KR100566742B1 - 반도체 열처리용 반사판 및 이 반도체 열처리용 반사판의제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이물의 부착, 반응 가스의 발생을 억제함으로써, 균열, 변형을 방지한 반도체 열처리용 반사판을 제공하는 것을 과제로 한다.
원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3) 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판(1)에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기(2a)가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 이 면에 홈(2c)이 형성되어 있다.
Description
도 1은 반도체 열처리용 반사판의 실시형태를 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 무기 재료로 이루어지는 판형체의 홈 형성면을 도시하는 평면도이다.
도 4는 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 홈의 변형예를 도시하는 평면도로서, 도 5a는 동심원상의 홈만을 형성한 경우, 도 5b는 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈(2c)만을 형성한 경우를 도시하는 평면도이다.
도 6은 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 관통된 구멍의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 무기 재료로 이루어지는 판형체의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 종래의 반도체 열처리용 반사판을 도시하는 단면도이다.
도 9는 종래의 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도 이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반도체 열처리용 반사판
2 : 무기 재료로 이루어지는 판형체
2a, 2b : 면
2c, 2d : 홈
2e : 구멍
3 : 광 투과 재료로 이루어지는 판형체
3a : 석영 유리 상판
3b : 석영 유리 하판
3d : 통기 구멍
3e : 가스 배출관
10 : 무기 재료로 이루어지는 판형체
10a : 홈
10b : 구멍
본 발명은 반도체 열처리용 반사판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 열처리에 이용되는 히터의 반사판, 또 반도체 열처리로(爐)에 이용되는 반사판 혹 은 웨이퍼 보드에 적재되는 더미 웨이퍼 등의 반도체 열처리용 반사판에 관한 것이다.
반도체 제조 분야에서, 발열체로부터의 복사열을 반사하기 위해서 각종 형상, 각종 사이즈의 반사판이 이용되고 있다. 구체적으로 예시하면, 반도체 열처리에 이용되는 히터의 반사판, 반도체 열처리로에 이용되는 반사판, 보드에 적재되는 더미 웨이퍼 등을 예로 들 수 있다.
이들 반사판은 반도체 웨이퍼의 열처리에 있어서 이용되기 때문에, 먼지나 미립자 등 파티클 발생의 원인이 되지 않으며, 또 분위기 가스가 강한 부식성을 갖는 가스인 경우가 많기 때문에, 충분한 내식성을 지니는 것이 아니면 안된다.
이들 요구를 만족하는 것으로서, 본원 출원인은 반도체 열처리에 이용되는 히터의 반사판을 제안하고 있다(일본 특허 공개 제2000-21890호 공보). 이 반사판을 도 8, 9에 기초하여 설명한다.
이 반사판(20)은 적어도 한쪽 면이 거울면인 카본제 반사판(22)을, 판형의 석영 유리 지지체(21)에 봉입한 구성을 갖고 있다.
그리고, 이 반사판(20)은 석영 유리 상판(21a)과, 한쪽 면이 거울면인 카본제 반사판(22)과, 반사판용 설정 자리 대향부(오목부)(21c)를 갖는 석영 유리 하판(21b)을, 도 9에 도시하는 배치로 조립하여, 상기 융착 처리를 실시함으로써, 석영 유리 지지체(21)(21a, 21b)를 일체화시킨 것이다.
이 반사판(20)에 있어서는, 석영 유리체로 카본제 반사판(22)을 덮고 있기 때문에, 먼지나 미립자 등 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 또 충분한 내식성을 갖고 있다.
그런데, 반도체 열처리용 반사판은 200∼1200℃의 로(爐)내 환경하에서 사용된다.
그 때문에, 상기 카본제 반사판이, 상기 반사판용 설정 자리 대향부(오목부)에 의해서 형성되는 내부 공간의 분위기 가스 혹은 석영 유리와 반응하여, 석영 유리체의 내부에 반응에 의한 이물이 부착된다고 하는 기술적 과제가 있었다.
또, 카본제 반사판과 석영 유리체와의 반응 가스에 의해서, 카본제 반사판과, 카본제 반사판에 접하는 석영 유리체와의 사이가 국소적으로 기압이 상승하여, 석영유리체가 깨지거나 혹은 변형된다고 하는 기술적 과제가 있었다.
