连续加热炉.pdf

一种用于对基片(132)进行热处理的炉子(100)，其包括一个加热段(102)和工作元件，加热段(102)包括加热线圈(142)，加热线圈具有设置在加热线圈(142)内的隔离件(143)，其中加热线圈(142)的面积和隔离件(143)的面积的一部分构成加热段(102)的面积。工作元件包括一个处理腔(134)和一个输送机构(106)，处理腔(134)便于基片(132)通过加热段(102)，输送机构(106)将基片输送过加热段(102)并送入出口组件(117)，加热段(102)的面积超过处理腔(134)、输送机构(106)和基片(132)在加热段(102)内的组合面积。

1.  一种用于对基片进行热处理的炉子，该炉子包括：
加热段，用于在所述基片通过炉子时对基片进行热处理，该加热段包括具有隔离件的加热线圈，用于将热量提供给加热段，加热段具有一个部分，该部分由所述加热线圈的部分和所述隔离件的部分确定；
具有一个部分的输送机构，输送机构设置在所述加热段内，输送机构将所述基片输送过加热段；和
具有一个部分的处理腔，处理腔设置在所述加热段内，其中所述加热段的部分超过输送机构的部分、处理腔的部分和基片部分在加热段内的组合部分。

2.  如权利要求1所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述加热段还包括：
多个加热区，其中所述加热线圈位于多个加热区内，以致所述多个加热区中的单独的加热区具有不同的温度，用以对所述基片提供不同的热处理。

3.  如权利要求2所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述加热段还包括：
设置在所述加热段内的现场热电偶。

4.  如权利要求1所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述加热段具有圆柱构形。

5.  如权利要求1所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述输送机构是活动梁组件。

6.  如权利要求1所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述输送机构是带。

7.  如权利要求3所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述加热段由对1400摄氏度适用的材料构造。

8.  如权利要求1所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述炉子还包括：
用于允许基片进入炉子的入口隔幕段组件，入口隔幕段组件设置在所述加热段附近，在那里，所述入口隔幕段组件包括多个喷射器，当所述基片进入炉子时，所述喷射器保持用于基片的过渡区。

9.  如权利要求8所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述炉子还包括：
冷却区，其与所述入口隔幕段组件相对地设置在加热段附近，该冷却区具有逆流热交换器，用来在所述基片从加热段退出时冷却基片。

10.  如权利要求9所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述炉子还包括：
允许所述基片从炉子退出的出口屏蔽组件，所述出口隔幕段组件设置在所述冷却区附近，在那里，出口隔幕段组件包括多个喷射器，当所述基片退出炉子时，所述喷射器保持用于基片的过渡区。

11.  如权利要求10所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述处理腔还包括：
第一过渡段，其横截面积小于所述处理腔的横截面积，该第一过渡段设置在所述处理腔的第一端，从而将所述处理腔与入口隔幕段组件联接起来；和
第二过渡段，其横截面积小于处理腔的横截面积，该第二过渡段与第一过渡段相对地设置在处理腔的第二端，从而将所述处理腔与冷却区联接起来。

12.  一种用于对基片进行热处理的炉子，基片具有一个部分，该炉子包括：
加热段，所述加热段包括：
多个加热线圈和设置在所述多个加热线圈内的隔离件，其中所述多个线圈的部分和所述隔离件的部分构成加热段的部分；
具有工作元件部分的若干工作元件，所述工作元件包括：
设置在所述炉子内的输送机构，其中设置在所述加热段内的输送机构的部分构成所述工作元件部分；和
处理腔，其设置在所述炉子内，以致设置在所述加热段内的处理腔的部分构成所述工作元件部分，其中所述加热段的部分超过设置在加热段内的基片和所述工作元件部分的组合部分。

13.  如权利要求12所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，炉子还包括：
用于允许基片进入炉子的入口隔幕段组件，入口隔幕段组件设置在所述加热段附近，在那里，所述入口隔幕段组件包括多个喷射器，当所述基片进入炉子时，所述喷射器保持用于基片的过渡区。

14.  如权利要求13所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，炉子还包括：
设置在所述加热段附近的冷却区，该冷却区具有一个逆流热交换器，用来在所述基片从加热段退出时冷却基片。

