KR101353231B1 - 히터 지지 장치 - Google Patents
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Abstract
유지용 피스의 파손, 피스 홀더로부터의 괴리, 천장부 부근에서의 단열 불량을 방지하여, 온도 특성의 균일화나 수명의 향상을 도모하는 반도체 제조 장치용 히터 지지 장치를 제공한다. 피가열체의 주위에 코일 형상으로 형성된 발열체(31)가 배설되고, 연직 방향으로 유지용 피스(32)가 다수 연속하여 설치되며, 그 유지용 피스 사이에 직경 방향으로 긴 타원 형상의 공동부(38)가 형성되고, 상기 발열체가 상기 공동부를 삽입 관통하고, 상기 유지용 피스를 통하여 지지되며, 그 유지용 피스의 상면과 하면 중 어느 한쪽에, 상기 발열체와 교차하는 방향으로 끼워 맞춤 오목부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 상기 끼워 맞춤 오목부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤 볼록부가 형성되고, 상기 유지용 피스는 상기 끼워 맞춤 오목부와 상기 끼워 맞춤 볼록부와의 끼워 맞춤을 통하여 연속하여 설치되었다.
Description
본 발명은, 반도체 제조 장치, 특히 종형 로에 사용되는 반도체 제조 장치용 히터 지지 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 하나로 확산, 화학 기상 성장 공정이 있고, 이러한 공정을 행하는 장치로서 종형 로가 있다.
그 종형 로는 로 내를 가열하면서 반응 가스를 공급하여 웨이퍼 등의 피처리 기판 표면에 각종 박막을 생성하는 것이며, 가열 장치로서 히터를 구비하고 있다.
우선, 도 8에서, 종래의 반도체 제조 장치용 히터를 구비하는 종형 로의 개략에 대하여 설명한다.
종형 로(1)는 통 형상의 히터(2)를 갖고, 그 히터(2)의 내측에는, 균열관(3)과 반응관(4)이 동심 다중으로 설치되어 있고, 그 반응관(4)에 보트(5)가 장입(裝入)되도록 되어 있다. 그 보트(5)는 보트 캡(6)을 통하여 엘리베이터 캡(7)에 재치되고, 그 엘리베이터 캡(7)은 도시하지 않은 보트 엘리베이터에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다.
상기 반응관(4)의 상단에는, 가스 도입관(8)이 삽입 관통되고, 상기 반응관(4)의 하단에는 배기구(9)가 설치되어 있다. 상기 가스 도입관(8)의 하단은 가스 공급관(10)과 접속되고, 상기 배기구(9)는 배기관(11)과 접속되어 있다.
상기 보트(5)를 상기 반응관(4)으로부터 인출한 상태에서, 소정 매수의 웨이퍼(12)를 상기 보트(5)에 장전하고, 상기 보트 엘리베이터(도시 생략)에 의해 상기 보트(5)를 상승시켜, 상기 반응관(4) 내에 장입한다. 상기 히터(2)에서 상기 반응관(4) 내를 소정의 온도로 가열하고, 상기 가스 공급관(10), 상기 가스 도입관(8)에 의해 반응 가스를 상기 반응관(4) 내에 도입하여, 상기 웨이퍼(12) 표면에 박막을 생성하고, 반응 후의 가스는 상기 배기구(9), 상기 배기관(11)을 거쳐서 배기된다.
다음으로, 도 8∼도 10에서, 종래의 상기 히터(2)에 대하여 설명한다.
그 히터(2)는, 상기 균열관(3)의 주위를 둘러싸도록 설치된 코일 형상의 발열체(13), 그 발열체(13)를 지지하는 유지용 피스(14), 그 유지용 피스(14)를 지지하는 피스 홀더(15), 그 피스 홀더(15)의 주위에 감겨 설치된 주위 단열재(16) 및 그 주위 단열재(16)의 천장부를 폐색하는 천장부 단열재(17)로 구성되고, 상기 주위 단열재(16) 및 상기 천장부 단열재(17)는 도시하지 않은 히터 케이스에 의해 주위가 덮어져 있다. 또한, 상기 발열체(13)는 단면이 원형이고, 상기 유지용 피스(14)에 의해 원주를 주어진 등분한 위치에서 지지되어 있다.
그 유지용 피스(14)는 하이 알루미나제이며, 연직 방향으로 다수개 연결되어 있다. 그 유지용 피스(14)의 상면에는, 외측 경사 상방으로 연장되는 돌기부(18, 19)가 형성되고, 그 돌기부(18, 19)의 사이에는, 단면이 반원 형상의 상향 오목 곡면(21)이 형성되어 있다. 또한, 상기 유지용 피스(14)의 하면에는 오목부(22)가 형성되고, 그 오목부(22)에는 단면이 역사다리꼴 형상의 끼워 맞춤부(23)와, 그 끼워 맞춤부(23)와 연속하여 형성된 단면이 반원 형상의 하향 오목 곡면(24)이 형성되고, 상기 끼워 맞춤부(23)는 상기 돌기부(18, 19)와 끼워 맞춤 가능하게 되어 있다. 그 돌기부(18, 19)와 상기 끼워 맞춤부(23)가 끼워 맞춰짐으로써, 상기 상향 오목 곡면(21)과 상기 하향 오목 곡면(24)에 의해 상기 발열체(13)가 삽입 관통되는 공동부가 형성되도록 되어 있다.