또한, 상기한 반사판은 반사판용 설정 자리 대향부(오목부)를 갖는 석영 유리 하판에 카본제 반사판을 수납하여, 상기 반사판용 설정 자리 대향부(오목부)를 덮도록 석영 유리 상판을 1200℃ 이상의 고온역에서 하중을 가하여, 융착 처리하고 있다.
이 때, 카본제 반사판에 흡착되고 있는 흡착 수분, 잔류 가스, 또 반사판용 설정 자리 대향부(오목부)에 의해서 형성되는 공간의 기체가 팽창하여, 상기 밀폐 공간을 형성하는 석영 유리체가 팽창 변형 혹은 파손될 우려가 있었다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이물의 부착, 반응 가스의 발생을 억제함으로써, 균열, 변형을 방지한 반도체 열처리용 반사판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 제조시에, 반사판에 흡착되어 있는 흡착 수분, 잔류 기체, 또 수용 공간의 분위기의 영향을 받는 일없이, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 얻을 수 있는 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 따른 반도체 열처리용 반사판은 원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 이 면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이기 때문에, 반사율을 저하시키지 않고서 양 판형체의 접촉에 의한 반응을 억제할 수 있다. 그 결과, 광 투과성 재료의 내표면에의 이물의 부착, 반응 가스의 발생을 억제할 수 있다.
또, 무기 재료로 이루어지는 판형체의 일면에 홈이 형성되어 있기 때문에, 무기 재료로 이루어지는 판형체와 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 사이의, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압의 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
여기서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이 루어지는 판형체가 모두 링형이고, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
이와 같이, 무기 재료로 이루어지는 판형체에, 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈이 형성되어 있기 때문에, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압의 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
특히, 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈이기 때문에, 반응 가스를 내외주단 방향으로 빠져나가게 함으로써, 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
또, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 원판형이며, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이 직선형이며 하나의 외주단에서부터 그 외주단에 대향하는 다른 외주단으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 원판형이라도 좋으며, 무기 재료로 이루어지는 판형체가 링형인 경우와 마찬가지로, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
이 경우, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이 그 판형체의 중심을 지나는 홈인 것이 바람직하며, 이에 따라, 특히 중심부에 발생하는 국소적인 기압 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변 형이 억제된다.
또, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이 그 판형체의 동심원상에 하나 내지 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 홈을, 그 판형체의 동심원상에 하나 내지 복수 형성하고 있기 때문에, 반응 가스를 둘레 방향에 빠지게 함으로써, 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈에 의해서, 그 판형체의 표면이 대략 균등하게 구획되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 홈에 의해서, 상기 판형체의 표면이 대략 균등하게 구획되어 있기 때문에, 판형체 전역에 있어서, 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
또, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 밀폐 배치된 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부가, 200 torr 이하로 감압되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부가, 200 torr 이하로 감압되고 있기 때문에, 무기 재료로 이루어지는 판형체와 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부 공간 내에 있어서의 광 투과성 재료와 무기 재료와의 고온 반응을 억제할 수 있다.
또, 판형체의 내부가 감압되고 있기 때문에, 반응 가스가 생기더라도, 무기 재료로 이루어지는 판형체가 밀폐 배치된 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체가 팽창 변형, 혹은 파손되는 일은 없다.
더욱이, 제조 과정에 있어서 감압할 때, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 상기 홈에 의해서, 무기 재료로 이루어지는 판형체의 흡착 수분, 잔류 기체, 내부 공간의 분위기 가스를 효율적으로 배기할 수 있다.
또, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 홈이 교차하는 위치에, 상기 판형체의 두께 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
홈이 교차하는 위치에, 두께 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있기 때문에, 제조시에, 무기 재료로 이루어지는 판형체의 흡착 수분, 잔류 기체 혹은 또 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부 공간의 분위기 가스를 효율적으로 배기할 수 있다.
또, 상기 구멍이 무기 재료로 이루어지는 판형체의 중심부에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부 공간의 분위기 가스를 배기했을 때, 판형체의 중심부의 상면과 하면 사이가 가장 압력차가 생기기 쉽다.