15.  如权利要求14所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，炉子还包括：
允许所述基片从炉子退出的出口屏蔽组件，所述出口隔幕段组件设置在所述冷却区附近，在那里，出口隔幕段组件包括多个喷射器，当所述基片退出炉子时，所述喷射器保持用于基片的过渡区。

16.  如权利要求12所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述输送机构是带。

17.  如权利要求12所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述输送机构是活动梁组件。

18.  如权利要求12所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，炉子还包括：
设置在所述加热段内的现场热电偶。

19.  如权利要求14所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述处理腔还包括：
第一过渡段，其横截面积小于所述处理腔的横截面积，该第一过渡段设置在所述处理腔的第一端，从而将所述处理腔与入口隔幕段组件联接起来；和
第二过渡段，其横截面积小于处理腔的横截面积，该第二过渡段与第一过渡段相对地设置在处理腔的第二端，从而将所述处理腔与冷却区联接起来。

20.  一种用于对基片进行热处理的炉子，该炉子包括：
用于允许所述基片进入炉子的入口隔幕段组件；
与所述入口隔幕段组件联接的加热段，用来在所述基片通过炉子时对基片进行热处理，所述加热段包括将热量提供给加热段的加热线圈和设置在所述加热线圈内的隔离件，所述加热段具有一个部分；
具有一个部分的输送机构，其设置在所述加热段内，该输送机构将所述基片输送过加热段；
与所述加热段结合的冷却区，该冷却区具有逆流热交换器，用于在所述基片通过冷却区时冷却基片；
出口隔幕段组件，用于在所述基片冷却时帮助基片从炉子退出；和
处理腔，该处理腔延伸穿过所述加热段，并将加热段与所述入口隔幕段组件和冷却区联接起来，其中所述加热段的部分超过处理腔在加热段内的部分、在加热段内的输送机构部分和基片部分面积的组合部分。

21.  如权利要求20所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述处理腔包括：
第一过渡段，其横截面积小于所述处理腔的横截面积，该第一过渡段设置在所述处理腔的第一端，从而将所述处理腔与入口隔幕段组件联接起来；和
第二过渡段，其横截面积小于处理腔的横截面积，该第二过渡段与第一过渡段相对地设置在处理腔的第二端，从而将所述处理腔与冷却区联接起来。

