KR100299113B1

KR100299113B1 - 열처리장치및열처리방법

Info

Publication number: KR100299113B1
Application number: KR1019940015458A
Authority: KR
Inventors: 모노에오사모
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 2001-11-30

Abstract

프로세스 튜브으 외벽과 발열 저항체 사이의 틈새부에, 공기를 유통시키는 노즐이 설치되어 있다. 이 노즐의 구멍은 반도체 웨이퍼의 배열영역에 대응하는 프로세스 튜브를 향하여 경사져 있다. 또, 노즐의 구멍은 반도체 웨이퍼의 배열영역의 길이에 따라서 공기를 불어 내는 각도 및 위치결정이 이루어지고 있다. 따라서, 프로세스 튜브에 있어서의 자연방열이 작은 개소를 강제적으로 냉각하는 것에 의하여 프로세스 튜브의 전영역에서 냉각효과를 균등화하면서 온도강화시간을 단축한다.

Description

열처리 장치 및 열처리 방법

제1(a)도는 본 발명의 실시예 1에 관한 열처리 장치의 일예를 나타내는 모식적인 단면도.

제1(b)도는 노즐의 배치를 나타내는 평면도.

제2도는 제1도에 나타낸 열처리 장치에 사용되는 발열 저항체의 구조를 나타내는 사시도.

제3도는 제2도에 나타낸 발열 저항체의 고정구조를 나타내는 일부단면도.

제4도는 제1도에 나타낸 열처리 장치에 사용되는 피처리체의 지지구조를 나타내는 모식도.

제5도는 제4도에 나타낸 지지구조에서의 복사열의 입사상태를 설명하기 위한 모식도.

제6도는 제4도에 나타낸 지지구조에서의 온도분포를 설명하기 위한 선도.

제7도는 제1도에 나타낸 열처리 장치에 있어서의 요부의 변형구조를 설명하기 위한 모식도.

제8도는 본 발명의 실시예 2에 의한 열처리 장치의 일예를 나타내는 모식적인 단면도.

제9도는 제8도에 나타낸 열처리 장치에 사용되는 발열 저항체의 구조를 나타내는 사시도.

제10도는 제9도에 나타낸 발열저항체의 고정구조를 나타내는 일부 단면도.

제11(a)도는 본 발명에 의한 열처리 장치의 요부 구조를 나타내는 단면도.

제11(b)도는 열처리 장치에 있어서의 온도관리 구조의 종래예를 비교하기 위하여 나타내는 단면도.

제12도는 제11도에 나타낸 요부의 일부를 꺼내어 나타낸 사시도.

제13도는 제11도중, 부호 P로 나타내는 방향에서 본 단면도.

제14도는 본 발명의 실시예 3에 의한 열처리 장치의 일예를 나타내는 모식적인 단면도.

제15도는 제14도에 나타낸 열처리 장치에 사용되는 발열 저항체의 구조를 나타내는 모식도.

제16도는 본 발명에 의한 열처리 장치의 요부구조를 나타내는 사시도.

제17도는 제16도에 나타낸 요부의 일부를 꺼내어 나타낸 사시도.

제18도는 제17도중, 부호 H로 나타내는 방향에서 본 사시도.

제19(a)도는 본 발명의 실시예 4에 의한 열처리 장치의 발열 저항체의 고정구조를 나타내는 단면도.

제19(b)도는 제19(a)도의 부호 B로 나타낸 방향에서 본 사시도.

제20도는 열처리 장치의 요부구조를 나타내는 전개도.

제21도는 본 발명의 실시예 5에 의한 열처리 장치의 발열 저항체의 배선상태를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,110 : 프로세스 튜브 10A : 삽입구멍

10A,10B : 튜브 10C : 공간

12,114 : 노실 14,118 : 보온통

16,120 : 보트 18,122 : 반도체 웨이퍼

20 : 파이프 22,124 : 플랜지 캡

24 : 링형상 트레이(벨트) 24A : 재치면

24B : 측벽

26,26a,26b,26c,130,130a,130b,130c,130b₁,130b₂,180,181 : 발열저항체

28,28a,28b,28c,134,134a,134b,134c : 단열재

30 : 냉각파이프 32,146 : 외부쉘

34 : 수냉커버 36,136 : 스테이플

40 : 틈새부 40A : 세정가스 도입파이프

50 : 노즐 52 : 공기 도입구

56 : 파이프 58 : 블로어

60 : 배기구 62 : 셔터수단

64 : 열교환기 66 : 배기팬

70 : 순환파이프 80 : 통로

81 : 밸브 118 : 보온통

126 : 보트 삽입구멍 131 : 접힘부

132 : 케이싱 133 : 세로 방향 부분

140 : 열전대 142 : 홀더

142A : 신호 인출용 단자 144 : 보호부재

148 : 수냉커버 150 : 냉각통로

152 : 단열부재 156 : 브래키트(고정장치)

156A : 저면부 156B : 통과구멍

156C : 플랜지부 156D : 나사통과구멍

131,139 : 접힘부

130d,182a,182b,183a,183b : 끝단부

135 : 분할면 160 : 절연부재

162 : 중계부재, 러그단자 164 : 중계단자부재

166 : 단자 168 : 끼움부재

168a : 통부 169 : 구멍부

170 : 조작 잡음부재 170a : 잡음부

170b : 접힘부재 185 : 전원

L : 간격, 틈새 T : 두께

본 발명은, 피처리체에 대하여 정도가 좋은 처리를 실시할 수가 있는 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼나 LCD의 아몰퍼스 Si가 형성된 유리기판등의 피처리체에 대하여, 확산층을 형성하거나 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등을 형성하는 경우에는, 각종의 열처리 장치가 사용된다. 이들 장치는, 통상, 반응용기인 프로세스 튜브 내에 수용한 피처리체를 가열함과 동시에, 프로세스 튜브 내에 불활성 가스나 반송성 가스, 소위, 프로세스 튜브를 삽입하는 것으로, 소정의 열처리가 실행되도록 되어 있다.

이러한 종류, 열처리 장치에서는, 통상, 처리종료 후에 냉각하는 것으로, 일단, 프로세스 튜브 내의 온도를 소정 온도로 내린 후에 피처리체의 반출을 하도록 되어 있다. 이와 같은 처치는, 고온의 피처리체를 그대로 장치외로 반출한 경우, 피처리체의 표면에 산화막이 성장하여 버리고, 피처리체의 효율이 저하하거나, 피처리체, 특히 반도체 소자의 특성 악화의 원인으로 되는 것을 방지하기 위함이다.

또, 최근에는 집적회로는 고속동작화, 고집적화의 경향에 의하여, 불순물의 열확산 깊이를 보다 얕게 하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 확산정도를 향상시키고, 재현성 좋게 확산 깊이를 제어하는 기술이 요구되고 있다.

이와 같이 얕은 확산 깊이의 프로세스를 제어하기 위해서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼를, 단시간에 확산 프로세스 온도유지시간 및 온도 강하시간을 같은 프로그램으로 재현할 것이 필요로 되고 있다.

프로세스 튜브를 소정 온도까지 급속하게 온도강하함과 동시에 각 웨이퍼 면내에서 균일한 온도강하를 하기 위한 기술로서는, 예를들면 일본국 실개소 63-121429호 공보나 실공소 63-8128호 공보에 기재된 것이 있다.

상기 전자의 공보에 의하면, 프로세스 튜브의 긴 쪽방향을 따라서 형성한 나선형상의 기류에 의하여 프로세스 튜브를 온도강하하도록 되어 있고, 또 후자의 공보에 의하면, 가열 코일과 프로세스 튜브 사이에 냉각용 압축공기를 공급하기 위한 공기 분출용 파이프를 1개 또는 여러개 설치함과 동시에 반대의 노(爐)구멍으로부터 공기를 배출하도록 되어 있다.

그러나, 이들 공보 기재의 구성에 있어서도, 소정온도까지의 냉각속도나 균일성에서 충분하지 않았다.

결국, 전자 공보기재의 구성에 의하면, 프로세스 튜브를 따라서 나선 형상의 기류를 발생시키는 것이 현실적으로 곤란하며, 또 가사 나선형상의 기류를 발생할 수 있다고 하여도 발생시키기 위한 가이드 수단이 필요하게 된다. 이 때문에, 구조가 복잡화할 뿐 아니라, 기류의 유동저항이 발생하여 버리고, 충분한 냉각속도가 얻어지지 않는다.

또, 후자 공보기재의 구성에 의하면, 냉각용 공기의 공급, 배출과 함께, 파이프를 사용하고 있기 때문에 기류가 불균일하기 쉽다.

또, 파이프에 의한 공급/배기 구조에서는 공기의 유량이나 유속이 규제되기 쉽게 되기 때문에 냉각의 균일성 향상에는 한계가 있다. 또, 이 구조에 있어서는, 냉각용 공기의 공급을 강제적으로 하며, 배기는 강제적으로 하지 않는 것이므로, 이 점에서도 균일한 기류를 발생시키는 것이 어렵게 된다.

특히, 최근에는, 적어도 30℃/분 이상, 바람직하게는 100℃/분(승온시), 60℃/분(온도강하시) 정도의 고속 승온도강하도 변화 속도가 얻어지는 고속 열처리 장치의 제작이 요구되도록 되어 있는 점에서, 특히 실처리 프로세스 이외의 반입출 온도 설정 기간중의 필요 없는, 예를들면 산화막의 성장은, 집적회로의 16M, 64M의 고집적화에 있어서 문제로 되어 온다.

한편, 상기 프로세스 튜브는 발열저항체에 의하여 가열되지만, 이 발열 저항체에 대해서는 프로세스 튜브를 균일하게 가열할 수 있음과 동시에 구조가 간단하고 또 온도 검출부와의 간섭을 방지할 수가 있는 발열 저항체가 요망되고 있다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 열처리 장치에 있어서의 문제를 감안하여, 여러 장의 피처리체에 대한 승온도강하도를 급속하게 또 여러 장의 피처리체의 승온도강하도 처리를 균일하게 할 수 있고, 또 구조가 간단하고 균일하게 가열할 수 있는 발열체를 가지는 열처리 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제1 특징은 적어도 하나의 구멍을 가지며, 보트 내에 수용된 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 중형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치된 단열재와, 상기 단열재 및 상기 종형 프로세스 튜브 사이에 설치되고, 상기 종형 프로세스 튜브 내의 피처리체를 복사 등에 의하여 가열하는 발열 저항체와, 상기 종형 프로세스 튜브의 구멍으로부터, 상기 여러 장의 피처리체가 수용된 보트를 종형 프로세스 튜브 내에 반입출하기 위하여 승강 가능한 반송기구와, 상기 보트를 지지하는 보온부재와, 상기 종형 프로세스 튜브와 상기 발열 저항체 사이에 위치함과 동시에, 냉각용 기체를 불어 내는 노즐을 구비하고, 상기 노즐은 피처리체의 배치영역에 대응하는 프로세스 튜브 벽면 근방에 기체를 불어대는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명의 제3 특징은, 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치된 통형상의 단열재와, 상기 단열재의 내벽면에 둘레방향으로 간격을 두고 종방향으로 뻗음과 동시에 상하단으로 서로 번갈아 형성된 접힘부에서 접혀서 연속하는 발열 저항체와, 상기 단열재 내측의 온도를 검출하는 검출부를 갖추며, 상기 검출부는 상기 단열재를 관통함과 동시에, 그 선단이 단열재의 내측에 돌출하며, 상기 선단은 발열저항체의 종방향으로 뻗는 부분 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명의 제2 특징은, 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치되고, 둘레방향으로 2분할된 단열재와, 각 단열재의 내벽면에 설치되고, 양단부가 단열재로부터 외측을 향하여 돌출하는 발열저항체와, 상기 각 단열체의 외방 근방에 설치되고, 상기 발열저항체의 양단부에 대향하는 전극단자를 가지는 중계단자 부재를 갖추며, 상기 중계단자 부재의 전극단자와 상기 발열 저항체의 단부가 평망(平網)형상 부재에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명의 제4 특징은, 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치되고, 세로방향을 따라서 여러 가열 영역이 형성된 단열재와, 상기 단열재의 내벽면에 각 가열 영역마다 설치되며, 둘레방향으로 간격을 두고 종방향으로 뻗음과 동시에 상하단으로 서로 번갈아 형성된 접힘부에서 접혀서 연속하는 발열 저항체를 갖추며, 각 발열 저항체의 접힘부는 각 영역 사이에서의 경계를 넘어서 상호 들어가고, 인접하는 가열 영역 사이에서의 접힘부끼리가 이맞춤하는 상태로 배열되고, 각 발열 저항체는, 양단부가 대응하는 가열영역 상의 상단에서 단열재로부터 외측을 향하여 돌출함과 동시에, 상기 양단부의 가까운 근방의 접힘부가 대응하는 가열영역의 하단에 위치하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명의 제5 특징은, 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치된 단열재와, 단열재의 내벽면에 둘레방향으로 2분할되어 설치되고, 각각의 양단부가 단열재로부터 외측을 향하여 돌출하는 제1 및 제2 발열저항체를 구비하며, 한 쪽의 발열 저항체의 끝단부는, 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 인접하고, 상기 인접하는 한 쪽의 발열 저항체의 끝단부와 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 흐르는 전류의 방향은, 서로 상반하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명의 제6 특징은, 하단 구멍을 가지는 종형 프로세스 튜브 내에 여러 장의 피처리체를 동축적으로 수직방향으로 배열하여 기밀한 분위기 중에서 열처리하는 열처리 방법에 있어서, 열처리 공정을 하고, 그 후 피처리체가 배열되어 있는 중간부 또는 중간부보다 윗쪽 위치의 상기 프로세스 튜브의 측벽면 근방을 향하여 아래쪽으로부터 기체류를 불어서 온도강하공정을 하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법이다.