상기한 바와 같이 무기 재료로 이루어지는 판형체의 중심부에 구멍이 형성되어 있는 경우에는 사용시, 제조시에 있어서의 이 압력차를 작게 할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 변형을 방지할 수 있다.
상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈 길이의 총합이 판형체의 외주 길이의 1배 미만이면, 국소적인 압력 상승에 의해, 변형, 균열이 생기 고, 10배를 넘으면 강도 부족, 반사율의 저하를 초래하기 때문에, 홈 길이의 총합이 그 판형체의 외주 길이의 1 내지 10배인 것이 바람직하다.
또, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법은, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 제1 판형체에, 일면에 홈이 형성된 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하는 오목부를 형성하는 동시에, 그 저면에 관통된 통기 구멍을 형성하여, 상기 홈이 형성된 면이 상기 오목부 저면과 접하도록, 오목부 내에 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하고, 이 오목부를 광 투과성 재료로 이루어지는 제2 판형체로 덮어, 제1 판형체와 제2 판형체를 1200℃ 이상의 고온역에서, 상기 오목부 내부의 분위기를 통기 구멍을 통해 배기하면서, 융착 처리하고, 융착 처리후, 상기 통기 구멍을 폐색하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제조 방법에 따르기 때문에, 제조시에, 무기 재료로 이루어지는 판형체의 흡착 수분, 잔류 기체, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내부 공간의 분위기를 효율적으로 배기할 수 있어, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 얻을 수 있다.
또, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 따른 반도체 열처리용 반사판은 원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 무기 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면에 홈을 형성하더라도, 상기한 반도체 열처리용 반사판과 마찬가지로, 양 판형체의 접촉에 의한 반응을 억제할 수 있다. 그 결과, 광 투과성 재료의 내표면에의 이물의 부착, 반응 가스의 발생을 억제할 수 있다.
또, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 일면에 홈이 형성되어 있기 때문에, 무기 재료로 이루어지는 판형체와 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 사이의, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압의 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
여기서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 링형이고, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또 그 판형체에 형성되어 있는 홈이 직선형이며 내주단의 융착면에서 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
또, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 원판형이고, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또 그 판형체에 형성되어 있는 홈이 직선형이며 하나의 외주단의 융착면에서 그 외주단에 대향하는 다른 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
이와 같이, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체에, 직선형이며 내주단의 융착면에서 외주단의 융착면으로 연속되는 홈이, 혹은 직선형이며 하나의 외주단의 융착면에서 그 외주단에 대향하는 다른 외주단의 융착면으로 연속되는 홈이 형성되어 있기 때문에, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압의 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 열처리용 반사판 및 이 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법의 실시형태에 관해서, 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 열처리용 반사판(1)은 적어도 한쪽 면이 500∼2000 ㎚ 파장광에서의 반사율이 30%인 광택면 혹은 80% 이상인 거울면으로 이루어진 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)를, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)(3a, 3b)에 봉입한 구성으로 되어 있다.
이 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)로서는 카본, SiC, TiN 등의 세라믹스 재료 혹은 Au, Pt 등의 금속 재료를 이용할 수 있고, 내열성, 순도, 비용의 관점에서 카본, 특히, 열팽창 흑연 시트가 바람직하다.
또, 상기 판형체(3)와 접촉하는 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 면(2a)의 표면 거칠기는 Ra 0.1∼10.0 ㎛로 형성되어 있다.
이와 같이, 판형체(2)의 면(2a)의 표면 거칠기가, Ra 0.1∼10.0 ㎛로 형성되어 있기 때문에, 판형체(2)의 면(2a)의 전부가 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)와 완전히 접하고 있지 않다.
그 때문에, 반도체 열처리용 반사판(1)이 200∼1200℃의 반도체 열처리로에서 사용되더라도, 상기 판형체(3)와 판형체(2) 사이의 반응을 억제할 수 있어, 이물의 발생, 반응 가스의 발생을 억제할 수 있다.
