KR101891659B1 - Tube buried furnace comprising heat insulating plate for developing of the high temperature furnace firing the electric power semiconductor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브 매립형 소성로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징 내에 마련되며, 피처리부의 열처리가 이루어지는 열처리부, 상기 피처리부가 실장된 트레이를 상기 열처리부로부터 인출 및 인입시키고 상기 열처리부를 컨트롤하는 제어부를 포함하는 소성로에 있어서, 상기 열처리부는, 복수의 층으로 이루어지고 하부가 개방된 단열층과, 중심에 천공부가 형성되고, 상기 천공부 내주에 하단으로부터 이격된 걸림턱이 돌출 형성되며 상기 단열층 하부에 배치되는 지지물을 포함하는 단열부; 상기 단열층의 측면부를 관통하여 인입되는 복수의 발열체; 하단이 상기 걸림턱상에 거치되어 상기 단열부 하단으로부터 이격되도록 상기 단열부에 내설되되, 상기 발열체의 내측에 위치되어 상기 발열체로부터 열을 전달받으며, 일측이 개방되고 일측은 폐쇄되는 튜브;를 포함하여 구성되며, 상기 트레이가 거치되고, 상기 트레이가 상기 천공부를 통해 상기 튜브로부터 인출되거나, 튜브로 인입되도록 하며, 인입 시 상기 천공부를 폐쇄하는 단열 플레이트가 구비된 셔틀이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로를 제공한다.The present invention relates to a tube-embedded baking furnace, and more particularly, to a tube-burnt baking furnace which includes a heat-treating section provided in a housing for performing heat treatment of a to-be-treated section, a control section for drawing and pulling a tray, Wherein the heat treatment unit includes a heat insulating layer formed of a plurality of layers and having an open bottom, a perforated portion formed at the center, a protruding hook protruding from the lower end of the perforated inner circumference is formed to protrude from the bottom of the heat insulating layer, A heat insulating portion including a support to be disposed; A plurality of heating elements penetrating through side surfaces of the heat insulating layer; And a tube disposed in the heat insulating part so as to be spaced apart from the lower end of the heat insulating part so that the lower end thereof is positioned on the latching part and receives heat from the heat generating element and is located inside the heat emitting body and has one side opened and one side closed And a shuttle provided with a heat insulating plate for closing the perforation when the tray is set in place and the tray is pulled out of the tube through the perforation or is pulled into the tube. Buried sintering furnace.

Description

전력 반도체용 초고온 열처리 공정 장비 개발에 대한　단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로{Tube buried furnace comprising heat insulating plate for developing of the high temperature furnace firing the electric power semiconductor}[0001] The present invention relates to a tube-buried furnace having a heat insulating plate for developing an ultra-high temperature heat treatment process equipment for a power semiconductor,

본 발명은 튜브 매립형 소성로에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 피처리체가 수용되는 튜브가 열처리부에 내설되어, 튜브가 상온에 노출되지 않도록 함으로써, 종래 튜브가 일부 열처리부 외측으로 노출되었을 때 발생되는 반복적인 온도차에 의한 튜브의 훼손을 방지할 수 있는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로에 관한 것이다.The present invention relates to a tube-embedded baking furnace, and more particularly, to a tube-burnt type baking furnace which includes a tube for receiving an object to be processed, the tube being placed in a heat- And a heat insulating plate capable of preventing the tube from being damaged due to a repeated temperature difference.

반도체 분야에서 소성로는 피처리체인 반도체 웨이퍼를 산화시키거나, 도판트를 확산시키거나 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)와 같은 증착 공정을 수행하기 위하여 사용된다. In the semiconductor field, a baking furnace is used to oxidize a semiconductor wafer to be treated, diffuse a dopant, or perform a deposition process such as CVD (Chemical Vapor Deposition).

이러한 소성로는 대한민국등록특허 제10-1148330호 열처리로 및 그 제조방법(이하, '선행기술' 이라 함)을 통해 등록된 바 있다.Such a sintering furnace has been registered through the heat treatment furnace of Korean Patent No. 10-1148330 and its manufacturing method (hereinafter referred to as "prior art").