본 발명의 제1 및 제6 특징에 의하면, 프로세스 튜브의 바깥면 벽면과 발열 저항체의 안쪽면과의 사이의 공간부에, 피처리체인 반도체 웨이퍼의 배열영역에 대향하는 프로세스 튜브의 벽면에 냉각용 기체를 불어 대기 위한 노즐을 설치하여 온도강하 조작을 효과적으로 하도록 되어 있다.

따라서 방열범위를 프로세스 튜브의 상부까지 확대시켜서 프로세스 튜브의 구멍측과의 사이의 온도강하 불균일을 방지하고, 균일하게 온도강하할 수가 있다.

본 발명의 제2 특징에 의하면, 검출부는 단열재를 관통하여 내부에 돌출한 선단부가 둘레방향으로 인접하는 발열 저항체 사이에 배치되어 있다. 따라서, 열응력율의 시간경과변화에 의하여 발열 저항체에 변형이 일어난 경우에도 그 변형에 의하여 검출부와 발열 저항체가 접촉하는 일이 없이, 발열 저항체의 중량을 부하로서 받는 일이 없다. 이 때문에, 검출부에는, 강도를 크게 하기 위한 형상 칫수를 필요로 하지 않는다. 이것에 의하여 열용량이 크게 되는 만큼의 크기의 형상 칫수를 설정할 필요가 없기 때문에, 열이동양(끝단부로부터의 방열량)을 작게 하여 선단부에서 검지된 온도와 실제 온도 사이의 격차를 작게 하는 것이 가능하게 되고, 고속 승온도강하도 변화 등에 있어서의 제어 향상을 이룰 수가 있다.

본 발명의 제3 특징에 의하면, 발열 저항체의 끝단부에 직접 전원으로부터의 배선을 접속하지 않는 것에 의하여 발열 저항체에 대한 배선으로부터의 부하를 경감시키고 있다.

결국 발열 저항체의 끝단부와 전력공급원측의 끝단부 사이에는 중계(中繼)부재가 설치되어 있다. 이 때문에, 중계부재로서, 도전성의 평망형상의 경량부재를 사용함으로써, 발열 저항체에의 중량을 주로 하는 부하를 줄일 수 있다. 따라서, 발열 저항체가 끊어지는 등의 사태를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명의 제4 특징에 의하면, 발열저항의 끝단부가 각 영역 사이에서 같은 위치, 구체적으로는, 각 영역의 상부에 설정할 수가 있다. 이와 같이, 접힘부를 서로 이맞춤시킨 상태로 배치한 경우에는, 한 쪽의 영역이 배열방향의 최단측과 중앙영역에서 접힘부의 배열 간격을 다르게 함으로써, 발열 저항체에 있어서의 끝단부를 각 영역마다 통일위치로 할 수가 있다.

따라서 각 영역에서의 발열 저항체끼리의 끝단부 위치를 일치시킬 수가 있게 되기 때문에, 프로세스 튜브의 영역마다에서의 형상 및 조립 순서를 공통화할 수 있다.

본 발명의 제5 특징에 의하면, 둘레방향으로 분할된 제1 및 제2 발열 저항체의 서로 인접하는 끝단부는, 전류가 흐르는 방향이 상반되는 방향으로 되도록 배선되어 있다.

이 때문에, 전류가 흐를 때에 발생하는 자계의 방향에 의하여 생기는 자력을 균형상태로 할 수 있으며, 자력발생에 의한 서로 인접하는 발열 저항체의 파손을 방지할 수 있다.

[실시예]

[실시예 1]

이하, 제1도 내지 제7도에 의하여, 본 발명의 실시예 1에 대하여 설명한다.

제1(a)도는, 반도체 웨이퍼의 산화확산 처리에 사용되는 종형 열처리 장치를 나타내고 있다.

이 열처리 장치에서는, 적외선 등의 복사열선을 투과하기 쉽고, 고온에 있어서 불순물의 발생이 작은 재료, 예를 들면 고순도 석영제의 하단 구멍을 가지는 프로세스 튜브(10)를 가지고 있고, 이 프로세스 튜브(10)의 하단 구멍부에 서포터, 예를들면 스테인레스 스틸로 구성되는 베이스 플레이트(도시되지 않음)가 설치되며, 긴 쪽방향이 수직방향으로 설치되어 지지되어 있다. 이 프로세스 튜브(10) 내는 노실(爐室)(12)이 구성되어 있다.

이 프로세스 튜브(10)에 의하여 형성되는 노실(12) 내에는 보온통(14)상에 재치된 피처리체 수납용 보트(16)가 반입출 가능하게 설치되어 있고, 이 보트(16)에 다수장의 피처리체인 반도체 웨이퍼(18)가 수평상태로 수직방향으로 등간격으로 동축적으로 배열지지되어 있다.

또, 상기 노실(12) 내에는, 프로세스 튜브(10) 밖으로부터 프로세스 가스를 도입하기 위한 파이프(20)가 설치되어 있으며, 반도체 웨이퍼(18)에 대한 원하는 처리, 예를들면 산화공정, 확산공정 등을 실행가능하게 되어 있다. 또, 상기 보온통(14)은, 상기 프로세스 튜브(10)의 덮개작용을 하는 플랜지 캡(22) 상에 탑재되며, 이 플랜지 캡(22)은 도시하지 않은 엘레베이터 아암에 부착되어 상하 이동한다. 이 상하이동은 상기 보온통(14) 및 보트(16)를 상하이동시키고, 상하 이동에 의하여 상기 프로세스 튜브(10)의 구멍, 즉 보트 삽입구멍(10A)을 상기 플랜지 캡(22)에 의하여 밀봉할 수 있도록 되어 있다.

또, 보온통(14)은, 회전, 예를들면 모터(도시하지 않음)의 회전을 벨트(24)를 통하여 회전축에 전달하고, 회전가능하게 되어 있다.

한편, 상기 프로세스 튜브(10)의 바깥면에는 히터, 예를들면 원통형상 발열 저항체(26)가 동축적으로 설치되어 있다. 이 발열 저항체(26)의 외측에는 발열 저항체(26)를 지지, 포위하는 단열재(28)가, 그리고 단열재(28)의 바깥면에는 외부쉘(32) 및 냉각매체를 순환시키는 냉각 파이프(30)를 수용한 수냉커버(34)가 각각 설치되어 있다.

상기 발열 저항체(26)는, 상기 노실(12) 내를 종방향을 따라서 예를들면 상부, 중앙 및 저부 등의 여러 영역으로 나누어서 각각 원하는 온도 조건하에서 가열할 수 있도록 상부측, 중앙측 및 저부측 등의 각각에 대응하여 발열 저항체(26a),(26b),(26c) 등으로 구성되도록 여러 영역방식이 채택되어 있다. 이 구성에 의하여 적어도 반도체 웨이퍼(18)의 배열영역, 소위 균열영역에서의 가열이 이루어지도록 되어 있다. 또, 영역분할 수는 한정되지 않고, 4영역, 5영역 등 적절하게 필요에 따라서 선택가능하다. 또, 단열재(28)도 상기 상부, 중앙 및 저부의 3영역에 대응하여 상부측 중앙측 및 저부측의 각각의 단열재(28a),(28b),(28c)로 분할하여 구성되어 있다. 물론 이 단열재는 일체로 하여도 좋다.

또, 이들 단열재(28a),(28b),(28c)는, 원통형상의 것으로, 예를들면 반원통형상의 것을 1개 조합시켜서 구성되어 있다. 이것에 대응하여 상기 발열 저항체(26a),(26b),(26c)도 둘레방향으로 2분된 것을 조합시키도록 되어 있다. 상기 단열재(280의 두께는 고속승온도강하도의 면에서, 예를들면 45㎜ 이하로 설정되어 있고, 본 실시예의 경우, 25㎜의 두께로 설정되어 있다. 이와 같은 단열재(28)의 두께는, 발열 저항체(26)의 지지, 및 내열강도를 유지할 수 있는 것이라면, 될 수 있는 한 얇게 되는 것이 후술하는 고속승온강하도의 열처리로에서의 온도변화 속도를 향상시키는 의미에서 바람직하다.

발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 소재로서는, 재료, 예를들면 2 규화몰리브덴(MoSi₂)제가 사용되고 있다. 구체적으로는, 2규화몰리브덴(MoSi₂)을 주성분으로 한 히터(캔탈사제의 캔탈슈퍼 발열체)가 일예이다. 이 2 규화몰리브덴제의 발열 저항체(26a),(26b),(26c)는, 상온에서 저항치가 매우 작고, 고온으로 되면, 저항치가 크게 되는 성질을 가진다. 그리고, 2 규화몰리브덴제의 발열 저항체(26)는, 선직경(d)에 관하여, 조립시의 핸들링이나 운반시의 파손 등을 일으키지 않고 조립 등의 가공에 대한 내구성을 확보함과 동시에 고속승온도강하도 특성을 얻기 위하여, 1.5 ＜ d ＜ 6(㎜)의 관계가 가장 좋다. 또, 발열 저항체(26)의 표면부하는, 설게 사용온도에 의하여 10~30W/㎠ 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 설정함으로써, 종래의 저항발열체인 FeCrAl 발열체의 최대 표면부하가 1200℃에서 2W/㎠ 정도인 것에 대하여, 본 실시예는 수배~십수배의 발열량이 얻어지고, 온도상승속도에 관해서도, 종래 사용되고 있는 FeCrAl 발열체를 사용한 열처리로에 있어서의 노내온도가 10℃/분의 온도상승인 것임에 대하여 적어도 30℃/분이상, 바람직하게는 100℃/분 정도의 온도 상승속도가 얻어진다.

또, 고속온도 특성도 얻어지고 있다. 즉, 20℃/분 이상, 예를들면 50℃/분이 얻어지고 있다.

또, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 구성은, 제2도에 나타낸 바와 같이, 각 영역마다, 일체의 선재를 종방향으로 늘리고, 상하로 번갈아서 U자형상으로 구부려서 연속하는 형상(이하, 이 형상을 미얀다 형상이라고 함)으로 설정되어 있다.

그래서, 이 미얀다 형상으로 형성한 발열 저항체(26a),(26b),(26c)를 스테이플(36)로 상기 각 단열재(28a),(28b),(28c)의 내측면에 부착 유지되도록 되어 있다. 이 스테이플(36)은, 제3도에 나타낸 바와 같이, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 상부에서는, 각각의 접힘부의 꼭대기부에 부착하여 발열 저항체(26a),(26b),(26c)를 늘어 뜨려 지지함과 동시에, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 하부에서는 각각의 구부림부를 피하여 직선부분을 지지하여 위치를 고정하고 있다. 이와 같이 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 하부 접힘부를 해방상태로 하여 놓음으로써, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 열팽창, 수축에 의한 상하방향의 길이변화를 허용할 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 발열 저항체(26a),(26b),(26c)는, 가열되면 표면에 2산화규소(SiO₂)에 의하여 발열 저항체(26)의 표면보호막을 형성하고, 발열 저항체(26)가 대기중의 산소와의 반응을 억제하고 있다.