22.  如权利要求20所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，所述输送机构是活动梁组件。

23.  如权利要求20所述的用于对基片进行热处理的炉子，其特征在于，炉子还包括：
设置在所述加热段内的现场热电偶。

连续加热炉
技术领域
本发明一般地涉及炉子，更具体地，本发明涉及一种连续加热炉，其具有多个用于对基片进行热处理的加热区。
背景技术
今天，许多产品在生产过程中受到热处理操作，产品由于许多原因而受到热处理，包括半导体晶片制造过程中的热固化，硬化产品的材料例如钢的退火操作，或类似处理。通常，热处理过程在非常高的温度下执行，为了在这些高温下执行热处理操作，炉子被构造成能具有高的工作温度。
在某些场合，用于热处理的炉子由具有很大热惰性的砖构造成，这些砖炉通常具有如图1所示的矩形构形，图1表示根据现有技术的砖炉10的横截面图。砖炉10包括一个矩形的横截面，产品在热处理的过程中经过该横截面。在热处理操作的过程中，为了确保正常的热处理，统一的热环境是优选的，但是，由于现有技术的砖炉的矩形横截面，统一的热环境难以实现。实际上，袋形部分A1到A4和B通常形成在砖炉10的横截面之内，袋形部分A1到A4和B与砖炉10的横截面的其它部分相比具有不同的温度。由于袋形部分A1到A4和B处于不同的温度，所以需要进行单独调节以将袋形部分A1到A4和B保持在与砖炉10统一的温度下，还需要额外的区域以将袋形部分A1到A4和B保持在统一温度下。因此，单独调节所需的额外元件与额外区域一起增加了砖炉的工作成本。同样，由于元件的数量增多增加了故障的可能性，所以元件的数量增多降低了可靠性。而且，由于用于砖炉中的砖具有很高的热惰性，所以砖炉需要大量时间来达到工作温度。同样，由于炉子所需的时间和能量增加，所以与使用这些炉子的产品相关的制造成本增加。
为了处理与砖炉相关的问题，厂商开始使提供的炉子具有更轻的绝热材料和更低的面积。使用更轻的绝热材料和更低的面积的炉子包括具有矩形构形的轻型炉子，但是，这些轻型炉子也遭受到与具有矩形构形的砖炉相关的问题。
这些炉子包括圆柱形的加热件，加热件具有设置在其中为加热件提供热量的金属丝，如美国专利4596922中所述，该公开在此全部并入作为参考，现有技术的加热件包括一个圆柱管，其由连同金属丝一起的陶瓷绝热材料形成，金属丝设置在陶瓷绝热材料内，轻的陶瓷绝热材料包括良好的热特性，同时是可变形的，以便在不损坏金属丝或陶瓷绝热材料的情况下，金属丝在工作期间膨胀和收缩。
在现有技术的加热件工作的过程中，金属丝形成加热件的热源。照此，经过加热件的产品受到热处理操作，由此金属丝使产品受热，但是，金属丝在加热件内的构形使加热件的热效率减到最小。更进一步说，用于加热件中的现有技术的金属丝具有小的直径，照此，暴露出来的用于加热产品的表面积也是小的。为了有效地加热经过发热金属丝的产品，小面积的金属丝需要高的金属丝温度，照此，更高的温度需要提供给炉子更多地能量，因此增加了与操作炉子相关的总成本，该炉子使用现有技术加热件。另外，现有技术的炉子所需的高温降低了加热件和使用加热件的炉子的可靠性和效率。同样，由于发热金属丝的温度在炉子的工作期间波动，这些金属丝的可靠性进一步减小。
因此存在对一种装置的需要，其使炉子的热波动在炉子工作的过程中减到最小，而且，该装置应该具有增强的可靠性和最小的工作成本。
发明内容
通过提供一个具有大面积的加热段的炉子，本发明满足前述需要，炉子的加热段的面积大于炉子的工作元件的面积。
在本发明的一个实施例中，公开了一种用于对基片进行热处理的炉子，该炉子包括一个加热段，一个输送机构，一个入口组件和一个出口组件。所述加热段在基片通过炉子时对所述基片进行热处理，加热段包括将热量提供给加热段的加热线圈。部分设置在加热段内的输送机构将基片输送通过所述加热段，该输送机构通过入口组件进入加热段并通过出口组件退出加热段。炉子还包括一个设置在加热段内的处理腔，所述加热段的面积(或质量)超过设置在加热段内的处理腔、在加热段内的输送机构和基片的面积(或质量)的组合面积(或质量)。
在本发明的另一个实施例中，公开了一种用于对基片进行热处理的炉子，该基片具有一个面积(或质量)，该炉子包括一个加热段和若干工作元件。所述加热段包括多个加热线圈和设置在加热线圈内的隔离件，加热线圈对基片进行热处理，所述多个线圈的面积和隔离件的面积构成加热段的面积的一部分。具有工作元件面积的工作元件包括一个输送机构，一个入口组件和一个出口组件。设置在加热段内的输送机构将基片输送过所述加热段，该输送机构的面积的一部分构成工作元件面积。设置在所述加热段附近的入口组件允许所述基片通过输送机构进入加热段，所述入口组件包括一个延伸穿过加热段的处理腔，延伸穿过加热段的处理腔的部分具有一个面积，其构成工作元件面积的一部分。允许所述基片从加热段退出的出口组件与所述入口组件相对地设置在加热段附近，所述加热段的面积超过设置在加热段内的基片和工作组件面积的组合面积。