선행기술은 피처리체를 수용하여 열처리하는 처리 용기와, 처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체와, 단열재의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체를 구비한 열처리로의 제조 방법이며, 축 방향을 따라서 배치된 복수의 단자판을 갖는 나선 형상의 저항 발열체와, 상기 저항 발열체의 내측에 위치하는 기초부와, 이 기초부와 저항 발열체 사이를 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되는 동시에 저항 발열체를 지지하는 복수의 지지편을 갖고, 상기 지지편의 상면부가 저항 발열체의 열팽창, 수축에 따른 이동 시에 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있는 빗 형상의 지지체와, 상기 지지체를 저항 발열체의 주위 방향에서 소정위치에 위치 결정하여 축 방향으로 정렬시키는 지그를 준비하는 공정과, 상기 지그를 회전시키면서 지그 상에 상기 지지체를 개재하여 상기 저항 발열체를 장착하는 공정과, 상기 저항 발열체의 외주에 상기 단자판 및 지지체의 지지편을 피해 여과재를 배치하고, 상기 여과재 상에 상기 저항 발열체의 축 방향을 따라서 연장되는 직경의 막대재를 주위 방향으로 간격을 두고 배치하는 공정과, 상기 저항 발열체를 단열 재료를 이루는 무기질 섬유를 포함하는 현탁액 중에 침지시켜 저항 발열체의 내측으로부터의 흡인에 의해 상기 여과재 상에 상기 단열 재료를 퇴적시키는 공정과, 상기 여과재에 퇴적된 단열 재료를 건조시켜 단열재를 형성하는 공정과, 건조 후에 상기 단열재와 상기 여과재 사이로부터 상기 막대재를 빼내고, 또한 상기 단열재와 상기 저항 발열체 사이로부터 상기 여과재를 빼내는 공정과, 상기 지그를 상기 지지체로부터 제거하는 공정을 발명의 필수 요소로 하고 있으며, 이를 통해 저항 발열체의 열팽창 수축 시의 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항을 저감시켜 저항 발열체의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어 것을 발명의 목적 및 효과로 하고 있다.The present invention relates to a process for producing a heat insulating material, comprising a process container for receiving and heat-treating an object to be processed, a tubular heat insulating material surrounding the process container, a spiral resistive heating body disposed along the inner circumferential surface of the heat insulating material, And a support body for supporting the resistance heating body at a predetermined pitch along the axial direction, the manufacturing method comprising: a spiral resistance heating body having a plurality of terminal plates disposed along the axial direction; And a plurality of support pieces extending between the base and the resistance heating body and extending radially outward and supporting the resistance heating body, wherein when the upper surface of the support is moved along thermal expansion and contraction of the resistance heating body A comb-shaped supporter formed in a curved shape so as to reduce frictional resistance, A method for manufacturing a resistance heating element, comprising the steps of: preparing a jig for aligning in a predetermined position in a circumferential direction of a body and aligning it in an axial direction; mounting the resistance heating body on the jig while rotating the jig, Disposing a filter member on the filter member so as to avoid the terminal plate and the support pieces of the support member and disposing a bar member having a diameter extending along the axial direction of the resistance heating member on the filter member at intervals in the circumferential direction; A step of depositing the heat insulating material on the filter material by suction from the inside of the resistance heating element by immersing the heat insulating material in a suspension containing inorganic fibers constituting the material, a step of drying the heat insulating material deposited on the filter material to form a heat insulating material , The bar material is removed from between the heat insulating material and the filter material after drying, A step of removing the filter medium from between the heat insulating material and the resistance heating element and a step of removing the jig from the support body are required as an essential element of the invention. The friction between the resistance heating element and the supporting body during thermal expansion shrinkage of the resistance heating body It is possible to suppress the occurrence of permanent distortion due to the residual stress of the resistance heating element by reducing the resistance.