특히, Ra가 0.1 ㎛ 미만이면 완전 접촉에 의해 반응이 일어나기 쉽게 되어 바람직하지 못하고, Ra가 10.0 ㎛을 넘으면 요철면의 볼록부에서의 반응이 일어나기 쉽게 되어 바람직하지 못하다.
한편, 이 표면 거칠기(Ra)는 JIS B0601-1994에 정의되는 산술 평균 거칠기이며, 이것은 ① 컷오프치=0.8 mm ② 구간수=5(측정 길이=4 mm)의 설정 조건으로 통상의 표면 거칠기 측정기(예컨대 Mitutoyo 제조 SURFTEST SJ-201)를 이용하여 측정한 것이다.
또, 이 무기 재료로 이루어지는 판형체(2) 및 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)는 링형으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 판형체(2)의 면(2a)에는 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈(2c)이, 소정의 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 도 3에서는 홈(2c)을 45도의 간격을 두고 8개 형성한 경우를 나타내고 있다.
또, 상기 판형체(2)의 면(2a)에는 동심원상의 3개의 홈(2d)이 형성되어, 상기 홈(2d)의 하나의 홈과 상기 홈(2c)의 하나의 홈이 교차하는 위치에, 두께 방향으로 관통하는 구멍(2e)이 형성되어 있다.
또, 판형체(2)의 다른 면(2b)은 거울면으로 이루어져 있다. 이와 같이, 다른 면(2b)을 거울면으로 함으로써, 면(2a, 2b) 중 어느 한 면을 양호한 반사면으로 할 수 있다.
다음에, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)에 관해서 설명한다.
이 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)는 도 4에 도시한 바와 같이 링형 의 석영 유리 상판(3a)과, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)를 수용하는 오목부(3c)가 형성된 링형의 석영 유리 하판(3b)으로 이루어지고, 상기 석영 유리 상판(3a)과, 석영 유리 하판(3b)을 융착 처리하여, 일체화한 것이다.
또, 상기 석영 유리 하판(3b)에는 통기 구멍(3d)이 형성되어, 이 통기 구멍(3d)과 연통되는 석영 유리제의 가스 배출관(3e)이 석영 유리 하판(3b)의 외측면에 형성되어 있다.
이 가스 배기관(3e)은 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)가 흡착하고 있는 흡착 수분, 잔류 기체, 또 오목부(3c) 내(내부 공간)의 분위기 가스를 배출하여, 감압 상태(200 torr 이하)로 하는 것으로, 배출후, 폐색된다.
이 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)를 구성하는 부재를, 상기한 바와 같이 석영 유리로 한 경우에 관해서 설명했지만, 투광성 알루미나 등을 이용할 수도 있다. 그러나, 순도, 내열성, 가공성의 관점에서 석영 유리가 바람직하다.
이상과 같이, 반도체 열처리용 반사판(1)은 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 면(2a)을 상기 석영 유리 하판(3b)의 오목부(3c)의 저면과 접하도록 수용하여, 석영 유리 상판(3a)과 석영 유리 하판(3b)을 융착하여, 일체화한 것이다. 또, 상기 판형체(2)가 수납되어 있는 오목부(3c) 내는 감압 상태(200 torr 이하)로 이루어져 있다.
따라서, 200∼1200℃의 로내 환경하에서 사용하더라도, 판형체(2)의 면(2a)의 표면 거칠기가, Ra 0.1∼10.0 ㎛로 형성되어 있기 때문에, 상기 판형체(3)와 판형체(2) 사이의 반응을 억제할 수 있어, 이물의 발생, 반응 가스의 발생을 억제할 수 있다.
또, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)에, 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈(2c) 및 판형체의 동심원상으로 복수의 홈(2d)이 형성되어 있기 때문에, 반응 가스를 직경 방향(내외주단 방향) 및 둘레 방향으로 빠져 나가게 할 수 있어, 상기 반응 가스에 따른 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
또, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)의 내부 공간이 200 torr 이하로 감압되어 있기 때문에, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)와 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)와의 고온 반응을 억제할 수 있다. 또한 반응 가스가 생기더라도, 감압 상태에 있기 때문에, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)가 팽창 변형 혹은 파손되는 일은 없다.