상기 발열 저항체(26a),(26b),(26c)와 직접 접촉하는 상기 스테이플(36)의 적어도 표면은, 예를들면 1200℃라고 하는 고온에서도 상기 2산화규소에 대하여 불활성한 재료로 형성되고, 상기 석출한 2 산화규소가 침식되어 발열 저항체(26)가 스테이플(36)의 접촉부에서 단선하는 것을 방지하고 있다. 2산화규소에 대하여 불활성한 재료로서는, 예를들면 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등이 있다. 또, 스테이플(36) 전체를 2산화규소에 대하여 불활성한 재료 또는 발열 저항체(26a),(26b),(26c)와 같은 재료로 형성하도록 하여도 좋다.

또, 제2도에서 발열 저항체(26a),(26b),(26c)는, 각 영영마다의 상하에서 접혀진 위치까지의 연장부가 둘래방향에서 서로 장단(長短)을 설정하고, 이 장단을 이루는 접힘부를 각 영역 사이에서의 경계부분에서 서로 넣는 것으로 이맞춤 상태로 배치되어 있다. 따라서, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)는, 각 영역 사이에서의 경계부분에서 간격 없이 설치되고, 그 결과 상부, 중앙, 저부 등의 각 영역의 경계부에서 균일한 가열이 이루어지도록 되어 있다. 또, 발열 저항체는, 상부, 중앙, 저부 등의 각 영역에서 상하로 여러 개 조합시켜도 좋고, 그 경우에는 각 인접 부분에서 상술한 바와 같이 서로 조합시키도록 함으로써, 영역 내 뿐만 아니라, 영역 경계근방을 일정한 온도로 유지할 수 있다. 또 조합상태는 상술한 예에 한정되지 않고, 균일한 온도로 유지할 수 있는 각종의 조합이 가능하다.

또, 상기 보트(16)에는, 제4도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(18)를 지지하는 치구로서, 링형상 트레이(24)가 종방향으로 여러 개 설치되어 있다.

이들의 링형상 트레이(24)는, 반도체 웨이퍼(18)를 테두리부에서 재치하여 지지하고 웨이퍼 끼리를 평행하게, 동축적으로 지지하는 것으로서, 또, 웨이퍼 테두리부로부터 외측, 예를들면 재치면(24A)의 측단은 위를 향하여 일어서 있는 측벽(24B)을 구비하고 있다.

이 측벽(24B)은, 상기 발열 저항체(26)로부터의 복사열이 웨이퍼 테두리부에 직접 입사하는 것을 방지하기 위하여, 반도체 웨이퍼(18)의 두께(T)와 동일 또는 그 두께보다도 높게 설정되어 있다 (도면중, 부호 T2로 나타낸 높이).

이와 같은 링형상 트레이(24)의 구조는, 재치되는 반도체 웨이퍼 표면과 같게 하거나 또는 그 이상으로 측벽(24B)을 높게 하는 것에 의하여, 반도체 웨이퍼(18)의 테두리부만에 히터로부터의 복사열이 입사하여 그 부분이 이상으로 고온으로 되는 것을 방지하고 있다. 결국, 서로 평행한 상태에서 반도체 웨이퍼(18)를 배치한 경우에는, 제5도에서 파선으로 나타낸 바와 같이, 가열원으로부터의 복사열이 상하로 인접하는 반도체 웨이퍼에 의하여 차폐되고, 반도체 웨이퍼(18)의 중심부를 포함하는 면내 전체 영역에 복사열을 도달시킬 수 없게 된다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(18)는, 제6도에서 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 상기 복사열이 각 웨이퍼 테두리부만에 입사하고, 테두리부만의 온도가 상승하는 것으로 된다. 그래서, 이 현상을 개선하여 웨이퍼 면내를 균일하게 온도승강하도록, 본 실시예에서는 반도체 웨이퍼(18)의 테두리부에 입사하고자 하는 복사열을 상기 측벽(24B)에 의하여 차단하는 것으로 테두리부에서 온도의 이상 상승을 방지하여 고온으로 되는 것을 억제하고 있다.

또, 제6도에서 일점쇄선으로 나타내는 온도변화는, 반도체 웨이퍼(18)의 테두리부만을 재치하는 링형상 트레이(24)를 설치하지 않는 경우에 상당하고 있고, 링형상 트레이(24)를 설치할 뿐으로도, 테두리부에서의 열용량을 증가시켜서 온도의 상승을 억제할 수가 있다.

본 실시예에서는, 단순히 반도체 웨이퍼(18)의 테두리부에서의 열용량을 크게 하여 온도상승을 억제할 뿐만 아니라, 적외선의 열선이 반도체 웨이퍼(18)의 면내에서의 온도분포를 균일한 것으로 하고 있다. 또, 링형상 트레이(24) 끼리의 간격, 결국 링형상 트레이(24)에 있어서의 재치면(24A)의 저부와 측벽(24B)의 꼭대기부 사이의 간격(L)은, 반도체 웨이퍼(18)를 재치면(24A)에 로드/언로드하는 반송아암(도시하지 않음)이 출입가능한 간격으로 되며, 또, 측벽(24B)의 폭(W)은, 반도체 웨이퍼(18) 꼭대기부 사이의 간격(L)은 반도체 웨이퍼(18) 또는 링형상 트레이(24)가 열팽창한 때에 반도체 웨이퍼(18)의 테두리와 링형상 트레이(24)의 측벽 내면과의 충돌을 피할 수 있는 칫수로 되어 있다.

한편, 프로세스 튜브(10)는, 제1(a)도에 나타낸 바와 같이, 외벽을 이루는 외부 튜브(10A)와 내벽을 이루는 내부 튜브(10B)로 이루어지는 이중벽 구조로 되고, 튜브(10A),(10B) 사이에 공간(10C)이 형성되어 있다. 이들 튜브(10A),(10B)는, 모두 적외선이 투과하기 쉽고, 내열성을 가지며 불순물이 발생하기 어려운 석영제의 투명재이고, 프로세스 튜브(10)의 구멍측에서 양자가 용착하여 일체화되어 공간(10C)을 밀봉하고 있다.

이 공간(10C)은, 발열 저항체(26)로부터 발생한 금속이온이 공간(10C)에 들어간 때에 그것을 포집하여 외부에 반송하는 통로이다. 이 때문에 공간(10C)에는, 세정가스 도입 파이프(40A)가 연결되어 있다. 이 세정가스 도입 파이프(40A)는, 프로세스 튜브(10) 중, 외부 튜브(10A)를 투과하여 공간(10C) 내에 진입한 금속이온을 포집하여 반송하기 위한 가스를 도입하도록 되어 있다. 이 때문에 공간(10C) 내에 도입된 가스는, 예를 들면 할로겐계 가스의 하나인 염소 가스 또는 산소가스가 선택되고, 또 퍼지가스로서는 질소가스가 사용된다. 이와 같은 가스는, 세정가스 도입 파이프(40A)가 연결되어 있는 도시하지 않은 공급원에 의하여, 예를들면 염소가스의 경우에는, 체적비로 1~10%의 함유량, 또는 산소가스의 경우에는 5리터/분 정도의 유량으로서 공급되도록 되어 있다. 또, 이들 가스의 총량으로서는 5-8 리터/분으로 되어 있다. 또, 공간(10C) 내에 도입된 가스는, 배기구(40B)를 통하여 도시되지 않은 회수장치를 향하여 배출된다.

한편, 제1(b)도에 나타낸 바와 같이, 프로세스 튜브(10)의 바깥면과 발열 저항체(26)가 설치되어 있는 단열재(28) 내벽면과의 사이의 틈새부(40)에는, 온도강하용의 기체, 예를들면 공기를 불어 내기 위한 노즐(50)이 여러 장 상기 프로세스 튜브(10) 바깥면을 따라서 배열, 예를들면 12장 등간격으로 설치되어 있다.

이 노즐(50)은, 단열재(28)의 하면에서 둘레방향을 따라서 형성되어 있는 공기도입구(52)에 대하여 여러 개소에 배치되어 있으며, 단면형상이 타원형상으로 되는 것으로 근원이 공기 도입구(52)에 삽입된 때에 회전이 방지되도록 되어 있다.

이 경우, 노즐(50)은, 타원의 짧은 축이 프로세스 튜브(10)의 반경방향을 향하도록 배치되어 있다.

이와 같은 타원형상은 다음의 이유도 포함하고 있다. 결국, 진원형상으로 한 경우에는, 프로세스 튜브(10)와 단열재(28) 사이를 넓히지 않는 한 근원 지지부의 두께를 확보할 수 없게 되고, 너무 넓은 경우에는 상기 프로세스 튜브(10)와 단열재(28) 사이의 간격이 크게 되는 것에 의하여 열처리 장치의 외형 칫수를 억제하는 것이 곤란해 진다.

또, 이 노즐(50)의 구멍은, 반도체 웨이퍼(18)의 배열영역, 소위, 균열영역에 대응하는 프로세스 튜브(10)의 벽면근방을 향하여 경사져 있다. 이 경사를 설정하는 것에 관해서는, 노즐(50)을 수직으로 배치하여 노즐(50)의 사출부를 분사영역을 향하는 방향으로 하여도 좋다.

또, 노즐(50)은, 원호형상, 링형상 어느것이나 좋다. 그리고, 노즐(50)은 적외선이 투과하기 쉽고, 불순물이 발생하기 어려운 재질, 예를들면 석영제의 투명체이고, 상기 발열 저항체(26)로부터의 웨이퍼 열에 들어 가는 복사열에 대하여 그림자가 없도록 하고 있다.

제1(a)도와 제7도의 상이점은, 반도체 웨이퍼(18)의 배열수가 다르게 되어 있고, 제1(a)도의 경우에는 30장으로 되고, 제7도의 경우는 예를들면 60장으로 되어 있다. 상기 노즐(50)의 구멍으로부터 불어 대는 공기류는, 예를들면 웨이퍼 배열의 중간부 또는 이 중간부로부터 윗쪽에 대응하는 프로세스 튜브(10)의 벽면 근방을 향하여 불어 대도록 방향이 설정되어 있다.

그리고, 이와 같이 반도체 웨이퍼(18)의 배열영역 크기가 다른 경우에는, 노즐(50)로부터 불어 낸 공기와 프로세스 튜브(10)의 벽면이 다르게 되어 있다. 결국, 제1(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(18)의 장수가 작은 것에 의한 배열영역이 짧은 경우에는, 보온통(14)의 위치로부터 보트(16)의 최상단까지의 거리가 짧기 때문에, 예를들면 반도체 웨이퍼(18)의 배열방향으로 2분하는 위치보다도 하측에 공기가 불어지게 된다.

또, 제7도에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(18)의 장수가 많고, 보온통(14)의 위치로부터 보트(16)의 최상단까지 거리가 긴 경우에는, 예를들면 반도체 웨이퍼(18)의 배열방향에서 2분하는 위치보다도 윗쪽에 불어진다. 이것은, 반도체 웨이퍼(18)의 장수에 불구하고, 방열하기 어려운 영역을 강제 냉각하기 때문이고, 반도체 웨이퍼(18)의 장수가 많은 만큼, 강제 냉각을 필요로 하는 영역이 윗쪽에 위치하는 것으로 되기 때문에, 상기한 구멍의 방향 및 공기의 불어 대는 위치가 설정된다.

또, 상기 공기 도입구(52)에는, 파이프(56)를 통하여 블로어(58)가 연결되어 있으며, 이 블로어(58)는, 발열 저항체(26)에의 통전이 정지되어 소위, 가열이 종료한 시점에서 동작을 개시하여 강제적으로 공기를 노즐(50)을 향하여 도입하도록 되어 있다.

한편, 단열재(28)의 천정부에는, 배기구(60)가 설치되어 있다. 이 배기구(60)는, 여러 개의 노즐(50)로부터 불어진 공기를 1군데에 집약시켜서 장치 바깥으로 배출하기 위한 것이다. 이 때문에 배기구(60)는, 단열재(28)의 천정부에 있어서의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하고, 이것에 의하여 틈새부(40) 내를 프로세스 튜브(10)의 바깥면을 따라서 흘렀던 공기가 정류화되는 것으로 기류의 불균형을 일으키지 않도록 할 수가 있다. 또, 배기구(60)에는, 셔터수단(62)을 통하여 열교환기(64) 및 배기팬(66)이 접속되어 있다. 셔터수단(62)은, 도시하지 않은 구동장치에 의하여 개폐가능한 것이며, 프로세스 튜브(10)의 냉각시에 상당하는 시기에 개방되어 배기구(60)와 서로 통하도록 되어 있다. 이 셔터수단(62)은, 배기구(60)로부터의 공기의 누설을 방지하기 위하여 설치되어 있다. 이것에 의하여 프로세스 튜브(10)를 냉각한 후에 배기구(60)에 도달하여 열교환되어 있지 않은 공기가 장치 외부에 누설하는 위험이 미연에 방지된다.