在本发明的又一个实施例中，公开了一种用于对基片进行热处理的炉子。炉子包括一个用于允许所述基片进入炉子的入口隔幕段组件，一个与所述入口隔幕段组件联接的出口组件和一个与所述出口组件联接的加热段。炉子还包括一个设置在所述加热段内的输送机构，一个与所述入口组件相对地设置在加热段附近的出口组件，一个冷却区和一个与该冷却区联接的出口隔幕段组件。所述加热段在所述基片通过炉子时对基片进行热处理，具有一个面积的加热段包括将热量提供给加热段的加热线圈和设置在加热线圈内的隔离件。所述输送机构在热处理过程中将基片输送过加热段。所述出口组件便于基片从所述加热段退出并进入与出口组件联接的冷却区。冷却区包括一个逆流热交换器，其在所述基片通过冷却区时冷却基片。所述出口隔幕段组件便于基片在其冷却时从炉子退出。加热段的面积超过所述输送机构、一个延伸穿过加热段的处理腔和基片在所述加热段内的组合面积。
如可理解的，本发明提供一种炉子，其具有超过炉子工作元件面积的大面积的加热段，加热段相对于工作元件的大面积使炉子在热处理操作过程中的热波动减到最小并提高了炉子的可靠性。
通过阅读本结合附图的说明书，本发明的许多优点对本领域技术人员来说是显而易见的，其中相同的附图标记表示相同的元件和其中：
图1表示根据现有技术的砖炉的横截面图；
图2表示根据本发明一个实施例的炉子的示意图；
图3是本发明的一个实施例，表示关于图2所示的入口隔幕段(或屏蔽段)组件的示意图；
图4是本发明的一个实施例，表示单个加热区的示意图；
图5是本发明的一个实施例，表示关于图2所示的出口隔幕段(或屏蔽段)组件的示意图；
图6是一个示意图，表示关于图2所示的炉子的另一个实施例；
图7A是根据本发明一个实施例的关于图2所示的入口组件的透视图；
图7B是根据本发明一个实施例的关于图7A所示的入口组件的透视图，其处于装配好的构形中；以及
图7C表示根据本发明一个实施例的关于图7A所示的加热腔的示意正视图。
一个具有高的加热段部分的炉子被公开，其用于热处理一个基片。总体上看，根据本发明一个实施例的炉子包括一个入口组件、一个加热段、一个输送机构和一个出口组件。入口组件包括一个处理腔，其允许基片从入口组件通过加热段并离开出口组件。如同将结合附图更详细讨论的，加热段的部分超过设置在加热段内的处理腔和加热段内的基片的组合部分。
现在参考附图，更具体地参考图2，其表示根据本发明一个实施例的炉子100的示意图。炉子100在基片132的热处理加工过程中对基片132(参考图3所示的)进行热处理，基片可以包括金属构件(或结构)、半导体晶片或其它需要热处理的材料和装置。这些热处理加工可以包括基片所需的任何数量的热处理，这些热处理包括但不局限于，用于半导体技术中的热固化、金属的退火或类似处理。根据本发明一个实施例，炉子100可以由直到1400摄氏度都适用的金属构造成。炉子100包括一个端部支撑构件(或结构)108，一个加热区102、一个冷却区112和一个端部支撑构件116。除了端部支撑构件116之外，炉子100还包括具有若干单独滚子106a的输送机构106。输送机构106可以是适合使基片132前进通过炉子100的任何装置，可以使用的装置包括但不局限于，带组件(即，金属带、陶瓷带)、活动梁(或步进式炉底)组件或类似装置。输送机构106允许基片132通过滚子106a移动通过炉子100，如本领域技术人员理解的，输送机构106包括用于将基片132移动过炉子100所需的各种元件(即，齿轮、链轮、马达等等)。如可参考图2看到的，在用炉子100对基片132进行热处理的过程中，输送机构106的一部分位于加热段102内。如在此定义的，在基片132的热处理和炉子100工作的过程中，输送机构106位于加热段102之内的大部分构成炉子100的工作部分。
端部支撑构件108为实现炉子100的功能所需的元件提供了一个外壳，所述元件例如是断路开关120和变压器122。端部支撑构件108还装入了电路以在炉子100的工作期间控制加热区102a至102e。此外，端部支撑构件108包括一个入口隔幕段组件109，其在炉子100外部的环境和用作气体喷射器124和126的加热区102之内的环境之间提供一个过渡区，气体喷射器124和126由图3更清楚地示出。