또한, 도 11은 상기 유지용 피스(14)의 다른 종래예를 도시하고 있다.
유지용 피스(25)의 상면 왼쪽에는, 양단이 외측 경사 상방으로 연장되는 단면이 역사다리꼴 형상의 끼워 맞춤 볼록부(26)가 형성되고, 그 끼워 맞춤 볼록부(26)의 오른쪽에는 단면이 반타원 형상의 상향 오목 곡면(27)이 형성되어 있다. 또한, 상기 유지용 피스(25)의 하면 왼쪽에는, 상기 끼워 맞춤 볼록부(26)와 끼워 맞춤 가능한 단면이 역사다리꼴 형상의 끼워 맞춤 오목부(28)가 형성되어 있다. 상기 끼워 맞춤 볼록부(26)와 상기 끼워 맞춤 오목부(28)가 끼워 맞춰짐으로써, 상기 상향 오목 곡면(27)과 상기 유지용 피스(25)의 하면에 의해 상기 발열체(13)가 삽입 관통되는 공동부가 형성되도록 되어 있다.
종래의 히터(2)의 경우, 수송 시에서의 상기 발열체(13)의 진동이나, 웨이퍼(12)의 성막 처리 시의 상기 발열체(13)의 열팽창 및 수축에 의해, 상기 유지용 피스(14, 25)에 외력이 가해진 경우, 연직 방향으로 연결된 다수의 상기 유지용 피스(14, 25) 중의 1개에 직경 방향 혹은 원주 방향의 외력이 집중된다. 또한, 외력이 집중되는 상기 유지용 피스(14, 25) 중에서도, 상기 유지용 피스(14)이면 도 12의 (A)에 도시된 바와 같이 상기 끼워 맞춤부(23)의 각부, 상기 유지용 피스(25)이면 도 13의 (A)에 도시된 바와 같이 상기 끼워 맞춤 오목부(28)의 각부, 즉 상기 유지용 피스(14)끼리, 혹은 상기 유지용 피스(25)끼리의 연결부 부근에 응력이 집중되어, 파손되는 경우가 있다. 상기 유지용 피스(14, 25)가 파손됨으로써, 상기 히터(2)의 생산에서의 수율을 악화시키고 있었다.
또한, 상기 유지용 피스(14, 25)가 파손되어, 파손 조각이 낙하하면, 상기 유지용 피스(14, 25)가 상기 발열체(13)를 지지할 수 없게 되기 때문에, 그 발열체(13)끼리가 접촉하여 단락하거나, 혹은 상기 균열관(3)에 접촉하여 누전되는 등의 사고가 발생하여, 상기 발열체(13)의 수명이 짧아질 우려가 있었다.
또한, 종래의 히터(2)에서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 수송 시에서의 진동이나 상기 발열체(13)의 열팽창 및 수축에 의해, 상기 유지용 피스(14, 25) 및 상기 피스 홀더(15)가 상기 주위 단열재(16)로부터 괴리하거나, 혹은 상기 피스 홀더(15)와 상기 주위 단열재(16)와의 열팽창 차에 의해 상기 천장부 단열재(17)가 밀어 올려져, 그 천장부 단열재(17)와 상기 주위 단열재(16)와의 사이에 간극이 생기고, 그 간극으로부터 열이 빠져 나감으로써 단열 불량을 일으킨다고 하는 문제가 있었다.
또한, 유지용 피스의 종형 로의 직경 방향 및 원주 방향의 상대 변위를 규제하고, 유지용 피스와 연결된 피스 홀더의 종형 로의 중심 방향으로의 움직임을 규제함으로써, 발열체의 열팽창, 수축에 의해 유지용 피스의 연결 어긋남이나 부품의 파손을 방지하는 히터 지지 장치로서 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 유지용 피스의 파손, 피스 홀더로부터의 괴리, 천장부 부근에서의 단열 불량을 방지하여, 온도 특성의 균일화나 수명의 향상을 도모하는 반도체 제조 장치용 히터 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 피가열체의 주위에 코일 형상으로 형성된 발열체가 배설되고, 연직 방향으로 유지용 피스가 다수 연속하여 설치되며, 그 유지용 피스 사이에 직경 방향으로 긴 타원 형상의 공동부가 형성되고, 상기 발열체가 상기 공동부를 삽입 관통하고, 상기 유지용 피스를 통하여 지지되며, 그 유지용 피스의 상면과 하면 중 어느 한쪽에, 상기 발열체와 교차하는 방향으로 끼워 맞춤 오목부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 상기 끼워 맞춤 오목부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤 볼록부가 형성되고, 상기 유지용 피스는 상기 끼워 맞춤 오목부와 상기 끼워 맞춤 볼록부와의 끼워 맞춤을 통하여 연속하여 설치된 히터 지지 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 상기 유지용 피스가 연직 방향으로 연속하여 설치된 피스 홀더에 의해 수평 방향의 움직임이 규제되도록 지지되고, 그 피스 홀더가 상기 발열체의 주위에 설치된 주위 단열재에 지지된 히터 지지 장치에 관한 것이고, 또한 상기 피스 홀더는 오목부를 갖고 평단면이 凹자 형상이며, 상기 오목부의 대향면의 적어도 일면과, 상기 유지용 피스 측면의 적어도 일면 중 어느 한쪽에 연직 방향으로 연장되는 계지 홈을 형성하고, 다른 쪽에 그 계지 홈에 끼워 