더욱이, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)에, 두께 방향으로 관통하는 구멍(2e)이 형성되어 있기 때문에, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 상하 공간의 압력차에 의한 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)의 변형을 억제할 수 있다. 특히, 홈(2c, 2d)이 교차되는 위치에 상기 구멍(2e)이 형성되어 있기 때문에, 사용시, 제조시에 있어서의, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 상하 공간과의 압력차에 의한 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3) 변형을 억제할 수 있다.
이어서, 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법에 관해서, 도 4에 기초하여 설명한다.
우선, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 석영 유리 하판(3b)에, 무기 재료 로 이루어지는 판형체(2)를 수용하는 오목부(3c)를 자구리(나무나사 볼트 등의 헤드부를 재료면보다 깊게 하기 위해 부재를 움푹 들어가게 만드는 것) 가공에 의해 형성하는 동시에 그 저면에 관통된 통기 구멍(3d)을 형성한다. 또, 이 통기 구멍(3d)과 연통되는 석영 유리제의 가스 배출관(3e)을 석영 유리 하판(3b)의 외측면에 형성한다.
또, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 면(2a)을 소정의 표면 거칠기로 하는 동시에, 홈(2c) 및 홈(2d)을 형성한다.
그리고, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 면(2a)이 오목부 저면과 접하도록, 판형체(2)를 오목부(3c) 내에 수용한다. 그 후, 이 오목부(3c)를 석영 유리 상판(3a)으로 덮고, 석영 유리 상판(3a)과 석영 유리 하판(3b)을 형(4)에 의해서 하중을 가하면서, 1200℃ 이상의 고온역에서 융착한다.
이 때, 상기 오목부(3c) 내부의 분위기 가스, 판형체(2)의 흡착 수분, 잔류 가스 등을 통기 구멍(3d)을 통해 배기하여, 최종적으로 200 torr 이하까지 감압한다.
그 후, 상기 통기 구멍(3d)을 폐색하여, 판형체(3) 내에 판형체(2)가 밀폐 배치된다. 또, 도 4에서, 부호 5는 베이스, 또 부호 6은 스토퍼로, 형(4)의 아래쪽으로의 이동을 규제하는 것이다.
이러한 제조 방법에 따르기 때문에, 제조시에, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 흡착 수분, 잔류 기체, 상기 판형체(3) 내부 공간의 분위기 가스를 효율적으로 배기할 수 있어, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 얻을 수 있다.
특히, 홈(2c, 2d), 구멍(2e)이 형성되어 있기 때문에, 제조시에 있어서도, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)의 상하 공간의 압력차에 의한 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)의 변형을 억제할 수 있다. 또, 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)의 균열, 변형이 억제된다.
상기 실시형태에서는, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)에, 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈(2c) 및 동심원상의 홈(2d)이 형성되어 있는 경우를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 동심원상의 홈(2d)만을 형성하더라도(도 5a), 혹은 직선형이며 내주단에서 외주단으로 연속되는 홈(2c)만을 형성하더라도(도 5b) 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)에, 두께 방향으로 관통되는 구멍(2e)이 하나 형성되어 있는 경우를 나타냈지만, 특별히 한정되는 것이 아니라, 도 6에 도시한 바와 같이, 여러개의 구멍(2e)을 형성하더라도 좋다.
더욱이, 상기 실시형태에 있어서는, 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 링형의 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 경우에 관해서 설명했지만, 특별히 링 형상에 한정되는 것이 아니라, 도 7에 도시한 바와 같이, 원판형의 무기 재료로 이루어지는 판형체(10)를 원판형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에 밀폐 배치하더라도 좋다.
또, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체(10)가 원판형인 경우에는 도 7에 도시한 바와 같이, 판형체(10)에 형성되는 홈(10a)이 직선형이며 하나의 외주단에서 그 외주단에 대향하는 다른 외주단으로 연속된 복수의 홈(10a)을 형성하는 것이 좋다.
상기 홈(10a)은 그 판형체(10)의 중심을 지나는 홈이며, 또한 판형체(10)를 관통하는 구멍(10b)이 판형체(10)의 중심부에 형성되어 있다.