图3是本发明的一个实施例，表示关于图2所示的入口隔幕段组件109的示意图。入口隔幕段组件109包括气体喷射器124和126，它们在炉子100的工作期间允许气体进入和喷出入口隔幕段组件109。在本发明的该实施例中，气体喷射器126允许气体在一个方向Y上进入入口隔幕段组件109，方向Y由方向箭头Y指出，气体喷射器124在一个方向X上从入口隔幕段组件109排出气体，方向X由方向箭头X指出。因而，气体喷射器124和126允许气体在一个方向Y₁上通过入口隔幕段组件109，方向Y₁由方向箭头Y₁指出。应该注意，在本发明的另一个实施例中，气体喷射器124和126的功能可以颠倒。如此，气体喷射器124在方向Y上将气体喷入入口屏蔽组件109中，而气体喷射器126在方向X上从入口隔幕段组件109排出气体，因而，在该实施例中，来自气体喷射器124和126的气体的流动将处于方向X₁上，方向X₁由方向箭头X₁指出。在本发明的一个实施例中，由气体喷射器124和126喷入和排出的气体可以是一种惰性气体，例如氮气(N₂)。
如可理解的，端部支撑构件108具有一个部分，其构成炉子100的总部分的一部分，端部支撑构件108的部分包括实现入口隔幕段组件109的功能所需的元件，这些元件包括将气体提供给喷射器124和126的设备(即，管道、管路、软管等等)、控制入口隔幕段组件109所需的电子仪器和端部支撑构件108内的元件等等。除了端部支撑构件108之外，如结合图2所示的，炉子100还包括设置在端部支撑构件108和加热段102中间的入口通道104a。如结合该图所能看到的，处理腔134从加热段102延伸穿过入口通道104a并与端部支撑构件108和入口隔幕段组件109联接。另外，也如结合图2所示的，处理腔134从加热段102通过出口通道104b延伸到冷却区112。
加热区102包括单独的加热区102b至102e，如结合图4更清楚示出的，单独的加热区102b至102e构形成当基片132通过炉子100时对基片132进行热处理。图4是本发明的一个实施例，表示单独的加热区102b的示意图。应该了解，单独的加热区102b至102e具有与结合图4所示的构形相同的构形。如结合美国专利5038019更充分描述的，该专利的公开在此全部并入作为参考，单独的加热区102b包括加热线圈142、隔离件143、第一层144、绝热薄层146和一个接触件150。应该注意，单独的加热区102b包括一个未示出的额外接触件150，在炉子100的工作期间，通过接触件150供给电力，从而使加热线圈142由于电阻而发热。取决于希望对通过炉子100的基片132进行的热处理，加热线圈142在每个单独的加热区102b至102e内被加热到单独的温度。更进一步说，单独的加热区102b内的加热线圈142可以工作在400摄氏度下，而单独的加热区102c和102e工作在500摄氏度下，而单独的加热区102d工作在700摄氏度下，因而，如可理解的，单独的加热区102b至102e可以工作在各种温度下，因而当基片132通过炉子100时，对基片132提供不同的热处理。
相对于通过炉子100的基片132，加热线圈的表面积是相当大的，因而，与加热线圈142相比，在炉子100的工作期间通过炉子100的基片132的热需求是相对小的，加热线圈142在基片的热处理过程中受到的热损失被减到最小，加热线圈受到的最小的热损失使炉子100在热处理过程中发出的总功减到最小。此外，最小的热波动增加了加热线圈142和单独的加热区102b至102e连同炉子100的总寿命周期，由于加热线圈142对基片进行热处理所需的功很小，所以炉子100的总寿命周期也增加了，因而，炉子100使与操作炉子100相关的成本减到最小。更进一步说，炉子100的能量需求在热处理操作的过程中保持不变，因而减少了与炉子100相关的总工作成本。
加热区102b的圆形构形进一步减少了与炉子100相关的总工作成本。如结合所述的图看到的，加热区102b具有圆柱构形，在基片132的热处理期间，其使平均的热耗散成为可能。如前面讨论的，现有技术的炉子包括一个矩形构形，其中炉子内的不同区域处于不同的温度，加热区102b的圆柱构形避免了前述问题，因此改善了炉子100的总效率和基片132的热处理。