또, 이와 같은 공기의 누설을 방지하는 것으로, 더스트의 발생도 방지되는 것으로 된다.

한편, 배기팬(66)의 토출측에는, 순환파이프(70)가 연결되어 있으며, 이 순환 파이프(70)는, 블로어(58)에 접속되어 있다. 따라서, 배기구(60)로부터 배출된 공기는, 열교환기(62)에 의하여 냉각된 후에 다시 블로어(58)에 의하여 공기 도입구(52)에 공급되는 것으로 된다. 또, 블로어(58)에는, 상기 배기팬(64)으로부터의 공기의 통로외에 지금 하나의 공기 유입용 통로(80)가 연결되어 있다. 통로(80)에는 밸브(81)가 부착되어 있으며, 통로(80) 및 밸브(81)에 의하여 외기 보충장치가 구성된다. 블로어(58)가 시동한 경우에는 배기팬(64)으로부터 환류된 공기의 양이 작고, 노즐(50)로부터 불어 대는 공기의 양이 소정량에 도달하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여, 밸브(81)를 열어서 통로(80)로부터 외기를 보충한다. 이것에 의하여 블로어(58)의 시동시에 있어서의 공기의 부족을 보충하고, 프로세스 튜브(10)의 냉각효율이 저하하는 것을 방지하고 있다. 이와 같이 하여 고속승온도강하도 종형 열처리 장치가 구성되어 있다. 이 장치의 특징의 하나는, 균열관을 설치하지 않은(균열관 없음) 것에 의하여 고속승온도강하도에 기여하고 있다.

이어서 작용에 대하여 설명한다.

피처리체(18)의 열처리, 예를들면 산화처리를 하는 경우에는, 피처리체(18), 예를들면 8인치 반도체 웨이퍼를 유지한 보트(16)가 노실(12)내에 반입된다. 그리고, 노실(12) 내가 기밀상태로 설정되면, 발열저항체(26)에 의한 가열이 실시된다. 웨이퍼의 반입은 미리 노실(12) 내를 산화막의 성장을 억제하는 온도, 예를들면 600℃ 이하의 설정온도로 한후, 보트(16)를 반입하여도 좋다. 발열저항체(26)로부터의 복사열은, 직접, 프로세스 튜브(10)의 외부 튜브(10A) 및 내부 튜브(10B)를 투과하여 노실(12) 내의 반도체 웨이퍼(18)를 향하여 입사한다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(18)에서의 승온속도는 균열부재(균열관)가 존재하지 않은 분만큼 고속화한다. 또 이와 같이 승온속도가 고속화된 반도체 웨이퍼(18)는, 링형상 트레이(24)에 놓여 있기 때문에, 테두리부에서의 열용량이 크게 되는 것으로 테두리부의 비교적 빠른 온도상승을 억제하며, 또, 측벽(24B)에 의하여 입사하여 오는 복사열이 차단되기 때문에, 테두리부만이 급격한 온도상승을 초래하는 일이 없고, 웨이퍼 면내에서의 온도분포를 균일하게 승온도강하도 제어된다.

또, 상기 프로세스의 개시에 대응하여 세정 가스도입 파이프(40A)로부터 염소가스 또는 산소가스 또는 질소가스 등의 금속이온과 반응체를 가지는 가스나 퍼지가스의 어느 하나인가가 공간 내에 도입된다. 이들의 가스는, 발열저항체(26)가 가열된 때에 석출하는 이산화규소(SiO₂)나 이 발열저항체(26)를 유지하기 위하여 사용되는 스테이플로부터 발생하는 Fe, Cu, Na 이온 등의 금속이온이 외부 튜브(10A)를 투과한 경우에 이들의 금속이온을 포집하여 반송하고, 배기구(40B)로부터 외부로 배출한다. 이 때문에 외부 튜브(10A)를 투과하여 공간(10C) 내에 진입한 금속이온은 공간을 유동하는 가스에 의하여 포집되기 때문에, 내부 튜브(10B)로 부터 안쪽으로 투과할 수가 없다.

이것에 의하여, 프로세스 튜브(10) 내의 반도체 웨이퍼(18)에 대한 중금속 오염이 방지되고, 예를들면 16M, 64M의 고집적화에의 대응도 가능하게 된다. 이와 같은 공간(10C) 내에서의 가스의 유동은, 적어도 프로세스 온도가 유지되어 프로세스가 계속되어 있는 사이는 물론이고, 발열 저항체(26)에의 통전이 개시되어 프로세스 튜브(10) 내의 온도가 상승하는 과정에서도 계속된다.

상기 발열 저항체(26)나 스테이플로부터의 금속오염이 발생하지 않는 온도 이하의 온도로 되면, 상기 가스의 공급을 정지하여도 좋다.

한편, 온도강하 프로세스는, 발열저항체(26)에의 통전을 정지, 이른바, 가열동작이 해제된 후, 블로어(58)의 작동을 개시하여 공기 도입구(52)에 대하여 공기를 유입하고, 노즐(50)의 구멍으로부터 공기를 불어 내는 것에 의하여 이루어진다.

노즐(50)의 구멍으로부터 불어 낸 공기는 제1(a)도 및 제7도에서 일점쇄선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 프로세스 튜브(10)의 종방향에서, 예를들면 반도체 웨이퍼(18)를 이분하는 위치를 포함하는 윗 쪽을 향하여 불어 내어서 프로세스 튜브(10)의 바깥벽과 접촉하여 벽부의 열을 빼앗는다. 따라서, 프로세스 튜브(10)의 구멍측에서는, 자연방열에 의한 온도강하가 진행하고, 그리고, 프로세스 튜브(10)의 상부에서는 분출되는 공기에 의한 강제온도 강하가 이루어진다. 이 때문에 프로세스 튜브(10)의 종방향 전영역에서의 온도강하 효율이 균등화되고, 또, 신속하게 온도를 저하시킬 수 있다. 특히, 가열조작을 정지한 후, 프로세스 튜브(10) 내에서는, 상부의 분위기 온도의 온도강하 속도가 늦게 되어 있기 때문에, 가열기체가 체류하고 있는 범위에 강제적인 공기의 불어대는 것에 의한 온도강하를 실행하는 것으로, 반응관 내에서의 온도구배가 없게 되고, 온도강하 효과가 향상하는 것으로 된다.

그리고, 프로세스 튜브(10)의 외벽면의 상부를 따라서 윗 쪽에 흐른 공기는, 배기구(60)에 집약하여 배기팬(66)에 의하여 열교환기(64)를 통과하여 다시, 블로어(58)에 도달한다.

본 실시예에 의하면, 공기 도입구(52)로부터 노즐(50)을 통하여 프로세스 튜브(10)의 바깥벽에 불어 대는 공기를 리사이클할 수가 있다.

이 때문에, 크린 룸 내의 공기를 유입하는 양을 적극적으로 낮게 할 수가 있기 때문에, 크린 룸 내에서의 공기의 소비량을 작게 할 수가 있다.

또 본 실시예에 의하면, 프로세스 튜브(10)에 있어서의 자연 방열에 의한 냉각부 이외를 강제적으로 냉각할 수 있도록 하는 것으로, 프로세스 튜브의 높이 방향 전영역에서의 냉각효율을 균등화하여 프로세스 튜브의 온도강하 속도를 빠르게 할 수 있다.

또, 단열재의 높이를 얇게 함으로써, 발열 저항체로부터의 열복사를 유효하게 작용시켜서 온도를 고속으로 승강시킬 수 있다. 이와 관련하여 종래 사용되고 있었던 단열재는, 예를들면 50㎜ 이상의 것이지만, 본 실시예에서는, 이 이하에 해당하는, 예를들면 25㎜의 두께로 함으로써, 종래의 것에 비하여 제어성의 향상을 수반한 고속의 온도상승이 가능하다.

또, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러가지 변형할 수가 있다.

예를들면 본 발명이 대상으로 하는 피처리체는, 적어도 면형상의 피처리체라면 좋고, 반도체 웨이퍼 이외에도, 예를들면 LCD 기판등이어도 좋다. 또 본 발명이 적용되는 열처리장치로서는, 산화, 확산장치 이외에도, 예를들면 CVD, 어닐에 적용되는 장치를 대상으로 할 수도 있다.

또, 프로세스 튜브는, 실시예에서 나타낸 이중벽 구조에 한정되지 않고, 단일체의 벽부를 가지는 석영 튜브를 대상으로 하여 강제 냉각구조를 설치할수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 적어도 웨이퍼 열(列)의 온도 강하 효율을 높일 수 있다. 이 때문에 가열처리 종료 후에 있어서의 프로세스 튜브의 온도 강하시간을 단축할 수가 있게 된다.

또 본 발명에 의하면, 노즐로부터 불어 대는 공기는, 그 노즐로부터 불어 댄 공기를 리사이클하여 사용할 수가 있다. 이 때문에 열처리 장치가 설치되어 있는 크린 룸 내의 공기의 소비량을 작게 하여 크린 룸에서의 공기의 공급 및 청정관리의 번거로움을 줄일 수 있게 된다.

[실시예 2]

이하 제8도 내지 제14도에 도시하는 실시예에 의해서 본 발명의 실시예 2의 세부를 설명한다.

제8도는 반도체 웨이퍼의 산화 확산 처리에 사용되는 열처리장치를 도시하고 있다.

이 열처리장치는 석영제의 프로세스 튜브(110)가 가령 스테인레스 스틸로서 이루어지는 베이스 플레이트(도시생략)를 통해서 세로방향으로 세워서 설치 지지되고 있으며, 이 프로세스 튜브(110) 내측에 노 실(114)이 형성되도록 되어 있다. 또, 상기 프로세스 튜브(110)는 케이싱(132) 내에 들어가도록 되어 있다.

이 프로세스 튜브(110)에 의해서 형성되는 노 실(114)내에는 보온통(118)에 재치된 보트(120)가 끼우고 떼기가 가능하게 되어 있으며, 이 보트(120)에 여러개의 피처리체인 반도체 웨이퍼(122)가 수평이 되게 등간격으로 배열 지지되고, 도시가 생략된 처리가스 공급원으로부터 가스를 공급하여 반도체 웨이퍼(122)에 대해서 처리를 실행가능하게 되어 있다. 그리고, 보온통(118)은 플랜지 캡(124) 위에 탑재되고, 이 플랜지 캡(124)는 도시가 생략된 엘리베이터 아암에 장착되어서 상하 이동하며, 상기 보온통(118) 및 보트(120)를 상하 이동시킴과 동시에 상기 프로세스 튜브(110)의 보트 삽입구멍(126)을 밀봉할 수 있도록 되어 있다.

상기 프로세스 튜브(110)의 바깥 둘레에는 발열 저항체(130)가 설치되어 있으며, 이 발열저항체(130)의 바깥측에는 발열저항체(130)를 지지, 포위하는 단열재(134)가 설치되어 있다.

발열저항체(130)는 상기 노실(114) 내를 예로서 톱, 센터 및 보톰 등 여러개의 가열 존으로 나누고, 각각을 적절한 온도 조건항서 가열할 수 있도록 톱측, 센터측 및 보톰측등의 각각의 발열저항체, 즉 130a,130b,130c로서 구성되는 것과 같은 여러개의 존 방식이 채용되고 있다. 그리고, 존 분할 수는 한정되지 않으며, 4존, 5존 등 적절히 필요에 따라서 정하면 된다. 또, 단열재(134)도 상기 톱, 센터, 및 보톰 등의 여러개의 존에 대응해서 톱측, 센터측, 및 보톰측 등의 각각의 단열재(즉 134a,134b,134c)로 분할해서 구성되어 있다.

또한, 이들 단열부재(134a,134b,134c)는 원통형상의 것으로서 반원통 형상의 것을 2개 조합해서 형성되도록 되어 있으며, 이에 대응해서 상기 발열저항체(130a,130b,130c)도 반원통형상의 것을 2개 조합시키도록 되어 있다.

