧状加热器被设置在离加热炉的内壁约2-5mm的位置；即处于炉的中心方向上直径稍小的状态。
这是因为，如果弧状加热器安装成与炉内壁接触的状态，加热器的扩散效率将劣化。因此，也要求用于引导和支撑这些弧状加热器的弧状导向器比炉内壁的曲面稍小，使其半径比该内壁小2-5mm。
因此，用于引导和支撑本发明U形加热器部件1的弧状导向器15或本发明的U形加热器1的曲率与加热炉的内壁曲面基本一致，或比其稍小，也包括该曲率。
本发明的MoSi2弧状加热器作为连续的MoSi2弧状加热器，可以以配置在加热炉的内壁的一部分，或加热炉的内壁的半周或全周的形状而形成。例如，当连续的MoSi2弧状加热器半周配置时，准备两组并沿加热炉整个内周配置。另外，当形成部分弧时，适当准备并安排与其对应的弧状加热器，以便可以沿加热炉整个内周安装。
在端子上安装MoSi2弧状加热器可以通过交换具有与端子形状相配的保持沟状的电极，并用相同的装置焊接该部分来进行。发明效果本发明产生的显著特性是，通过连接多个具有加热部的平行U形加热器部件，使各U形加热器部件的平行面相互成一定角度，然后焊接各部分，得到在连接方向上具有特定曲率的弧状面，并且在加热器上设置能够安装在加热炉等的内壁上的整体弧状曲面的结果是，进一步得到了接合强度优良、能够稳定制造的MoSi2弧状加热器。
权利要求
1.一种以连续波形形成的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接，U形加热器部件的平行面相互成角度，并在连接方向上具有特定曲率的弧状面。
2.根据权利要求1所述的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率。
3.根据权利要求1或2所述的MoSi2弧状加热器，其特征在于，具有连接的MoSi2弧状加热器配置在加热炉内壁的半周或全周上的形状。
4.一种制造MoSi2弧状加热器的方法，该方法是将具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接而形成连续波形，其特征在于，接合时将各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且通过使各U形部件的平行面相互成角度的同时进行焊接，由此得到连接方向上具有特定曲率的弧状面。
5.一种制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，对于具有特定弧长的、U形相互交替连接形成连续波形的两个串联的MoSi2弧状加热器部件，通过将该弧状加热器部件保持平行的同时对齐位于该弧状加热器部件端部的U形加热器部件的端面，并且在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将其焊接，从而同时接合两个串联的MoSi2弧状加热器部件，得到在连接方向上具有特定曲率的弧状面。
6.根据权利要求5所述的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，两个串联的MoSi2弧状加热器部件是通过焊接或弯曲而形成的U形加热器部件。
7.根据权利要求4-6各项所述的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，通过使用引导和支撑所述连接U形加热器部件的弧状导向器，U形加热器部件的平行面相互成角度。
8.根据权利要求4-7各项所述的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率。
9.根据权利要求4-8各项所述的制造MoSi2弧状加热器的方法，其特征在于，具有连接的MoSi2弧状加热器配置在加热炉内壁的半周或全周上的形状。
10.一种制造MoSi2弧状加热器的装置，该装置用于将具有平行部的U形加热器部件在端部相互交替连接而形成连接波形，或同时将U形相互交替连接而形成连接波形的、具有特定弧长的两个串联的MoSi2弧状加热器部件接合，其特征在于，接合时将各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将各U形加热器部件焊接，或其特征在于，接合时将各U形加热器部件保持平行的同时对齐端面，并且设置在各U形加热器部件的平行面相互成角度的同时将各U形加热器部件焊接的焊接电极，从而得到在连接方向上具有特定曲率的弧状面。
11.根据权利要求10所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，两个串联的MoSi2弧状加热器部件是通过焊接或弯曲而形成U形的加热器部件。
12.根据权利要求10或11所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，U形加热器部件被夹持在电极间，使各U形加热部件的一端相互接触，并且通过电加热相互加压接合面并焊接。
13.根据权利要求12所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在将U形加热器部件夹持在其间的电极上设置使各U形加热器部件保持相互平行的导向器。
14.根据权利要求10-13各项所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在连接U形加热器部件或弧状加热器部件的方向上设置用于引导和支撑该连接的U形加热器部件或弧状加热器部件的弧状导向器。
15.根据权利要求14所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，用于引导和支撑U形加热器部件或弧状加热器部件的导向器具有与加热炉的内壁曲面基本一致的曲率。
16.根据权利要求10-15各项所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的电极具有能够各自垂直运行及在相互分离或接触的方向上运行的结构。
17.根据权利要求16所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的至少一个电极是通过液压装置工作的。
18.根据权利要求16或17所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，将U形加热器部件夹持在其间的电极的夹持位置是在U形加热器部件的连接方向上比液压装置的工作点稍稍向前的位置。
19.根据权利要求14-18各项所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在弧状导向器的曲面部上设置了用于防止短路的绝缘体。
20.根据权利要求14-19各项所述的制造MoSi2弧状加热器的装置，其特征在于，在弧状导向器的曲面部上设置了附着性或粘着性材料。
全文摘要
本发明公开了一种连续波形的MoSi
文档编号H05B3/10GK1465208SQ02802585
公开日2003年12月31日 申请日期2002年2月4日 优先权日2001年4月27日
发明者高村博, 高垣大辅 申请人:株式会社日矿材料