맞춤 가능하고 연직 방향으로 연장되는 계지 볼록부를 형성하고, 상기 유지용 피스가 상기 피스 홀더 간에 걸친 상태에서 상기 오목부에 끼워 맞춰짐과 함께, 상기 계지 볼록부가 상기 계지 홈에 끼워 맞춰지는 히터 지지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 피가열체의 주위에 코일 형상으로 형성된 발열체가 배설되고, 연직 방향으로 유지용 피스가 다수 연속하여 설치되며, 그 유지용 피스 사이에 직경 방향으로 긴 타원 형상의 공동부가 형성되고, 상기 발열체가 상기 공동부를 삽입 관통하고, 상기 유지용 피스를 통하여 지지되며, 그 유지용 피스의 상면과 하면 중 어느 한쪽에, 상기 발열체와 교차하는 방향으로 끼워 맞춤 오목부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 상기 끼워 맞춤 오목부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤 볼록부가 형성되고, 상기 유지용 피스는 상기 끼워 맞춤 오목부와 상기 끼워 맞춤 볼록부와의 끼워 맞춤을 통하여 연속하여 설치되었으므로, 상기 발열체가 승강온 시에 열팽창 및 수축한 경우라도 상기 공동부에 의해 상기 유지용 피스에 힘을 작용시키는 일이 없음과 함께, 수송 시의 진동 등에 의해 상기 유지용 피스에 외력이 작용한 경우라도, 단일의 유지용 피스에 외력을 집중시키지 않고, 또한 그 유지용 피스의 내부에서 응력을 집중시키지 않고 상하의 유지용 피스에 외력을 분산시킬 수 있어, 상기 유지용 피스의 파손을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 유지용 피스가 연직 방향으로 연속하여 설치된 피스 홀더에 의해 수평 방향의 움직임이 규제되도록 지지되고, 그 피스 홀더가 상기 발열체의 주위에 설치된 주위 단열재에 지지되었으므로, 상기 발열체의 열팽창 및 수축에 의해 상기 유지용 피스 간의 연결 등이 어긋나는 것에 의한 파손, 및 상기 발열체끼리가 접촉하는 단락 사고나, 상기 발열체와 다른 부재가 접촉하는 누전 사고의 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 피스 홀더는 오목부를 갖고 평단면이 凹자 형상이며, 상기 오목부의 대향면의 적어도 일면과, 상기 유지용 피스 측면의 적어도 일면 중 어느 한쪽에 연직 방향으로 연장되는 계지 홈을 형성하고, 다른 쪽에 그 계지 홈에 끼워 맞춤 가능하고 연직 방향으로 연장되는 계지 볼록부를 형성하고, 상기 유지용 피스가 상기 피스 홀더 간에 걸친 상태에서 상기 오목부에 끼워 맞춰짐과 함께, 상기 계지 볼록부가 상기 계지 홈에 끼워 맞춰지므로, 수송 시 등에 유지용 피스의 연결 등이 어긋나는 것에 의한 파손을 방지할 수 있어, 히터의 재조립 작업 등의 작업자의 수고를 저감할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명에서의 히터의 종단면도.
도 2는 도 1의 A-A 화살 표시도.
도 3은 도 2의 B 확대도.
도 4는 본 발명에서의 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하고, (C)는 그 유지용 피스의 측면도를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에서의 피스 홀더로서, (A)는 그 피스 홀더의 평면도를 도시하고, (B)는 그 피스 홀더의 측면도를 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 C 확대도.
도 7은 도 1의 D 확대도.
도 8은 종래의 종형 로를 도시하는 종단면도.
도 9는 종래의 히터를 도시하는 개략 종단면도.
도 10은 종래의 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하는 도면.
도 11은 다른 종래예를 나타내는 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하는 도면.
도 12는 종래의 유지용 피스의 파손예로서, (A)는 주요부 확대 정면도를 도시하고, (B)는 주요부 확대 측면도를 도시하는 도면.
도 13은 다른 종래예의 유지용 피스의 파손예로서, (A)는 주요부 확대 정면도를 도시하고, (B)는 주요부 확대 측면도를 도시하는 도면.
도 14는 종래의 히터에서의 피스 홀더의 주위 단열재로부터의 괴리, 및 천장부 단열재와 주위 단열재와의 사이에 생긴 간극을 도시하는 개략 종단면도.
도 15는 본 발명에서의 복수 연결된 유지용 피스로서, (A)는 통상 상태에서의 측면도를 도시하고, (B)는 유지용 피스에 원주 방향의 외력이 가해진 상태의 측면도를 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 A-A 화살 표시도.
도 3은 도 2의 B 확대도.