발열저항체(130a,130b,130c)는 2규화몰리브덴(MoSi₂)제의 것으로 하고 있다. 구체적으로는 2규화몰리브덴(MoSi₂)를 주성분으로 한 히터(캔탈사제의 캔탈스퍼 발열체)를 채용할 수가 있다. 이 2규화몰리브덴제의 발열저항체(130a,130b,130c)는 상온에서 저항치가 대단히 작고 고온이 되면, 저항치가 커진다. 2규화몰리브덴은 종래 사용되고 있는 FeCrAl 발열체의 최대 표면부하가 1200℃에서 예로서 2W/㎠정도인데 대해서 예로서 20W/㎠정도라는 약 10배의 발열량으로서 강력한 파워 증가가 얻어지며, 종래 사용되고 있는 FeCrAl 발열체를 사용한 열처리로에 있어서의 노내 온도, 즉, 10℃/분의 온도 상승인데 대해서 가령, 100℃/분으로 온도 상승을 급격히 할 수가 있으며, 앞서 말한 고속 열처리로에서의 승온 특성을 얻기 위해서 적용하기가 쉽다.

또, 발열저항체(130a,130b,130c)는 제9도와 같이 1개의 선재를 세로방향으로 뻗게 하여 세로 방향 부분(133)을 형성하고, 상하 끝에 형성된 접힘부(131)에서 교대로 U자형으로 접혀서 연속하는 형상(이하, 이 형상을 미얀다 형상이라고 한다)으로 설정되어 있다.

그리고, 이 미얀다 형상으로 형성한 발열저항체(130a,130b,130c)를 스테이플(136)로 상기 각 단열재(즉 134a,134b,134c) 내측면에 장착하여 유지시키도록 되어 있다. 이 스테이플(136)은 제9도 및 제10도와 같이 발열저항체(130a,130b,130c)의 상부에서는 각각의 접힘부(131)의 정상부에 장착해서 발열저항체(130a,130b,130c)를 매달아 지지함과 동시에, 발열저항체(130a,130b,130c) 하부에서는 접힘부(131)를 피하여 직선부분을 지지해서 위치가 고정되고 있으며, 이와같이 발열저항체(130a,130b,130c)의 하단을 해방상태로 하여 둠으로써 발열저항체(130a,130b,130c)의 열팽창, 수축에 의한 상하방향의 길이 변화를 허용할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 발열저항체(130a,130b,130c)는 가열되면, 표면에 2산화 규소(SiO₂)에 의하여 발열저항체(130)의 표면 보호막을 형성하고, 발열저항체(130)가 대기중의 산소와의 반응을 억제하고 있다.

상기 발열저항체(130a,130b,130c)와 직접 접촉하는 상기 스테이플(136)의 최소한 표면을 가령 1200℃라는 고온에서도 상기 2산화규소에 대하여 불활성인 재료로 형성하고, 상기 석출한 2산화규소가 침식되어 발열저항체(130)가 스태이플(136)의 접촉부에서 단선하지 않도록 하고 있다. 2산화규소에 대해서 불활성인 재료로서는 예로서 철(Fe), 동(Cu), 니켈(Ni)등이 있다. 그리고, 스테이플(136) 전체를 2산화 규소에 대해서 불활성인 재료, 혹은 발열저항체(130a,130b,130c)와 동일한 재료로 형성하도록 하여도 좋다.

또, 발열저항체(130a,130b,130c)는 제9도와 같이 인접하는 가열존 사이의 경계부분에서, 각 접힘부(131)가 교대로 장단의 상태로 되어 있으며, 그 장단의 접힘부(131)가 교대로 맞물림 상태에서 설치되도록 되어 있다. 따라서 발열저항체(130a,130b,130c)는 인접 경계부분에서 틈이 없이 설치되며, 그 결과 톱, 센터, 보톰등의 각 존 사이의 경계부에서 균일한 가열을 할 수가 있게 되어 있다.

그리고, 발열저항체(130)는 톱, 센터, 보톰 등의 각 존 내에서 상하로 여러개 조합하도록 하여도 좋으며, 그 경우에는 각 인접 부분에서 위 설명과 같이 교대로 조합하도록 하므로서 존 내 뿐만 아니라 존 경계 근방을 균일한 온도로 유지할 수가 있다. 또, 조합 상태는 위 설명의 예에 한하지 않고, 균일한 온도로 유지 가능한 각종 조합이 가능하다.

한편, 상기 발열저항체(130a,130b,130c)의 근방에는 이들 발열저항체가 배치되어 있는 각 존 마다 온도관리를 행하기 위한 구조가 설치되어 있다.

즉, 제11(a)도에는 본 실시예의 특징을 이루는 온도관리 구조를 횡단면으로 한 경우가 도시되어 있으며, 이 구조에는 검출부로서 열전대(140) 및 보호부재(144)가 갖추어져 있다.

열전대(140)는 한쌍의 저항선을 선단에서 접합하여 폐 회로를 구성하는 배선으로 구성된다. 이와같은 구조의 한 예로서는 감지온도의 변화에 따른 저항치의 변화에 의한 기전력의 변화를 검출온도로 보고 출력하는 구조가 있다.

또, 보호부재(144)는 파이프로 구성되어 있으며, 내부에 열전대(140)가 삽입되어 있다. 그리고, 열전대(140)는 프로세스 튜브(10)의 바깥측에 위치하는 단열재(134)로부터 돌출시킨 선단부에서만 온도의 검출이 가능하게 되어 있다.

이 때문에, 보호부재(144)는 상기 홀더(142)와 선단부와의 사이에 위치하는 단열재(134), 외부 셀(146), 이 외부 셀(146)고 수냉커버(148)로 구성되는 냉각통로(150)를 관통한다.

또, 보호부재(144)는 홀더(142)의 끝부에 고정되어 있으며, 단열재(134)측 선단으로부터 상기 열전대(140)의 선단을 돌출시키고 있다.

열전대(140)는 제12도에 도시하는 바와같이 상하에 각각 한쌍의 저항성(140a,140b)을 갖추고, 한편이 이상 검출용으로서, 그리고, 다른 한편이 제어용으로서 배치되고 있다.

본 실시예는 이상과 같은 구성이므로 검출부를 이루는 열전대(140)가 삽입되어 있는 보호부재(144)는 발열저항체(130)에 변형이 생긴 경우에도 이 발열저항체(130)의 중량을 부하로서 받는 일이 없다. 즉, 제9도와 같이 열전대(140)의 선단은 미얀다 형상으로 구성되어 있는 발열저항체(130)의 세로방향 부분(133) 사이의 대략 중앙 위치에 배치되어 있으므로, 발열 저항체(130)에 변형이 생겨도 접촉하는 일이 없다. 따라서 보호부재(144)는 종래의 것과 비교하여 강성을 높힐 필요가 없으므로, 그 외경 치수가 종래의 것에 비해서 작게 할 수 있다.

구체적으로는 종래의 보호부재(144)의 외경치수가 6~8㎜였던 것을 이 값 이하로 할 수가 있다.

본 실시예에 의하면, 보호부재(144)의 외경치수를 작게 하므로서 열전도에 의한 끝부로부터의 방열량을 저하시킬 수가 있다. 뿐만 아니라 보호부재(144)의 열용량도 작아져 있으므로, 보호부재(144) 그 자체로 흡수하는 열량은 적게 되며, 이에 의해서 검출부를 향해서 전달되는 열량의 저하가 억제된다.

이 때문에, 로 내에서의 감지온도를 외란에 의해서 저하시키는 일이 없으므르, 실 온도와 검출신호로서 꺼내는 온도와의 사이의 격차를 적게 할 수가 있다.

이와 같은 실 온도와 검출온도와의 사이의 격차가 적게 될 수 있는 것은 결국 로 내의 온도의 검출 정밀도를 저하시키지 않는다는 것이며, 온도변화에 대한 추수성을 향상시킬 수가 있다.

또, 이와같은 구성에 의하면, 보호부재(144)로부터의 방열량이 적어지므로, 이 보호부재(144)의 바깥 둘레를 둘러싸는 단열재(134)의 두께를 엷게 할 수가 있다. 즉, 제11(b)도에 도시한 종래의 것의 단열재(134)의 두께(L2)에 대해서 제11(a)도중, 부호 L1로 표시하는 두께 (L1＜L2)로 할 수가 있다.

이 때문에, 노 내에서의 승온, 온도강하시에 있어서의 변화시간을 짧게 할수가 있으며, 나아가서는 온도강하시에 있어서의 온도변화시간을 단축화할 수가 있다. 또, 단열재의 두께를 엷게 하므로서 열처리장치의 전체 구조에서의 대형화를 억제할 수도 있다. 그리고, 제11(a)도중, 부호 L은 열전대(140) 및 이것이 끼워져 있는 보호부재(144)의 길이를 나타내며, 이 길이는 제11(b)도에 도시한 종래의 것과 같다.

그런데, 본 실시예에서는 단순히, 보호부재(144)에서의 열전도에 의한 열 이동량을 저하시키는 것 뿐만 아니라, 방열을 억제하므로서 온도 검출 정밀도의 저하를 방지하도록 되어 있다. 즉, 열전대(140)에 의해서 감지된 온도가 저하하는 원인의 하나로는 보호부재(144)로의 열전달 및 전달된 열이 방출되므로서 열의 도피가 발생하는 데 있다.

그래서 본 실시예에서는 보호부재(144)에 있어서의 방열을 감소시키는 구조가 채용되고 있다. 즉, 제11(a)도에서 외부셀(146)과 수냉 커버(148)로서 구성되고 있는 노의 냉각통로(150)에는 보호부재(144)의 바깥 둘레를 둘러싸는 통로용 단열부재(152)가 설치되어 있다. 통로용 단열부재(152)는 냉각통로(150)의 범위 뿐만이 아니라 보호부재(144)에서의 홀더(142)의 끝면까지의 범위를 덮을 수가 있는 길이가 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면 냉각 통로(150) 및 그 근방에서의 방열현상이 억제되게 되므로, 열전대(140)의 선단을 냉각하지 않고, 노 내의 온도를 정밀하게 측정할 수가 있다.

한편, 본 실시예에서는 미얀다 형상으로 배열되고 있는 발열저항체(130) 서로의 사이에 위치하는 검출부가 끼워진 위치에 따라서 브래키트의 장착 위치를 조정할 수가 있도록 되어 있다. 즉 제12도에서 홀더(142)를 장착하기 위하여 설치되어 있는 브래키트(고정장치)(156)에는 검출부인 열전대(140)의 홀더(142) 및 통로용 단열재(152)를 배치하기 위하여 계단형상 오목부가 형성되어 있으며, 각 오목부는 둘레방향에서 홀더(142) 및 통로용 단열재(152)보다도 크게 형성되어 있다.

따라서 브래키트(156)는 홀더(142) 및 통로용 단열재(152)에 대하여 둘레방향에서 간격이 있는 분 만큼 이동시킬 수가 있다.

본 실시예의 경우, 홀더(142)로부터 외부룰 향해서 신호 인출용 단자(142A)(제11(a)도 참조)가 설치되어 있으므로, 저면부(156A)에서 이 단자에서 돌출하는 위치에 형성되는 통과구멍(156B) 및 수냉커버(148)에 장착되는 플랜지부(156C)의 나사통과구멍(156D)은 둘레방향을 따라가는 긴 구멍에 형성되어 있다.

이와같은 구조로 하므로서 단열재(134)에 뚫린 구멍에 보호부재(144)가 끼워진 상태임에도 불구하고, 홀더(142)의 위치에 따라서 브래키트(156)를 둘레방향(제12도중, 화살표로 도시하는 방향)으로 이동시키므로서 홀더(142)의 위치에 브래키트(156)의 위치를 정합시켜 고정할 수가 있다.

이와 같은 위치조정이 필요한 이유는 다음과 같다.

즉, 미얀다 형상으로 배열한 발열저항체(130)를 갖춘 열처리장치에서는 발열저항체(130)를 장착하기 전에 행하여지는 열전대(140)를 끼우는 삽통구멍 가공은, 노 내 벽면으로부터 단열재(134)를 향해서 드릴로 실시된다. 이것은 열전대(140)의 통과구멍 가공을, 구멍 가공후에 배열되는 발열저항체(130)의 위치를 기준으로 한 현물일치 상태에서 행하기 위한 것이다. 이 때, 브래키트(156)의 장착위치가 한정되어 있으면, 홀더(142) 및 이들로 부터 연장되는 보호부재(144) 및 열전대(140)는 브래키트(156)에 대해서 적정한 위치관계에 있지 않은 상황이 된다. 극단적인 경우에는 홀더(142)에 대하여 브래키트(156)가 간섭하여 버리는 위치관계가 되는 경우가 있다. 그래서, 본 실시예에서는 제13도중, 브래키트(156)를 실선으로 표시하는 화살표 방향으로 이동시키면, 2점 쇄선으로도시하는 바와 같이 홀더(142) 위치에 브래키크(156)의 위치를 맞추도록 조정할 수 있다.