광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부 공간의 분위기 가스를 배기할 때, 판형체(10)의 중심부의 상면측 공간과 하면측 공간 사이가 가장 압력차가 생기기 쉽다.
그러나, 판형체(10)의 중심부에 구멍(10b)이 형성되어 있는 경우에는, 이 압력차를 작게 할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(10)의 변형을 방지할 수 있다.
또, 판형체(10)에 형성되어 있는 홈(10a)에 의해서, 그 판형체의 표면이 대략 균등하게 구획(특히 원주 방향에 있어서)되어 있다. 이와 같이, 대략 균등하게 구획되어 있기 때문에, 판형체의 전역에 있어서, 국소적인 기압 상승을 확실하게 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
한편, 도 7에 도시하는 실시형태에 있어서, 판형체(10)에 동심원상의 하나 내지 복수의 홈을 형성하더라도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 홈을 형성한 경우에 관해서 설명했지만, 이에 대하여 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체에 홈을 형성하더라도 좋다.
즉, 원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면에 홈이 형성되어 있는 것이더라도, 상기 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체에 홈을 형성하는 경우에 있어서도, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 링형이고, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또한 그 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 내주단의 융착면에서 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 원판형이며, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또 그 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 하나의 외주단의 융착면에서 그 외주단에 대향하는 다른 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것이 바람직하다.
이와 같이, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체에, 직선형이며 내주단의 융착면에서 외주단의 융착면으로 연속되는 홈이, 혹은 직선형이며 하나의 외주단의 융착면에서 그 외주단에 대향하는 다른 외주단의 융착면으로 연속되는 홈이 형성되어 있기 때문에, 상기 반응 가스의 발생에 따른 국소적인 기압의 상승이 억제되어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형이 억제된다.
실시예 1
이 무기 재료로 이루어지는 판형체(2)는 재질이 열팽창 흑연 시트이며, 외경(ψ) 316 ㎜, 내경(ψ) 103 ㎜, 두께 550 ㎛의 시트형 판형체로서, 그 일면(광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 면)의 표면 거칠기(Ra)를, 1.0 ㎛로 형성했다.
또, 그 홈 형성면에, 도 3에 나타낸 것과 같은, 폭 및 깊이가 모두 0.1 ㎜인 8개의 홈(2c)과 폭 및 깊이가 모두 0.1 ㎜인 3개의 홈(2d)을 형성했다. 또, 도 3의 도시하는 위치에, 관통하는 직경 5 ㎜의 구멍(2e)을 형성했다.
또, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)의 형성 재료로서, 재질이 석영 유리이며, 도 4에 도시한 바와 같은, 외경(ψ) 326 ㎜, 내경(ψ) 93 ㎜, 오목부(3c)의 깊이 0.6 ㎜인 석영 유리 하판(3b)과, 외경(ψ) 326 ㎜, 내경(ψ) 93 ㎜, 두께 2 ㎜의 석영 유리 상판(3a)을 준비했다.
한편, 통기 구멍(3d)으로서, 석영 유리 하판(3b)의 오목부(3c)의 저면에 직경 4 ㎜의 구멍을 형성했다. 또 통기 구멍(3d)에 가스 배출관(3e)을 융착에 의해, 석영 유리 하판(3b)의 외측면에 접속했다.
그리고, 판형체(2)의 면(2a)이 오목부(3c)의 저면과 접하도록, 판형체(2)를 오목부(3c) 내에 수용한다. 그 후, 이 오목부(3c)를 석영 유리 상판(3a)으로 덮고, 석영 유리 상판(3a)과 석영 유리 하판(3b)을, 도 4에 도시하는 형(4)에 의해서, 50 ㎏의 하중을 가하면서, 1200℃ 이상의 고온역에서 배기하면서 융착 처리를 했다.
그리고, 최종적으로 200 torr 이하까지, 상기 오목부(3c) 내부를 감압한 후, 통기 구멍(3e)을 폐색하여, 판형체(2)를 판형체(3) 내에 밀폐 배치했다.
그 결과, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)에 변형, 균열 등의 발생은 없고, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 얻을 수 있었다.