도 4는 본 발명에서의 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하고, (C)는 그 유지용 피스의 측면도를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에서의 피스 홀더로서, (A)는 그 피스 홀더의 평면도를 도시하고, (B)는 그 피스 홀더의 측면도를 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 C 확대도.
도 7은 도 1의 D 확대도.
도 8은 종래의 종형 로를 도시하는 종단면도.
도 9는 종래의 히터를 도시하는 개략 종단면도.
도 10은 종래의 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하는 도면.
도 11은 다른 종래예를 나타내는 유지용 피스로서, (A)는 그 유지용 피스의 평면도를 도시하고, (B)는 그 유지용 피스의 정면도를 도시하는 도면.
도 12는 종래의 유지용 피스의 파손예로서, (A)는 주요부 확대 정면도를 도시하고, (B)는 주요부 확대 측면도를 도시하는 도면.
도 13은 다른 종래예의 유지용 피스의 파손예로서, (A)는 주요부 확대 정면도를 도시하고, (B)는 주요부 확대 측면도를 도시하는 도면.
도 14는 종래의 히터에서의 피스 홀더의 주위 단열재로부터의 괴리, 및 천장부 단열재와 주위 단열재와의 사이에 생긴 간극을 도시하는 개략 종단면도.
도 15는 본 발명에서의 복수 연결된 유지용 피스로서, (A)는 통상 상태에서의 측면도를 도시하고, (B)는 유지용 피스에 원주 방향의 외력이 가해진 상태의 측면도를 도시하는 도면.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
우선, 도 1∼도 7에서, 본 발명에서의 히터(30)에 대하여 설명한다.
피가열체인 균열관(도시 생략)과 동심으로 코일 형상의 발열체(31)가 설치되고, 그 발열체(31)는 단면이 원형이며, 연결된 유지용 피스(32)에 의해 원주를 주어진 등분한 위치에서 지지되어 있다.
그 유지용 피스(32)는 하이 알루미나제이며, 연직 방향으로 다수 연결되어 있다. 도 4에서, 그 유지용 피스(32)에 대하여 설명한다. 또한, 도 4의 (B)에서의 상하 좌우를, 그 유지용 피스(32)의 상하 좌우로 한다. 또한, 도 4의 (B)의 우측을 상기 히터(30)의 중심측, 좌측을 반(反)중심측으로 하고, 도 4의 (A)에서의 상하 방향을 두께 방향으로 한다.
상기 유지용 피스(32)의 상면에는, 단면이 반타원 형상의 상향 오목 곡면(33)이 형성됨과 함께, 그 상향 오목 곡면(33)을 제외한 상면의 두께 방향 중앙에는, 중심 방향측의 단부로부터 반중심 방향측의 단부에 걸쳐서 수평 방향으로 연장되는, 즉 상기 발열체(31)와 직교하는 방향(상기 상향 오목 곡면(33)의 축심과 직교하는 방향)으로 연장되는 반원기둥 또는 대략 반원기둥 형상의 끼워 맞춤 볼록부(34)가 형성되어 있다. 또한, 상기 유지용 피스(32)의 전면 및 배면의 반중심측에는, 연직 방향으로 연장되는 대략 반원기둥 형상의 계지 오목부(35, 35)가 움푹 패어 형성되어 있다.
또한, 상기 유지용 피스(32)의 하면에는, 단면이 반타원 형상의 하향 오목 곡면(36)이 형성됨과 함께, 그 하향 오목 곡면(36)을 제외한 하면의 두께 방향 중앙에는, 상기 발열체(31)와 직교하는 방향(상기 하향 오목 곡면(36)의 축심과 직교하는 방향)으로 연장되는 반원기둥 또는 대략 반원기둥 형상의 끼워 맞춤 오목부(37)가 형성되고, 그 끼워 맞춤 오목부(37)는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 끼워 맞춤 가능하게 되어 있다. 또한, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)로 상기 유지용 피스(32)의 끼워 맞춤부를 구성하고, 그 유지용 피스(32)는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)와의 끼워 맞춤을 통하여, 상하 방향으로 다수 연속하여 설치되도록 되어 있다. 또한, 상기 유지용 피스(32)가 후술하는 피스 홀더(42)에 부착되었을 때에, 상기 끼워 맞춤부는 종형 로(도시 생략)의 로심에 대하여 방사 형상으로 되도록 되어 있다.
상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)가 끼워 맞춰짐으로써, 상기 각 유지용 피스(32) 사이의 연직 방향 및 상기 종형 로의 원주 방향의 상대 변위가 규제되고, 또한 상기 상향 오목 곡면(33)과 상기 하향 오목 곡면(36)으로 종형 로의 직경 방향으로 긴 단면이 타원 형상의 공동부(38)가 형성되도록 되어 있다. 상기 유지용 피스(32)가 연직 방향으로 다수 연결됨으로써, 연직 방향으로 등간격으로 다수의 상기 공동부(38)가 형성되도록 되어 있다.