이상과 같은 실시예에 의하면, 노의 벽부에 배치되어 있는 단열재의 두께를 엷게 할 수가 있다. 이 때문에, 노 내에서의 승온 및 온도강하시의 과도 응담성을 개선하여 소정 온도에 도달할 때까지의 시간을 짧게 할 수가 있다. 따라서, 열처리에 요하는 스루우풋을 향상시킬 수가 있다.

그리고, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러가지로 변형하는 것이 가능하다.

예로서, 본 발명이 대상으로 하는 피처리체는 최소한 면상 형상의 피처리체이면 가하며, 반도체 웨이퍼 이외에도 예로서 LCD기판등인 경우도 좋다. 또한 본 발명이 적용되는 열처리장치로서는 산화, 확산장치 이외에도 예로서 CVD, 아닐에 적용되는 장치를 대상으로 하는 것도 가능하다.

이상 설명과 같이 본 발명에 의하면 검출부의 선단을 인접하는 발열저항체 사이에 배치하므로서 발열저항체의 변형이 발생한 경우에도 발열저항체의 중량을 부하로서 받는 일이 없다. 따라서 검출부는 그 외경 치수를 작게 하여 이것 이외의 위치로의 열전도를 억제하여 열 손실을 적게할 수가 있으므로, 검출부의 선단에서의 실온도와 출력된 검출 온도와의 사이에서의 격차를 작게 하여 검출 정밀도를 저하시키지 않도록 하는 것이 가능하다.

또, 이와같이 실온도와 출력된 검출온도와의 사이의 격차를 작게 할 수가 있으므로, 노 측에서의 온도변화에 대한 응답 추수성을 개선할 수가 있으며, 더욱이 이와 같은 검출 정밀도를 저하시키지 않으므로서, 승온, 온도강하시에서의 검출 오차를 작게 하여 실제의 소정 온도에 도달할 때 까지의 시간을 짧게 할 수가 있다. 따라서 열처리 공정의 온도 관리상에서의 제어성을 개선하는 것이 가능하다.

[실시예 3]

이하, 제14도 내지 제18도에 의하여 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 또한 실시예 3은 제8도 내지 제13도에 도시한 실시예 2와 이하의 점이 다를 뿐이며, 실시예 2와 동일한 부분에는, 동일 부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.

제14도 내지 제16도에 있어서, 발열저항체(130a),(130b),(130c)의 가장 바깥쪽에 위치하는 접힘부(131)로부터 연장된 끝단부(130d)는, 둘레방향에서 2분되어 있는 단열재(134)의 분할면(135)(제16도)에 형성된 슬리트(134d)로부터 바깥쪽을 향해 돌출시키고 있다. 발열저항체(130)의 끝단부(130d)는, 이웃하는 것 끼리가 평행이 되는 듯한 상태로 연장되어 있으며, 그 사이의 틈새(L)이, 1예로서, 40㎜ 정도의 매우 좁은 배치간격이 설정되어 있어서, 분할면(135)에서의 가열되지 않은 영역이 커지는 것을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 단열재(134)로부터 바깥쪽으로 돌출하고 있는 발열저항체(130)의 끝단부(130d)는, 제16도에 있어서 2점쇄선으로 나타낸 바와같이, 단열재(134)의 외벽에 부착되는 절연부재(160)에 끼워 통해져서 단열재를 충전하는 것으로서 서로 절연된 상태로 지지되어 있다. 절연부재(160)에 끼워 통해지는 발열저항체(130)의 끝단부(130d)는 분할된 쌍방이 함께 평행하고 있으므로, 절연부재(160)으로의 끼워 통하기가 용이하게 행하여질 수 있도록 되어 있다.

또, 절연부재(160)에 끼워 통해진 발열저항체(130)의 선단은, 예컨대 알루미늄등의 도전층이 형성되고, 이 도전층에는 예컨대, 알루미늄등의 도전성 부재를 사용한 평망선으로 된 중계부재(162)가 감겨져 있다. 평망선형상의 중계부재(162)는, 발열저항체(130)으로 급전용 배선을 이루는 것으로서, 한 끝단이 상기 발열저항체(130)쪽의 도전층에, 그리고, 다른 끝단이, 예컨대, 제14도에 도시한 바와같이, 단열재(134)의 바깥쪽의 공간에 세워 설치된 중계단자부재(164)에 부착되어 있는 단자(166)에 각각 부착되도록 되어 있다. 또한, 단자(166)쪽에 위치하는 중계부재(162)는, 예컨대, 제16도에 도시한 바와같이, 말단부에 러그단자를 부착하고, 이 러그단자(162)를 나사멈춤하는 것으로써 부착된다.

따라서, 중계단자(166)에 부착된 중계부재(162)는, 경량부재인 알루미늄제의 평망선이므로, 아래로 늘어진 경우라도 그다지 큰 부하를 끝단부(130d)에 주는 일이 없다. 더구나, 끝단부(130d)와 단자(166)와의 사이의 거리도 그다지 넓지 않으므로, 바꿔 말하면, 스팬이 작으므로, 끝단부(130d)에 작용하는 구부림 모멘트도 작게 할 수 있다.

한편, 중계부재(162)는, 후술하는 끼움부재(168)에 의하여 발열저항체(130)의 끝단부(130d)에 밀착한 상태로 유지되도록 되어 있다. 요컨대, 끼움부재(168)은, 제17도 및 제18도에 도시한 바와같이, 단면형상이 발열저항체(130)의 끝단부(130d)와 상사형상으로 설정된 클립형상의 원통형상 탄성부재이다. 끼움부재(168)은 그 외주에 축선방향으로 뻗는 구멍부(169)를 가지며, 이 구멍부(169)에 끝단부(130d)를 삽입할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 끼움부재(168)은, 자기의 탄성력에 의하여, 통상 구멍부를 닫는 습성이 부여되어 있다. 또, 끼움부재(168)의 구멍부(169)의 양 조각에는, 붙이고 떼기 가능한 조작 잡음부재(170)이 부착되어 있으며, 이 조작잡음부재(170)은, 끼움부재(168)의 구멍부(169)와 반대쪽으로 연장된 잡음부(170a)를 구비하고 있다.

조작잡음부재(170)은, 끼움부재(168)의 몸통부를 지점으로하여 잡음부(170a)쪽을 요동시킬 수 있도록 되어 있으며, 제18도에 있어서, 2점쇄선으로 도시한 바와같이, 잡음부(170a)끼리를 접근시키는 방향으로 요동시키는 것으로 끼움부재(168)의 습성에 저항하여 구멍부(169)를 열 수 있다. 이 때문에, 구멍부(169)가 열리면, 발열저항체(130)의 끝단부(130d)를 들어가게 할 수 있고, 끼움부재(168)이 끝단부(130d)에 장착되게 된다. 이와같은 조작잡음부재(170)은, 끼움부재(168)의 구멍부에 발열저항체(130)의 끝단부(130d)를 삽입한 후에, 끼움부재(168)로부터 떼내어지도록 되어 있다. 요컨대, 조작잡음부재(170)은, 탄성체로된 선재가 사용되며, 잡음부(170a)와 반대쪽이 끼움부재(168)의 긴쪽방향을 따라서 되접혀져 있다. 이 되접은 방향은, 제17도에 도시한 바와같이 끼움부재(168)의 몸통부에 형성되어 있는 통부(168a)에 삽입할 수 있는 방향으로 되어 있다. 이 때문에, 끼움부재(168)의 구멍부(169) 가장자리에 마련된 통부(168a)에, 되접힌 접힘부재(170b)가 삽입된 조작잡음부재(170)은, 접힘부재(170b)를 접근하는 방향으로 교축하는 것으로 끼움부재(168)의 통부(168a)로부터 떼낼 수 있다.

본 실시예는 이상과 같은 구성이기 때문에, 발열저항체(130)의 끝단부(130d)에는, 프로세스 튜브에 있어서의 외부 셀의 분할면에 형성된 슬리트(134d)로부터 바깥쪽을 향하여 돌출한 상태로 붙여진다. 그리고, 발열저항체(130)의 끝단부(130d)에 있어서의 도전층 및 중계단자부재(164)에 있는 단자(166)과는, 도전층 및 단자(166)에 감겨진 중계부재(162)에 의하여 전기적으로 접속된다. 중계부재(162)와 발열저항체(130)의 끝단부(130d)와는, 끼움부재(168)에 의하여 밀착한 상태가 유지된다. 즉, 조작잡음부재(170)의 잡음부(170a)가 사람 손에 의하여 죄어지고, 잡음부(170a)끼리가 접근하는 방향으로 요동당하면 구멍부(169)가 열리므로, 이 상태를 유지한 채로 상기 끝단부(130d)에 대하여 끼움부재(168)이 끼워 넣어진다. 끝단부(130d)에 끼워넣어진 끼움부재(168)의 구멍부(169)는, 잡음부(170a)에 대한 사람 손으로부터 요동력이 제외되면 자기의 습성에 의하여 닫히고, 중계부재(162)를 끝단부(130d)의 도전층에 가압하는 것으로 중계부재(162)를 도전층에 밀착시킨다. 그리고, 조작잡음부재(170)은, 끼움부재(168)을 끝단부(130d)에 끼워 넣은 후에 접힘 부재(170b)가 끼움부재(168)의 통부(168a)로부터 떼내지는 것으로 끼움부재(168)로부터 떼내어진다.

따라서, 둘레방향에서 이웃하는 발열저항체(130)의 끝단부(130d)에는, 끼움부재(168)만이 남겨지게 되므로, 조작잡음부재(170)의 잡음부(170a)끼리가 간섭하는 것 같은 일이 없다.

본 실시예에 의하면, 발열저항체(130)의 끝단부(130d)의 외주에는, 이웃하는 발열저항체(130)에 장착된 끼움부재(168)의 몸통부로부터 바깥쪽을 향하여 뻗어나오는 부품이 없으므로, 분할면(135)에 형성된 슬리트(134d)내로부터 바깥쪽으로 돌출하는 발열저항체(130)의 끝단부(130d)사이의 간격을 좁게 할 수 있다. 이 발열저항체(130)의 끝단부(130d) 사이의 간격에 관하여 말하면, 종래 주조에서는, 80~100㎜ 정도 필요하였으나, 본 실시예의 경우, 상기한 바와같이 40㎜ 정도로 좁힐 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 단열재(134)의 분할면(135)에 형성되어 있는 슬리트(134d)로부터 바깥쪽을 향하여 돌출하는 발열저항체(130)의 끝단부(130d)가 평행으로 뻗어나오고 있음으로써, 절연부재(160)으로의 끼워통하기가 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지로 변형하는 것이 가능하다.

예컨대, 본 발명이 대상으로 하는 피처리체는, 적어도 면상형상의 피처리체이면 좋고, 반도체 웨이퍼 이외에도, 예컨대, LCD기판 등이라도 좋다. 또한 본 발명이 적용되는 열처리장치로서는, 산화, 확산장치 이외에도, 예컨대, CVD, 아닐에 적용되는 장치를 대상으로 하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 발열저항체에 대하여 경량인 부재로 구성된 중계부재를 설치하는 것으로 급전을 행하도록 하였으므로, 과대한 구부림 모멘트가 발열저항체에 생기는 것 같은 부하를 주는 일이 없다. 이 때문에, 발열저항체가 과대한 부하에 의하여 꺾이는 것 같은 사태를 미연에 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 프로세스 튜브의 분할면의 양쪽에 배치되는 발열저항체 끼리의 간격을 좁게할 수 있으므로, 노 내의 둘레방향에서의 온도분포를 균일화할 수 있다.

[실시예 4]

이하, 제19도 및 제20도에 의하여 본 발명의 실시예 4에 대하여 설명한다. 또한, 실시예 4는 제8도 내지 제13도에 도시한 실시예 2에 대하여 이하의 점이 다를 뿐이며, 실시예 2와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다. 제20도에 발열저항체(130)의 배치상태를 나타낸다.

제20도에 있어서, 발열저항체(130)중, 센터부분의 발열저항체(130b)가, 다시 발열저항체(130b₁) 및 (130b₂)를 가지고 있다. 발열저항체(130b₁),(130b₂)는, 제20도에 도시한 바와같이 각각 동일지름 및 같은 길이로 설정된 1본의 선재를 세로방향으로 눌러서 세로방향부분(133)을 형성하고, 상하 끝단에 형성된 접힘부(131)에 번갈아 U자형상으로 되접혀서 연속하는 형상(이하, 이 형상을 미얀다 형상이라고 함)으로 설정되어 있다.

또한, 편의상, 제20도에 있어서, 발열저항체(130b₁)의 상단과 발열저항체(130b₁)의 하단은, 일직선상에 늘어서 있다.