再次参考图2和炉子100，炉子100还包括处理腔134延伸穿过的出口通道104b，如关于图2所示的，处理腔134延伸穿过出口通道104b并将加热段102与冷却段112联接起来。冷却段112在基片132通过加热区102之后冷却基片132，冷却段112冷却基片以便在基片132从炉子100退出时，基片132不会由于在炉子100的环境和炉子100外部的环境之间的温度上的变化受到显著影响。同样，冷却段112还冷却基片132以便基片132在从炉子100退出时可以被最终用户处理。在本发明的一个实施例中，冷却段112可以使用一个逆流热交换器，其中当基片132在方向X₁上行进时，冷却介质例如水在方向Y₁上行进，冷却介质通过一个喷射器114送入冷却段112。冷却段112包括一个部分，其构成炉子100的总部分的一部分。此外，根据本发明的另一个实施例，冷却介质还可以如此提供，即冷却介质连同基片132一起在方向X₁上行进。
如结合图2所示的，除了冷却段112之外，一个喷射器110设置在出口通道104b的附近。喷射器110允许气体通过出口通道104b进入加热区102，可以通过喷射器110喷入加热区102的气体的例子包括氮(N₂)和氧(O₂)。在本发明的一个实施例中，为了净化氧的加热区102内的环境，氮气可以通过喷射器110喷入加热区102，在炉子100用来使金属退火的一个实施例中，为了防止基片从炉子100退出时的氧化和变色，这将是必需的。另外，为了在先前的处理过程中蒸发放在基片132上的粘合剂，喷射器110还可以喷射氧或空气。此外，为了处理加热区102内的环境，还可以通过喷射器110将氢(H₂)喷入加热区102中。
炉子100还包括一个靠近冷却段112的端部支撑构件116，端部支撑构件116容纳一个出口隔幕段组件117和控制端部支撑构件116与出口隔幕段组件117所需的电子仪器。端部支撑构件还包括一个气体系统118，其传递炉子100内的生产气体。更进一步说，气体系统118调节炉子100内的生产气体的流动和调节进入炉子100的气体的流动。另外，端部支撑构件116包括出口隔幕段组件117，其为炉子100内的受控环境和炉子100外部的环境提供一个过渡区，如结合图3和入口隔幕段组件109所讨论的。为了在环境和炉子100以及炉子100外部的环境之间提供一个过渡区，出口隔幕段组件117包括气体喷射器128和130，如结合图5更清楚示出的。
图5是本发明的一个实施例，表示关于图2所示的出口隔幕段组件117的示意图。气体喷射器128在方向X上将气体喷入出口隔幕段组件117，而气体喷射器130在方向Y上排出气体，如此，气体在出口隔幕段组件117内在方向X₁上行进。然而，应该注意，气体喷射器130可以在方向X上将气体喷入出口屏蔽组件117，而气体喷射器128在方向Y上从出口隔幕段组件117排出气体。在该实施例中，运行于出口隔幕段组件117内的气体在方向Y₁上行进。如结合图3中的入口隔幕段组件109讨论的，可以使用在出口隔幕段组件117内以便提供过渡区的气体包括氮(N₂)或任何其它合适的惰性气体。
另外，如结合图3讨论的，端部支撑构件116包括一个部分(或面积)，其构成炉子100的总部分(或面积)的一部分(或面积)。端部支撑构件116的部分包括实现端部支撑构件116和出口隔幕段组件117的功能所需的元件，这些元件包括将气体提供给喷射器128和130的装置(即，管道、管路、软管等等)、控制端部支撑构件116和入口屏蔽段组件117所需的电子仪器等等。
除了结合图2所示的实施例之外，炉子100还可以具有结合图6所示的构形。如关于图2讨论的，处理腔134与入口隔幕段组件109联接，和处理腔134与冷却区112联接。在该实施例中，处理腔134延伸穿过入口和出口通道104a与104b，并通过一个过渡段134a将加热段102与入口隔幕段组件109和冷却段112联接起来，如结合图7A更清楚示出的。
图7A是根据本发明一个实施例的关于图2所示的炉子100的加热区102的出口组件的透视图。出口组件包括管路137a至137c，过渡段134a和端块136a与136b，出口组件还包括一个软套环138和辐射屏蔽件140a与140b。如将结合图2和喷射器110更详细讨论的，管路137a至137c允许工作气体在炉子100的工作期间进入加热区102。管路137a至137c还允许一个现场热电偶进入加热区102，该热电偶允许在炉子100的工作期间持续监测加热区102的温度。
处理腔134允许基片132在基片132的热处理过程中通过加热段102，输送机构106和基片132在基片132的热处理过程中通过处理腔134。根据本发明的一个实施例，处理腔134和过渡段134a如此构形，即最小的空间存在于基片132和处理腔134之间，如结合图7C更清楚示出的。