또한, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)는 반원기둥 또는 대략 반원기둥 형상이며, 곡면을 갖고 있으므로, 상기 유지용 피스(32, 32)가 끼워 맞춰져 있는 경우라도, 곡면을 통하여 그 유지용 피스(32)가 약간 틸팅할 수 있어, 그 유지용 피스(32)에 가해지는 원주 방향의 외력을 흡수할 수 있음과 함께 상기 끼워 맞춤부에 가해지는 응력을 분산할 수 있도록 되어 있다.
또한, 도 15의 (A)는 그 유지용 피스(32)의 평상 시에서의 연결 상태를 도시하고 있고, 그 유지용 피스(32)에 가해지는 원주 방향의 외력이 커서, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)의 곡면을 통한 틸팅으로 외력을 다 흡수할 수 없었던 경우라도, 도 15의 (B)에 도시된 바와 같이, 외력이 가해지는 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 오목부(37)가, 그 끼워 맞춤 오목부(37)와 끼워 맞춰지는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)에 곡면을 통하여 올라타고, 또한 상기 외력이 가해지는 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)가, 그 끼워 맞춤 볼록부(34)와 끼워 맞춰지는 상기 끼워 맞춤 오목부(37)를 곡면을 통하여 밀어 올림으로써, 상기 외력이 가해지는 유지용 피스(32)가 원주 방향으로 상대 변위하고, 또한 연결된 상기 유지용 피스(32)가 상방으로 상대 변위하여, 상기 끼워 맞춤부에 걸리는 응력을 상방으로 분산할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 유지용 피스(32)에 가해지는 원주 방향의 외력이 없어진 경우에는, 그 유지용 피스(32)의 자체 중량에 의해 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)의 곡면을 통하여 반(反)외력 방향으로 상대 변위하여, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)가 다시 끼워 맞춰져, 도 15의 (A)의 상태로 된다.
연결된 상기 유지용 피스(32)의 최상단에는, 상기 상향 오목 곡면(33)과 후술하는 홀더 지지부(39)와의 사이에 공동부(38a)가 형성되고, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 홀더 지지부(39)와의 사이에는 간극(40)이 형성된다. 또한, 최하단에는 상기 유지용 피스(32)와, 상기 상향 오목 곡면(33)과 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)를 갖는 최하단용 유지용 피스(41)가 끼워 맞춰짐으로써 공동부(38b)가 형성된다.
상기 발열체(31)는, 비발열 시의 가장 수축한 상태에서 상기 공동부(38)의 중심측에 위치하고, 그 공동부(38)의 반중심측에 공극을 유지하도록, 그 공동부(38)에 삽입 관통되어 지지된다.
상기 유지용 피스(32)는, 상기 종형 로의 반중심측에서 피스 홀더(42)에 끼워 맞춰져 있다. 그 피스 홀더(42)는 세로로 긴 직방체에 연직 방향으로 관통하는 오목부(43)가 파내어져 형성된 형상으로 되어 있다. 또한, 상기 피스 홀더(42)는 수평단면이 대략 凹자 형상이며, 상기 오목부(43)의 양 내측면에는, 상기 계지 오목부(35)와 끼워 맞춤 가능하고 연직 방향으로 연장되는 대략 반원기둥 형상의 계지 볼록부(44, 44)가 형성되어 있다.
또한, 상기 피스 홀더(42)는, 이음매의 위치가 상기 유지용 피스(32)의 이음매의 위치와 일치하지 않도록, 연직 방향으로 연결되고, 상기 유지용 피스(32)의 상기 종형 로의 반중심측은 상기 오목부(43)에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 유지용 피스(32)가 상기 오목부(43)에 끼워 맞춰지고, 상기 계지 오목부(35, 35)에 상기 계지 볼록부(44, 44)가 끼워 맞춰짐으로써, 상기 유지용 피스(32)의 상기 피스 홀더(42)에 대한 상기 종형 로의 직경 방향 및 원주 방향의 상대 변위가 규제되도록 되어 있다.
그 피스 홀더(42)의 주위에는, 상기 발열체(31)와 동심으로 원통 형상의 주위 단열재(47, 48)가 2중으로 설치되어 있다. 그 주위 단열재(47)에는, 원주를 주어진 등분한 위치에, 상단으로부터 하단에 걸쳐서 연직 방향으로 각각 홈(49)이 파내어져 형성되고, 그 홈(49)에 상기 피스 홀더(42)가 반중심 방향측 및 원주 방향측의 3측면을 맞닿게 하여 지지되어 있다. 연결된 상기 피스 홀더(42)의 최상단에는 최상단용 피스 홀더(42a)가 연결되고, 최하단에는 최하단용 피스 홀더(42b)가 연결되고, 연결된 상기 피스 홀더(42)의 높이는, 상기 주위 단열재(47)의 높이보다도 낮게 되어 있다. 또한, 상기 주위 단열재(48)의 외면은, 도시하지 않은 히터 케이스에 의해 덮어져 있다.
상기 주위 단열재(47, 48)의 상단에는, 원반 형상의 천장부 단열재(51)가 수평 자세로 설치되어 있다. 그 천장부 단열재(51) 하면의 주어진 개소에는 상기 홀더 지지부(39)가 돌출 설치되고, 그 홀더 지지부(39)의 하면의 위치는, 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단의 위치보다도 낮게 되어 있다. 또한, 상기 홀더 지지부(39)의 상기 최상단용 피스 홀더(42a)와 대향하는 위치에는 홀더 지지 오목부(52)가 형성되어 있고, 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단이 상기 홀더 지지 오목부(52)에 삽입되도록 되어 있다. 또한, 상기 홀더 지지부(39)는, 상기 천장부 단열재(51) 하면의 주어진 개소에 돌출 설치하는 것이 아니라, 링 형상으로 해도 된다.