또, 이 반도체 열처리용 반사판을 1200℃에서 총 300시간 사용했지만, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체(3)에 변형, 깨짐 등의 발생은 없고, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 유지할 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 열처리용 반사판에 의하면, 이물의 부착, 반응 가스 발생을 억제할 수 있어, 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 균열, 변형을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법에 의하면, 무기 재료로 이루어지는 판형체에 흡착되어 있는 흡착 수분, 잔류 기체, 또 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내부 공간의 분위기 가스를 효율적으로 배기할 수 있어, 고정밀도 치수의 반도체 열처리용 반사판을 얻을 수 있다.
Claims (18)
- 원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판에 있어서,상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 이 면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제1항에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 링형이고,무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 내주단에서부터 외주단으로 연속되는 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제1항에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 원판형이고,무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 하나의 외주단에서부터 상기 외주단에 대향하는 다른 외주단으로 연속되는 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제3항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이, 상기 판형체의 중심을 지나는 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈이, 상기 판형체의 동심원상에 하나 내지 복수개로 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제5항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈에 의해서, 상기 판형체의 표면이 대략 균등하게 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제6항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 밀폐 배치된 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내부가, 200 torr 이하로 감압되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제5항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 홈이 교차하는 위치에, 상기 판형체의 두께 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제6항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 홈이 교차하는 위치에, 상기 판형체의 두께 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있는 것을 특 징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성된 홈이 교차하는 위치에 상기 판형체의 두께 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있고, 상기 구멍은 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체의 중심부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제1항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈 길이의 총합이, 상기 판형체의 외주 길이의 1 내지 10배인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제8항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈 길이의 총합이, 상기 판형체의 외주 길이의 1 내지 10배인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제9항에 있어서, 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체에 형성되어 있는 홈 길이의 총합이, 상기 판형체의 외주 길이의 1 내지 10배인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 기재된 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법에 있어서,상기 광 투과성 재료로 이루어지는 제1 판형체에, 일면에 홈이 형성된 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하는 오목부를 형성하는 동시에, 상기 저면에 관통된 통기 구멍을 형성하고,상기 홈이 형성된 면이 상기 오목부 저면과 접하도록, 오목부 내에 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하여, 이 오목부를 광 투과성 재료로 이루어지는 제2 판형체로 덮고,제1 판형체와 제2 판형체를 1200℃ 이상의 고온역에서 상기 오목부 내부의 분위기를 통기 구멍을 통해 배기하면서 융착 처리하고,융착 처리후, 상기 통기 구멍을 폐색하는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법.
- 광 투과성 재료로 이루어지는 제1 판형체에, 일면에 홈이 형성된 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하는 오목부를 형성하는 동시에, 상기 저면에 관통된 통기 구멍을 형성하고,상기 홈이 형성된 면이 상기 오목부 저면과 접하도록, 오목부 내에 무기 재료로 이루어지는 판형체를 수용하여, 이 오목부를 광 투과성 재료로 이루어지는 제2 판형체로 덮고,제1 판형체와 제2 판형체를 1200℃ 이상의 고온역에서, 상기 오목부 내부의 분위기를 통기 구멍을 통해 배기하면서 융착 처리하고,융착 처리후, 상기 통기 구멍을 폐색하는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판의 제조 방법.
- 원판형 혹은 링형의 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 내에, 무기 재료로 이루어지는 판형체를 밀폐 배치한 반도체 열처리용 반사판에 있어서,상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 무기 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면의 표면 거칠기가 Ra 0.1∼10.0 ㎛이며, 또한 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체와 접하는 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 적어도 일면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제16항에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 링형이고,광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또한 상기 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 내주단의 융착면에서부터 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
- 제16항에 있어서, 상기 광 투과성 재료로 이루어지는 판형체 및 상기 무기 재료로 이루어지는 판형체가 모두 원판형이고,광 투과성 재료로 이루어지는 판형체의 내주단 및 외주단에 융착면이 존재하고, 또한 상기 판형체에 형성되어 있는 홈이, 직선형이며 하나의 외주단의 융착면에서부터 상기 외주단에 대향하는 다른 외주단의 융착면으로 연속되는 홈인 것을 특징으로 하는 반도체 열처리용 반사판.
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