图7C表示根据本发明一个实施例的结合图7A所示的过渡段134a的示意正视图。如结合该图看到的，过渡段134a包括一个通道134a’，其具有与基片132的尺寸132a-1和132a-2相应的尺寸134a-1和134a-2。在本发明的一个示例性实施例中，为了在炉子100的工作期间使来自处理腔134的热损失量减到最小，过渡段134a的尺寸134a-1和134a-2根据基片的尺寸132a-1和132a-2确定。如结合该图所示，为了使尺寸D1和D2减到最小，处理腔134的尺寸134a-1和134b-1被确定。例如，如果基片132的尺寸132a-1大约是10cm，那么为了容纳基片132，处理腔的尺寸134a-1优选地是大约15cm。另外，在该例子中，如果基片的尺寸132a-2大约是3cm，那么为了便于基片132通过处理腔134，处理腔的尺寸134a-2在该例子中将是大约5cm。应该注意，提供的尺寸是出于示范的目的，依据将在本发明的炉子中进行热处理的基片，可以使用任何尺寸组合。
再次参考图7A和关于图7A所示的处理腔134，过渡段134a位于端块136a和136b之内，端块136a和136b提供加热段102的热绝缘，因而在炉子100的工作期间使来自加热段102的热损失减到最小。另外，端块136a和136b支撑加热段102内的处理腔134。在本发明的一个实施例中，端块136a和136b可以由任何能将加热段102从加热区102外部的环境热绝缘的材料构造成，例如模制陶瓷纤维或类似材料。端块136a和136b还在单独的加热区102b和102e中的任一个与软套环138之间提供了一个交界。
软套环138紧靠端块136a和136b放置，从而封闭加热段102和处理腔134，软套环138在辐射屏蔽件140a与140b与端块136a和136b之间提供了一个密封。另外，软套环138还为加热段102提供热绝缘。在本发明的一个实施例中，软套环138可以由任何提供密封能力和热隔离的材料构造，例如软陶瓷或类似材料。另外，如结合图7B更清楚示出的，辐射屏蔽件140a与140b紧靠软套环138，辐射屏蔽件140a与140b进一步提供了加热段102的热绝缘，从而使来自加热段102和炉子100的热损失减到最小。在本发明的一个实施例中，辐射屏蔽件140a与140b可以由任何材料构造，只要其能在加热段102和加热区120外部的环境(例如，冷却区112、入口隔幕段组件109等等)之间实现热绝缘，例如不锈钢或类似材料。
如关于该图所示的，过渡段134a退出处理腔134。在该实施例中，过渡段134a将加热段102与冷却区112结合起来。应该注意，在本发明的示例性实施例中，处理腔134包括一个与过渡段134a相似的第二过渡段(未示出)。在该实施例中，第二过渡段与处理腔134结合，从而以相同的方式通过加热区102b进入加热段102，形成一个入口组件。同样，在该实施例中，第二过渡段将加热段102与入口隔幕段组件109结合起来。过渡段134a的横截面积小于处理腔134的横截面积，因而，当处理腔134从加热段102延伸并与入口隔幕段组件109和冷却区112结合时，过渡段134a减小了处理腔134的横截面积。
在本发明的一个示例性实施例中，加热段的部分(或质量)超过加热段内的工作元件的部分(或质量)，加热段的部分(或质量)包括设置在加热区102b至102e内的加热线圈142和加热线圈142的隔离件143的面积，工作元件的部分(或质量)包括加热段内的元件在基片132的热处理期间的部分(或质量)。如结合图2更清楚示出的，这些元件包括输送机构106在加热段102内的部分，在热处理操作期间在加热段内的任何数量的基片，和处理腔134在加热段102内的部分。加热段相对于加热段内的工作元件具有更大的部分增加了炉子100的总效率，另外，加热段102相对于工作元件具有更大的部分使炉子100在热处理操作过程中经受的热波动减到最小，从而增加了炉子100的效率和降低了与炉子100相关的工作成本。
因此，本发明对基片的热处理提供了一个有吸引力的选择，如前述的，炉子采用一个加热段，其相对于炉子的工作元件和受热处理的基片具有大的部分(或质量)，加热区内的加热线圈受到的热损失和加热区自身内的热损失是相对小的，照此，加热区和炉子需要的热功相当小，从而增加炉子的寿命周期。另外，由于炉子需要稳定的能量流，所以炉子的能量需求是小的。更进一步说，当对基片进行热处理时，由于基片的热处理，炉子在热能方面引起最小的损失。由于炉子在工作期间不会引起大的热波动，所以在基片的热处理过程中，炉子需要最少的补充能量。
上面是实现本发明的示例性模式，不应认为是限制性的，对于那些本领域普通技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出改变，本发明在所附的权利要求中阐明。