또한, 상기 홀더 지지 오목부(52)의 저면의 위치는 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단보다도 높게 되어 있고, 그 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단과 상기 홀더 지지 오목부(52)의 저면과의 사이에는 간극(53)이 형성된다.
상기 피스 홀더(42) 및 상기 주위 단열재(47, 48)는, 단열 시트(54)를 통하여 원주 형상의 히터 코일 받이(55)에 세워 설치되고, 그 히터 코일 받이(55) 상면의 내단부에는, 상기 단열 시트(54)를 통하여 최하단용 유지용 피스(41)를 지지하는 융기부(56)가 형성됨과 함께, 그 융기부(56)의 외주연과의 사이에 홀더 지지 오목부(57)가 형성되도록 융기부(58)가 형성되어 있다. 상기 홀더 지지 오목부(57)는 상기 홀더 지지 오목부(52)와 동심 또한 동직경의 원형으로 되어 있고, 상기 홀더 지지 오목부(57)에 상기 최하단용 피스 홀더(42b)의 하단이 삽입되어, 지지되도록 되어 있다. 또한, 상기 히터 코일 받이(55)의 외주면 및 하면에는, 각각 상기단열 시트(54)가 부착 설치되어 있다.
상기한 바와 같이, 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단부가 상기 홀더 지지 오목부(52)에 삽입되고, 또한 상기 최하단용 유지용 피스(41)가 상기 융기부(56) 상에 지지됨으로써 상기 최하단용 피스 홀더(42b)가 하방으로 돌출되고, 돌출된 부분이 상기 홀더 지지 오목부(57)에 삽입되므로, 상기 피스 홀더(42)는 상기 홀더 지지부(39) 및 상기 히터 코일 받이(55)에 의해 직경 방향으로의 움직임이 규제된다.
종형 로(도시 생략) 내에서 웨이퍼에 성막 처리를 행하고 있는 동안, 상기 종형 로는 상기 발열체(31)에 의해 가열되고, 그 발열체(31) 자체도 고온으로 되어 있다. 그 발열체(31)는 열에 의해 팽창하고, 코일 직경이 확대되고, 전체 둘레에 걸쳐서 상기 종형 로의 반중심 방향으로 이동한다. 상기 공동부(38)는 타원 형상이며, 상기 종형 로의 반중심측에 간극을 가지므로, 상기 발열체(31)가 상기 공동부(38)에서 이동하였을 때에도 상기 유지용 피스(32)에 힘이 작용하지 않고, 또한 연결된 상기 피스 홀더(42)는 상단 및 하단이 각각 상기 홀더 지지 오목부(52) 및 상기 홀더 지지 오목부(57)에 삽입되어, 지지되어 있음과 함께 상기 피스 홀더(42)의 반중심 방향측 측면이 상기 주위 단열재(47)에 의해 지지되어 있으므로 상기 피스 홀더(42)가 상기 종형 로의 반중심 방향으로 이동하는 일이 없다.
또한, 상기 발열체(31)의 열에 의해, 열팽창율이 상이한 상기 유지용 피스(32), 상기 피스 홀더(42) 및 상기 주위 단열재(47)가 각각 열팽창하고, 열팽창 차로 상단의 위치가 상대 변화하지만, 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단과 상기 홀더 지지 오목부(52)의 저면과의 사이에 상기 간극(53)이 형성되어 있으므로, 상기 피스 홀더(42)가 열팽창에 의해 상기 천장부 단열재(51)를 밀어 올리는 일이 없고, 또한 최상단의 상기 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 홀더 지지부(39)와의 사이에 상기 간극(40)이 형성되어 있으므로, 상기 유지용 피스(32)가 상기 홀더 지지부(39)를 밀어 올리는 일이 없고, 그 천장부 단열재(51)와 상기 주위 단열재(47)와의 사이에 간극이 생기고, 그 간극으로부터 열이 빠져 나감으로써 단열 불량을 일으키는 일이 없다.
성막 처리가 종료된 후, 상기 발열체(31)는 발열을 정지하고, 그 발열체(31) 자체의 온도가 저하됨으로써 그 발열체(31)의 코일 직경이 축소되고, 전체 둘레에 걸쳐서 상기 종형 로의 중심 방향으로 이동한다. 상기 발열체(31)는, 가장 수축한 상태에서 상기 공동부(38)의 중심측에 위치하도록 미리 설정되어 있으므로, 상기 발열체(31)의 코일 직경의 축소에 의해, 상기 유지용 피스(32)에 중심 방향의 힘이 작용하는 일이 없고, 또한 연결된 피스 홀더(42)는 상단 및 하단이 각각 상기 홀더 지지 오목부(52) 및 상기 홀더 지지 오목부(57)에 삽입되어 지지되어 있으므로, 상기 피스 홀더(42)가 상기 종형 로의 중심 방향으로 이동하여, 상기 주위 단열재(47)로부터 상기 피스 홀더(42)가 괴리하는 일이 없다.