그리고, 제19(a)도 및 제19(b)도에 도시한 바와같이, 이 미얀다형상으로 형성한 발열저항체(130b₁),(130b₂)를 스테이플(136)으로 각 단열부재(134)의 안쪽면에 부착하여 유지시키도록 되어 있다. 이 스테이플(136)은, 제19(b)도 및 제20도에 도시한 바와같이, 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 상부에서는, 각각의 접힘부(131)의 정상부에 부착하여서 발열저항체(130b₁),(130b₂)를 매달아 지지함과 동시에, 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 하부에서는, 각각의 절곡부를 피해서 직선부분을 경사한 상태로 쳐박혀진 상태로 위치가 고정되어 있고, 이와같이 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 하단을 해방상태로 하여 놓음으로써, 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 열팽창, 수축에 의한 상하방향의 길이 변화를 허용할 수 있도록 하고 있다. 또한, 경사한 상태로 스테이플(136)이 쳐박혀지는 것으로, 제19(b)도에 도시한 바와같이, 수평방향으로 쳐박은 경우의 폭(D)보다도 수평방향에서 나타낸 폭(D1)을 작게하여서 서로 이웃하는 발열저항체 끼리의 간격을 조밀하게 하여서 배열할 수 있다.

또, 발열저항체(130b₁),(130b₂)는, 제20도에 도시한 바와같이, 위편 존과 아래편 존에 각각 배치되어 있다. 발열저항체(130b₁),(130b₂)는, 각각 존간의 경계부분에 있어서, 각 접힘부(131)가 번갈아 둘레방향에서 장단의 상태로 되어 있고, 각각의 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 장단을 이루는 접힘부(131)이 서로 들어가고, 발열저항체(130b₁),(130b₂)가 빈틈없이 배설되어 있다. 그 결과 각 존간의 경계부에 있어서 균일한 가열을 할 수 있도록 되어 있다.

발열저항체(130b₁),(130b₂)는, 제20도에 도시한 바와같이 각각의 긴 접힘부(131a)와 짧은 접힘부(131b)와의 사이의 길이(차)가 동일하게 설정되고, 또 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 끝단부(130d)가 각 존의 상부 쪽에서 단열재(134)의 외부로 꺼내져 있다. 이 때문에, 끝단부(130d)의 바로 근처의 접힘부(139)는, 각 존의 하부쪽에 위치한다.

그런데, 이와같이 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 접힘부(131)을 서로 맞물리게 한 경우에는 발열저항체(130b₁),(130b₂)사이에서 볼록부 및 오목부의 수가 쌍방에서 달라지게 된다.

그래서, 본 실시예에서는, 접힘부(131)이 서로 맞물리는 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 한편에 있어서, 접힘 간격을 시단쪽 및 종단쪽과, 중앙영역과의 사이에서 달라지게 하고 있다.

제20도는 센터부분의 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 관계를 설명하기 위한 전개도이다. 제20도에 도시한 바와같이, 아래편에 위치하는 발열저항체(130b₂)의 접힘부(131)의 배열간격, 소위, 저항선의 배열피치(L)은, 둘레방향을 따라서 모두 같은 간격으로 설정되어 있다. 한편, 이 발열저항체(130b₂)에 대하여, 접힘부(131)이 맞물리는 위편의 발열저항체(130b₁)에 있어서는, 끝단부(130d) 바로 근방의 최종 접힘부(139)의 배열간격(L1)이, 중앙영역에서 배열간격(L)과 달라져 있다. 본 실시예에서는, 발열저항체(130b₁)의 최단쪽의 배열간격(L1)이 중앙 영역의 그것(L)보다도 크게 되어 있다. 이와같은 배열간격을 설정함으로써 긴 접힘부(131a)와 짧은 접힘부(131b)사이의 길이를 발열저항체(130b₁),(130b₂) 상호간에서 일치시킨 경우라도, 외부로 꺼내지는 끝단부(130d)를 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 쌍방에 있어서, 각 존의 상부에 위치시킬 수 있다.

요컨대, 각 발열저항체(130b₁),(130b₂)끼리에서의 접힘부(131)를 상호 맞물리게 한 경우, 끝단부(131)의 위치를 발열저항체(130b₁),(130b₂) 상호간에서 같은 위치로 할 수 있다. 이 경우, 끝단부(130d)를 꺼내기 직전에 위치하는 접힘부(139)는 한편의 접힘부(139)가 다른 편의 접힘부(139)에 대하여 접힘부(139)의 곡률반경을 다르게 하면서도 대략 근사적으로 맞물리는 상태를 나타낸다. 또한 제20도에 있어서, 센터부에서의 발열저항체(130b₁),(130b₂)중, 위편에 위치하는 발열저항체(130b₁)을 대상으로 하여서 끝단부 위치에서의 배열간격을 이들 중앙 영역의 배열간격과 다르게 하였으나, 아래편에 위치하는 발열저항체(130b₂)의 배열간격을 다르게 하여도 좋다.

또, 상부의 발열저항체(130a)와 센터부의 발열저항체(130b)와의 사이에서 상술한 바와같은 발열저항체의 배열간격을 조정하여도 좋다. 본 실시예는 이상과 같은 구성이기 때문에, 발열저항체(130b₁),(130b₂)의 끝단부(130d)사이의 연장길이를 인접하는 존에 설치되어 있는 발열저항체(130b₁),(130b₂)끼리 같은 길이로 설정된다. 따라서 끝단부(130d)사이에서의 저항치는 각 발열저항체(130b₁),(130b₂)끼리 같은 값이 얻어지므로 상기 끝단부(130d)가 결선된 발열저항체(130b₁),(130b₂)는 존마다 동일한 급전량이 설정된 전원을 접속하면 좋게 된다.

한편, 상기와 같이 동일 길이에 의하여 전원에 결선된 발열저항체(130b₁),(130b₂)는 그 한편이 배열간격을 다르게 하는 것으로 끝단부(130d) 위치를 노 실 내의 각 존간에서 동일한 위치, 다시 말하면, 상부에 위치시킬 수 있으므로, 각 발열저항체(130b₁),(130b₂)에 있어서의 단자(130d)의 부착위치가 공통화된다. 따라서 노 실에서 분할된 각 존에서의 단자(130d)의 배치위치가 공통화 되므로, 노 실의 형상을 같은 것으로 할 수 있다. 또한 끝단부(130d)의 위치는 둘레방향에서도 같은 위치에 설정되어 있다.

요컨데, 발열저항체(130b₁),(130b₂)는 반원통형상의 것을 2조 조합하는 것으로 프로세스 체임버의 둘레방향에서의 가열원으로 하여서 구성되어 있으므로, 일정한 연장길이를 기본으로 한 경우에 둘레방향에서의 시단위치 및 종단위치를 같은 위치로 할 수 있다. 따라서 예컨대, 조립시의 둘레방향에서의 잡음위치를 공통화하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 의하면, 노실 내로의 짜넣기 전에 미리 접힘부(131)를 가지는 발열저항체(130b₁),(130b₂)를 형성하여 놓는 것만으로 끝단부(130d)의 위치를 노 실의 각 존에서 같은 위치에 설치하는 것이 가능하다. 즉, 등 간격으로 배열되는 접힘부(131)을 가지는 발열저항체(130b₂)와 대치하는 발열저항체(130b₁)은 시단위치 및 종단위치에서 접힘부(139)의 배열간격을 다르게 하는 것만으로 일정길이로서 시단 위치 및 종단위치를 같은 위치에 설정하는 것이 가능하다. 따라서 일정길이를 모든 발열저항체(130b₁),(130b₂)에 대하여 설정하는 것으로 동일 급전량의 전원을 사용하도록 하여도 전원의 규격을 동일한 것으로 좋으며, 각 존마다에서의 전원 시방의 변경을 요하지 않아도 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러가지로 변형하는 것이 가능하다.

예컨대, 본 발명이 대상으로 하는 피처리체는 적어도 면상 형상의 피처리체이면 좋고, 반도체 웨이퍼 이외에도 예컨대, LCD 기판 등이라도 좋다. 또한 본 발명이 적용되는 열처리장치로서는 산화, 확산장치 이외에도, 예컨대 CVD, 아닐에 적용되는 장치를 대상으로 하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 인접하는 존 간의 둘레 방향에서 접힘를 번갈아 맞물리게 한 쌍방의 발열저항체의 연장량이 같게 설정되어 있다. 이에 의하여 쌍방에서의 설정치를 같게 하여서 급전량을 같게 하는 것이 가능해지므로 동일한 전원을 사용할 수 있다.

더구나 발열저항체의 쌍방을 같은 연장으로 한 경우, 단열재로부터 바깥쪽으로 꺼내지는 쌍방의 발열저항체의 끝단부 위치가 각 존에서 통일된 위치에 설정되어 있다. 다시 말하면, 접힘부를 번갈아 맞물리게 한 상태로 배치한 경우에는 한편의 발열저항체에서의 접힘부의 배열간격을 끝단부쪽과 끝단부 사이에서 다르게 하는 것으로 쌍방의 발열저항체의 끝단부의 위치를 각 존 사이에서 통일한 위치로 할 수 있다. 따라서, 각 존마다에서의 발열저항체의 끝단부의 위치, 특히, 각 존의 세로방향 상부의 위치에 일치시키는 것이 가능해지므로 발열저항체가 열 팽창한 경우에서의 단자의 절손을 초래하는 일 없이, 또, 존 마다에서의 형상, 및 조립순서를 공통화할 수 있다. 따라서, 노 실구 조에서의 형상의 공통화, 및 조립순서에서의 공통화가 가능한 것으로 가공코스트를 포함하는 코스트의 저감이 가능해진다.

[실시예 5]

다음에 제21도에 의하여 본 발명의 실시예 5에 대하여 설명한다.

제21도에 나타내는 실시예 5는 제19(a) 내지 제20도에 나타내는 실시예 4에 대하여, 동일 가열존에 설치된 발열저항체, 예를들면 발열저항체(130b₁)가 둘레방향으로 2 분할된 제1 및 제2의 발열저항체(180),(181)로 이루어지고, 각각의 발열저항체(180),(181)의 끝단부가 인접 배치되어 있는 점을 부가한 것이다. 제19(a) 내지 제20도에 나타내는 실시예 4와 동일 부분에는 동일부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.

제21도에서, 발열저항체(130b₁)는 둘레방향으로 2분할된 제1 및 제2의 발열저항체(180),(181)으로 이루어지고 각 발열저항체(180),(181)의 끝단부(182a),(182b),(183a),(183b)에는 전원과의 사이의 배선용단자가 부착된다. 또 제1의 발열저항체(180)의 한 끝단부(182a)와 제2의 발열저항체(181)의 다른 끝단부(183a)가 배치되어 있다.

제21도에서, 둘레방향으로 분할된 제1 및 제2의 발열저항체(180),(181)는 인접하는 끝단부(182a),(182b),(183a),(183b)로, 전류가 흐르는 방향이 서로 반대되는 방향으로 설정할 수 있는 배선이 되어 있다. 요컨대, 제1의 발열저항체(180)의 한 끝단부(182a)와 제2의 발열저항체(181)의 다른 끝단부(183a)가 결선되어 전원(185)의 한쪽 단자에 접속되고, 그리고 제1의 발열저항체(180)의 다른 끝단부(182b)와 제2의 발열저항체(181)의 한 끝단부(183a)가 결선되어 전원(185)의 다른쪽 단자에 접속되어 있다. 이 때문에 분할된 발열 저항체(180),(181)끼리는 전원(185)에 대하여 병렬 접속되게 된다.

제1 및 제2의 발열 저항체(180),(181)의 길이 및 지름은 동일하게 되어 있다. 따라서, 각 발열저항체(180),(181)의 끝단부(182a),(182b),(183a),(183b)에 접속되는 단자 사이의 저항치는 각 발열저항체(180),(181)끼리에서 동일한 값이 얻어지므로, 상기 단자가 결선된 발열저항체(180),(181)는, 존마다 동일 급전량을 설정한 전원(185)에 접속된다. 더구나, 분할된 발열저항체(180),(181)끼리가 병렬 접속되어 있으므로, 발열 저항체(180),(181)의 합성저항치는 절반으로 저감하게 된다.

따라서, 전원(185)에서의 공급전력, 특히 전압에 관해서는 큰 직경의 피처리체로 처리대상이 변화한 경우에도 극단적인 고전압으로 되는 것을 억제한다.