또한, 상기 유지용 피스(32)의 끼워 맞춤부인 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)가, 상기 종형 로의 로심에 대하여 방사 형상으로 되도록, 중심측 단부로부터 반중심측 단부에 걸쳐서 형성되어 있으므로, 상기 발열체(31)의 승강온 시에서의 열팽창 및 수축이나, 그 발열체(31)의 수송 시의 진동에 의해 상기 유지용 피스(32)에 직경 방향의 외력이 작용한 경우라도, 단일의 유지용 피스(32)에 외력을 집중시키지 않고, 또한 그 유지용 피스(32)의 끼워 맞춤부에 응력을 집중시키지 않고 상하의 유지용 피스(32)에 외력을 분산시켜, 그 유지용 피스(32)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34) 및 상기 끼워 맞춤 오목부(37)의 형상을 반원기둥 또는 대략 반원기둥 형상으로 하고, 상하의 상기 유지용 피스(32)를 완전히 끼워 넣지 않은 형상으로 하였으므로, 수송 시의 진동 등에 의해 상기 유지용 피스(32)에 원주 방향의 외력이 작용한 경우라도, 그 유지용 피스(32)가 약간 틸팅함으로써 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있어, 상기 유지용 피스(32)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 그 유지용 피스(32)에 작용하는 원주 방향의 외력이 커서, 그 유지용 피스(32)의 틸팅으로는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)에 집중되는 응력을 다 분산할 수 없는 경우라도, 외력이 작용한 유지용 피스(32)가, 그 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 오목부(37)와 끼워 맞춰지는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)의 곡면을 통하여 올라탐과 함께, 외력이 작용한 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)가, 그 끼워 맞춤 볼록부(34)와 끼워 맞춰진 상기 끼워 맞춤 오목부(37)를 곡면을 통하여 밀어 올려, 원주 방향 및 상방으로 상대 변위하므로, 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)와 상기 끼워 맞춤 오목부(37)에 집중되는 응력을 상방으로 분산시킬 수 있어, 상기 유지용 피스(32)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한 이때, 상기 외력이 작용한 유지용 피스(32)가, 그 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 오목부(37)와 끼워 맞춰지는 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)에 올라탐과 함께, 상기 외력이 작용한 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)가, 그 끼워 맞춤 볼록부(34)와 끼워 맞춰져 있던 상기 끼워 맞춤 오목부(37)를 밀어 올림으로써, 최상단의 유지용 피스(32)의 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)가 상방으로 상대 변위하지만, 상기 간극(40)에 의해 상기 최상단의 유지용 피스(32)의 끼워 맞춤 볼록부(34)의 상대 변위량을 흡수할 수 있고, 그 유지용 피스(32)의 끼워 맞춤 볼록부(34)가 상기 홀더 지지부(39)를 밀어 올려, 상기 천장부 단열재(51)와 상기 주위 단열재(47)와의 사이에 간극이 생기는 일이 없다.
또한, 그 유지용 피스(32)의 파손을 방지함으로써, 히터 생산에서의 수율을 증가시킬 수 있음과 함께, 상기 발열체(31)가 다른 부재와 접촉함으로써 발생하는 단락이나 누전 등의 사고를 방지할 수 있어, 히터(30)의 수명 및 안전성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 유지용 피스(32)의 상면에 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)를 형성하고, 하면에 상기 끼워 맞춤 오목부(37)를 형성하고 있지만, 상면에 그 끼워 맞춤 오목부(37)를 형성하고, 하면에 상기 끼워 맞춤 볼록부(34)를 형성해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 유지용 피스(32)에 상기 계지 오목부(35, 35)를 형성하고, 상기 피스 홀더(42)에 상기 계지 볼록부(44, 44)를 형성하고 있지만, 상기 유지용 피스(32)에 상기 계지 볼록부(44, 44)를 형성하고, 상기 피스 홀더(42)에 상기 계지 오목부(35, 35)를 형성해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단을 상기 홀더 지지부(39)에 형성된 상기 홀더 지지 오목부(52)에 삽입하여, 상기 피스 홀더(42)의 직경 방향의 움직임을 규제하고 있지만, 상기 천장부 단열재(51)의 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단과 대향하는 위치에 홀더 지지 오목부를 뚫어 형성하고, 그 홀더 지지 오목부에 상기 최상단용 피스 홀더(42a)의 상단을 삽입하여, 상기 피스 홀더(42)의 움직임을 규제함으로써, 상기 홀더 지지부(39)를 생략할 수 있어, 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 히터(30)를 반도체 제조 장치에 실시한 경우에 대하여 설명하였지만, 반도체 제조 장치 이외라도 로를 갖는 장치에 대하여 실시 가능한 것은 물론이다.
(부기)
또한, 본 발명은 이하의 실시의 양태를 포함한다.