또한 서로 인접하는 제1 및 제2발열저항체(180),(181)의 한끝단(182a),(183a)에 흐르는 전류의 방향을 상대방향으로 설정할 수 있다. 이 때문에 한끝단(182a),(182a)에 흐르는 전류에 의하여 생성되는 자계의 방향에 의하여 생기는 자력을 균형상태로 할 수 있고, 한끝단(182a),(183a) 상호간에 자계에 의한 여분의 하중이 가해지는 일이 없다. 마찬가지로 제1 및 제2발열저항체(180),(181)의 다른끝단(182b),(183b) 상호간에 여분의 하중은 가하여지지 않는다.

본 실시예에 의하면, 제20도에 나타낸 실시예 4와 동일하고, 처리로의 짜넣기 전에 미리 접힘부(131)를 가지는 발열저항체(130)를 형성하여 두는 것만으로, 단자(130d)의 위치를 로실의 각 존에서 동일위치에 위치하는 것이 가능하다. 즉, 등간격으로 배열된 접힘부(131)를 가지는 발열저항체(130b₁)와 대치하는 발열저항체(130b₁)는 시작단위치 및 종단 위치에서의 접힘부(131)의 배열간격을 다르게 하는 것 만으로 일정 길이에서의 끝단부의 꺼내는 위치를 동일위치에 설정하는 것이 가능하다.

따라서, 일정길이의 발열저항체(131)에 대하여 동일 급전량의 전원(185)을 사용하도록 하여도, 전원의 규격은 동일한 것이 좋고, 각 존마다 전원 사양의 변경을 요하지 않고서 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한하는 것은 아니며 본 발명의 요지 범위 내에서 각각 변형하는 것이 가능하다.

예를들면, 본 발명이 대상으로 하는 피처리체는 적어도 면상 형상의 피처리체이면 좋고, 반도체웨이퍼 이외에도 예를들면, LCD기판등이라도 좋다. 또한 본 발명이 적용되는 열처리장치로서는 산화, 확산장치이외에도 예를들면 CVD, 어니일에 적용되는 장치를 대상으로 하는 것도 가능하다.

제1 및 제2의 발열저항체를 각 가열존에 설치하고, 각 가열존 사이에서 제1의 발열저항체 끝단부끼리를 인접 배치하는 동시에 인접하는 끝단부 사이에 흐르는 전류의 방향을 서로 반대로 하여도 좋다. 이 경우는 한쪽의 가열존의 제1발열저항체의 한끝단과 다른쪽의 가열존의 제1발열저항체의 다른 끝단을 접속하고 한쪽의 가열존의 제1의 발열저항체의 다른끝단과 다른쪽의 가열존의 제1발열저항체의 한끝단을 접속한다. 제2의 발열저항체에 대해서도 제1발열저항체와 동일한 처리를 행한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 분할된 발열저항체의 단자부착 위치에서의 전류가 흐르는 방향을 서로 반대되는 방향으로 설정함으로 쌍방에서 발생하는 자계로부터의 자력을 균형상태로 할 수 있으므로, 자력에 의한 부하증대를 가져오는 일이 없다. 이것에 의하여 배선 순서 요컨대 단자의 위치를 특정하는 것과 같은 배선 순서를 필요로 하지 않는다.

접힘부를 상호 이맞물림시킨 쌍방의 발열저항체의 길이가 동일하게 설정되어 있다. 이것에 의하여 쌍방에서의 저항치를 동일하게 하여 급전량을 동일하게 하는것이 가능하게 되므로 동일규격의 전원을 사용할 수 있다.

그리고, 존 사이 또는 둘레방향으로 분할된 발열저항체 끼리에서의 끝단부를 발열저항체 쌍방에서 번갈아 결선한 상태에서 전원에 접속함으로써 발열체의 합성저항을 적게 할 수 있다. 따라서, 외경수치가 큰 피처리체를 대상으로하여 열처리할 경우에도, 공급전력, 특히 전압을 상승시키는 정도를 적게 할 수 있으므로, 전원설비의 대형화를 방지할 수 있다.

Claims

적어도 하나의 구멍을 가지며, 보트 내에 수용된 여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브(10)와, 상기 종형 프로세스 튜브(10)의 외측에 설치된 단열재와, 상기 단열재 및 상기 종형 프로세스 튜브(10) 사이에 설치되고, 상기 종형 프로세스 튜브(10) 내의 피처리체를 복사 등에 의하여 가열하는 발열 저항체와, 상기 종형 프로세스 튜브(10)의 구멍으로부터, 상기 여러 장의 피처리체가 수용된 보트를 종형 프로세스 튜브(10) 내에 반입출하기 위하여 승강 가능한 반송기구와, 상기 보트를 지지하는 보온부재와, 상기 종형 프로세스 튜브(10)와 상기 발열 저항체 사이에 위치함과 동시에, 냉각용 기체를 불어 대는 노즐을 구비하고, 상기 노즐은 피처리체의 배치영역에 대응하는 프로세스 튜브(10) 벽면 근방에 기체를 불어대는 것에 의해 상기 배치영역을 냉각하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐(50)의 구멍은, 피처리체의 배열방향의 대략 중간부에 대응하는 튜브를 향하여 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 단열재에, 프로세스 튜브(10) 벽면에 불어 댄 기체를 배기하는 배기구가 설치되며, 상기 배기구와 상기 노즐 사이가 순환라인에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제3항에 있어서, 순환라인에 배기된 기체를 냉각하는 열교환기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제4항에 있어서, 노즐(50) 직전의 순환라인에, 외기를 상기 순환라인에 보충하는 외기보충장치가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 노즐(50)은, 단면이 대략 타원형상을 이루고, 그 짧은 축방향이 프로세스 튜브(10)의 반경방향을 향하여 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 표면 부하는, 10W/㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브(10)와, 이 종형 프로세스 튜브(10)의 외측에 설치된 통형상의 발열 저항체(26a),(26b),(26c)와, 이 발열저항체(26a),(26b),(26c)의 외측에 설치된 단열재(28a),(28b),(28c)와, 상기 종형 프로세스 튜브(10) 내에 처리가스를 공급하기 위하여 설치된 파이프(20)를 구비하며, 상기 발열 저항체(26a),(26b),(26c)는, 선직경이 1.5㎜ 내지 6㎜의 가는 선 히터를 가지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제8항에 있어서, 가는 선 히터는, 미얀다 형상으로 배열설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브(10)와, 상기 종형 프로세스 튜브(10)의 외측에 설치된 통형상의 단열재(28a),(28b),(28c)와, 상기 단열재(28a),(28b),(28c)의 내벽면에 둘레방향으로 간격을 두고 세로방향으로 뻗음과 동시에, 상하단으로 서로 번갈아서 형성된 접힘부로 접혀져서 연속하는 발열 저항체(26a),(26b),(26c)와, 상기 단열재 내측의 온도를 검출하는 검출부를 갖추며, 상기 검출부는 상기 단열재는 관통함과 동시에, 그 선단이 단열재의 내측에 돌출하며, 상기 선단은 발열저항체의 종방향으로 뻗는 부분 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제10항에 있어서, 단열재(28a),(28b),(28c)의 외측에, 단열재(28a),(28b),(28c)와의 사이에 냉각부를 형성하는 수냉커버를 설치하고, 상기 검출부는 상기 단열재(28a),(28b),(28c) 및 상기 냉각부를 관통하여 배치함과 동시에, 상기 검출부 중, 상기 냉각부에 대응하는 부분이 통로용 단열부재에 의하여 둘러 싸여 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제11항에 있어서, 검출부의 외측끝단은, 수냉커버 바깥면에서 고정위치에 의하여 고정되고, 상기 조정장치는, 둘레방향으로 이동가능상태인 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제10항에 있어서, 검출부의 선단은, 발열 저항체(26a),(26b),(26c)의 종방향으로 뻗는 부분 사이에서 둘레방향의 대략 중간위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치되고, 둘레방향으로 2분할된 단열재와, 각 단열재의 내벽면에 설치되고, 양단부가 단열재로부터 외측을 향하여 돌출하는 발열저항체와, 상기 각 단열체의 외방 근방에 설치되고, 상기 발열저항체의 양단부에 대향하는 전극단자를 가지는 중계단자 부재를 갖추며, 상기 중계단자 부재의 전극단자와 상기 발열 저항체의 단부가 평망(平網)형상 부재에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제14항에 있어서, 한 쪽의 단열부재에 설치된 발열 저항체의 끝단부는, 단열재(28a),(28b),(28c)의 분할면 근방에서 다른 쪽의 단열부재에 설치된 발열 저항체의 끝단부에 인접하여 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제15항에 있어서, 발열 저항체의 끝단부에 평망형상 부재가 감겨지고, 평망형상 부재는 발열 저항체에 끼움부재에 의하여 밀착하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제16항에 있어서, 끼움부재는 탄성이 있는 원통형상 부재로 구성되며, 이 원통형상 부재에는 축선방향으로 뻗어서 절단된 구멍부를 가지며, 상기 끼움부재에는, 끼움부재의 탄성력에 저항하여 상기 구멍부를 여는 조작 끼움부재가 부착 및 떼어내기가 자유롭게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치되고, 세로방향을 따라서 여러 가열 영역이 형성된 단열재와, 상기 단열재의 내벽면에 각 가열 영역마다 설치되며, 둘레방향으로 간격을 두고 종방향으로 뻗음과 동시에 상하단으로 서로 번갈아 형성된 접힘부에서 접혀서 연속하는 발열 저항체를 갖추며, 각 발열 저항체의 접힘부는 각 영역 사이에서의 경계를 넘어서 상호 들어가고, 인접하는 가열 영역 사이에서의 접힘부끼리의 이맞춤하는 상태로 배열되고, 각 발열 저항체는, 양단부가 대응하는 가열영역 상의 상단에서 단열재로부터 외측을 향하여 돌출함과 동시에, 상기 양단부의 바로 근방의 접힘부가 대응하는 가열영역의 하단에 위치하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제18항에 있어서, 인접하는 가열 영역 사이에서, 한 쪽의 발열 저항체의 둘레방향의 배열 피치는 대략 일정하게 되어 있음과 동시에, 다른 쪽의 발열 저항체의 둘레방향의 배열 피치가 다른 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제19항에 있어서, 다른 쪽의 발열 저항체의 양단부측에 있어서의 둘레방향의 배열피치가, 중앙영역에서의 둘레방향의 배열 피치와 다른 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제20항에 있어서, 다른 쪽의 발열 저항체의 양단부측에 있어서의 둘레방향의 배열피치는, 중앙영역에서의 둘레방향의 배열 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제18항에 있어서, 각 가열영역에 대응하여 설치된 발열 저항체는, 각각 동일 직경 및 동일 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 조형 프로세스 튜브의 외측에 설치된 단열재와, 단열재의 내벽면에 둘레방향으로 2분할여 설치되고, 각각의 양단부가 단열재로부터 외측을 향하여 돌출하는 제1 및 제2발열저항체를 구비하며, 한 쪽의 발열 저항체의 끝단부는, 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 인접하고, 상기 인접하는 한 쪽의 발열 저항체의 끝단부와 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 흐르는 전류의 방향은, 서로 상반하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제23항에 있어서, 한 쪽의 발열 저항체의 각각의 끝단부는 다른 쪽의 발열 저항체의 대응하는 끝단부에 인접하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
여러 장의 피처리체를 뱃치처리하는 종형의 프로세스 튜브와, 상기 종형 프로세스 튜브의 외측에 설치되고, 종방향을 따라서 여러 가열영역이 형성된 단열재와, 상기 단열재의 내벽면에 설치되고, 양단부가 단열재로 부터 바깥쪽을 향하여 돌출하는 발열 저항체를 구비하고, 한 쪽의 가열영역의 발열 저항체의 끝단부는, 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 인접하고, 상기 인접하는 한 쪽의 발열 저항체의 끝단부와 다른 쪽의 발열 저항체의 끝단부에 흐르는 전류의 방향은, 서로 상반하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제23항에 있어서, 제1 및 제2발열 저항체는, 동일 직경 및 동일 길이를 가지는 것을 특징으로하는 열처리 장치.
하단 구멍을 가지는 종형 프로세스 튜브 내에 여러 장의 피처리체를 동축적으로 수직방향으로 배열하여 기밀 분위기중에서 열처리하는 열처리 방법에 있어서, 열처리 공정을 하고, 그 후 피처리체가 배열되어 있는 중간부 또는 중간부보다 위쪽위치의 상기 프로세스 튜브의 측벽면 근방을 향하여 아래 쪽으로부터 냉각용 기체류를 노즐로부터 불어 대어 온도 강하공정을 하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.