(부기 1)
피가열체의 주위에 코일 형상으로 형성된 발열체가 배설되고, 연직 방향으로 유지용 피스가 다수 연속하여 설치되며, 그 유지용 피스 사이에 직경 방향으로 긴 타원 형상의 공동부가 형성되고, 상기 발열체가 상기 공동부를 삽입 관통하고, 상기 유지용 피스를 통하여 지지되며, 그 유지용 피스의 상면과 하면 중 어느 한쪽에, 상기 발열체와 교차하는 방향으로 끼워 맞춤 오목부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 상기 끼워 맞춤 오목부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤 볼록부가 형성되고, 상기 유지용 피스는 상기 끼워 맞춤 오목부와 상기 끼워 맞춤 볼록부와의 끼워 맞춤을 통하여 연속하여 설치된 것을 특징으로 하는 히터 지지 장치.
(부기 2)
상기 유지용 피스가 연직 방향으로 연속하여 설치된 피스 홀더에 의해 수평 방향의 움직임이 규제되도록 지지되고, 그 피스 홀더가 상기 발열체의 주위에 설치된 주위 단열재에 지지된 부기 1의 히터 지지 장치.
(부기 3)
상기 끼워 맞춤 오목부 및 끼워 맞춤 볼록부는, 상기 피가열체에 대하여 방사 형상으로 되도록 상기 유지용 피스의 상면 혹은 하면의 일단으로부터 타단에 걸쳐서 형성된 부기 1의 히터 지지 장치.
(부기 4)
상기 주위 단열재의 상단에 천장부 단열재가 설치되고, 그 천장부 단열재의 하면에 홀더 지지부가 돌출 설치되고, 그 홀더 지지부에 상기 피스 홀더의 상단부가 삽입 가능한 홀더 지지 오목부가 형성된 부기 2의 히터 지지 장치.
(부기 5)
상기 주위 단열재의 상단에 천장부 단열재가 설치되고, 그 천장부 단열재에 상기 피스 홀더의 상단부가 삽입 가능한 홀더 지지 오목부가 형성된 부기 2의 히터 지지 장치.
(부기 6)
상기 피스 홀더의 상단과 상기 홀더 지지 오목부의 저면과의 사이에는 간극이 형성된 부기 4 또는 부기 5의 히터 지지 장치.
30 : 히터
31 : 발열체
32 : 유지용 피스
34 : 끼워 맞춤 볼록부
35 : 계지 오목부
37 : 끼워 맞춤 오목부
38 : 공동부
39 : 홀더 지지부
42 : 피스 홀더
44 : 계지 볼록부
52 : 홀더 지지 오목부
53 : 간극
55 : 히터 코일 받이
56 : 융기부
57 : 홀더 지지 오목부
58 : 융기부
31 : 발열체
32 : 유지용 피스
34 : 끼워 맞춤 볼록부
35 : 계지 오목부
37 : 끼워 맞춤 오목부
38 : 공동부
39 : 홀더 지지부
42 : 피스 홀더
44 : 계지 볼록부
52 : 홀더 지지 오목부
53 : 간극
55 : 히터 코일 받이
56 : 융기부
57 : 홀더 지지 오목부
58 : 융기부
Claims (9)
- 코일 형상으로 형성된 발열체를 지지하는 히터 지지 장치로서,
연직 방향으로 연접되는 것으로 상기 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하는 지지용 피스
를 갖고,
상기 지지용 피스는, 상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부가 형성되는 히터 지지 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 끼워 맞춤부 및 상기 제2 끼워 맞춤부는, 단면이 반원기둥 형상을 갖는 히터 지지 장치. - 코일 형상으로 형성된 발열체를 지지하는 히터로서,
연직 방향으로 연접되는 것으로 상기 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하는 지지용 피스
를 갖고,
상기 지지용 피스는, 상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부가 형성되는 히터. - 기판을 처리하는 반응관과,
상기 반응관의 내부를 가열하는 히터
를 갖고,
상기 히터는, 코일 형상으로 형성된 발열체와,
연직 방향으로 연속하여 설치되는 것으로 상기 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하는 지지용 피스와,
상기 지지용 피스는, 상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께,
다른 쪽에, 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부를 형성하는 반도체 제조 장치. - 삭제
- 연직 방향으로 연속하여 설치되는 것으로, 코일 형상으로 형성된 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하고,
상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에, 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부를 형성하는 지지용 피스를 갖는 히터에 의하여, 반응관 안을 가열하면서 기판을 처리하는 반도체 장치의 제조 방법. - 연직 방향으로 연속하여 설치되는 것으로, 코일 형상으로 형성된 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하고,
상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에, 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부를 형성하는 지지용 피스를 갖는 히터에 의하여, 반응관 안을 가열하면서 기판을 처리하는 기판의 제조 방법. - 연직 방향으로 연속하여 설치되는 것으로, 코일 형상으로 형성된 발열체를 지지하는 발열체 지지부를 형성하는 지지용 피스로서,
상면과 하면의 어느 한쪽의 발열체와 교차하는 방향에, 상기 교차하는 방향에서 보았을 때, 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제1 끼워 맞춤부가 형성됨과 함께, 다른 쪽에, 제1 끼워 맞춤부와 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤면이 곡면을 갖는 제2 끼워 맞춤부를 형성하는 지지용 피스.
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