그러나 선행기술은 처리 용기(3) 하부가 소성로(1) 외부로 노출되어 효율은 물론, 훼손이 우려되는 문제가 있다.However, in the prior art, there is a problem that the lower part of the processing vessel 3 is exposed to the outside of the firing furnace 1, thereby deteriorating efficiency as well as damage.

처리 용기(3)는 발열체에 의해 고온으로 과열되며, 대략 1000℃ 내지 1700℃ 이상의 환경에서 운용됨에도 불구하고, 하부가 상온에 노출되어 노출된 부분과 노출되지 않은 부분간 경계부를 위주로 극심한 온도차가 발생한다.Although the processing vessel 3 is overheated at a high temperature by a heating element and is operated in an environment of about 1000 ° C to 1700 ° C or more, an extreme temperature difference occurs mainly at the boundary between the exposed portion and the non- do.

운용횟수가 1회인 경우는 큰 문제가 없으나, 반복 공정에 의해 지속적으로 운용되는 경우에는 상기 처리 용기(3)의 상기 경계부를 위주로 크랙(crack)이 발생하며, 따라서 고가의 처리 용기를 전체적으로 교체해야 하는 문제점이 있으며, 이로 인하여 경제적 손실의 발생을 야기한다. In the case where the number of operations is one, there is no serious problem. However, when the operation is continuously performed by the repeated process, a crack occurs mainly in the boundary of the processing vessel 3, , Which causes the occurrence of economic losses.

또한, 처리 용기(3)의 하부가 상온에 노출되어 있으나, 상부에 비해 온도가 낮을 뿐, 표면온도는 상온보다 훨씬 높은 온도를 유지하고 있어, 안전사고에 취약하다는 문제점도 있다. Further, although the lower part of the processing vessel 3 is exposed to room temperature, the temperature is lower than that of the upper part, and the surface temperature is maintained at a temperature much higher than room temperature, which is also vulnerable to safety accidents.

KRKR 10-114833010-1148330 BB

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 튜브가 국부적 극심한 온도차에 반복적으로 노출됨으로써 야기되는 해당 부분의 파손을 예방할 수 있도록 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to prevent breakage of a relevant portion caused by repeated exposure of a tube to a local extreme temperature difference.

또한, 본 발명의 다른 목적은 튜브의 파손을 예방함으로써, 튜브의 교체에 따른 경제적 부담을 완화하는 것이다. Another object of the present invention is to prevent the breakage of the tube, thereby alleviating the economic burden of replacing the tube.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 튜브의 매립에 따라서 매립된 튜브의 단부와 단열부 하단 사이에 단열 플레이트를 개재시켜 단열부 하단을 통한 열적 누수현상을 방지하도록 하는 것이다. It is still another object of the present invention to prevent thermal leakage through the lower end of the heat insulating portion by interposing the heat insulating plate between the end of the tube embedded along the tube and the lower end of the heat insulating portion.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 단열 작용을 하는 플레이트들 간에 공간을 마련하여, 단열의 효과를 배가시키도록 하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a space between the plates that perform heat insulation so as to double the effect of heat insulation.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 하우징의 내부에 마련되며, 피처리부의 열처리가 이루어지는 열처리부, 상기 피처리부가 실장된 트레이를 상기 열처리부로부터 인출 및 인입시키고 상기 열처리부를 컨트롤하는 제어부를 포함하는 소성로에 있어서, 상기 열처리부는, 복수의 층으로 이루어지고 하부가 개방된 단열층과, 중심에 천공부가 형성되고, 상기 천공부 내주에 하단으로부터 이격된 걸림턱이 돌출 형성되며 상기 단열층 하부에 배치되는 지지물을 포함하는 단열부; 상기 단열층의 측면부를 관통하여 인입되는 복수의 발열체; 하단이 상기 걸림턱상에 거치되어 상기 단열부 하단으로부터 이격되도록 상기 단열부에 내설되되, 상기 발열체의 내측에 위치되어 상기 발열체로부터 열을 전달받으며, 일측이 개방되고 일측은 폐쇄되는 튜브;를 포함하여 구성되며, 상기 트레이가 거치되고, 상기 트레이가 상기 천공부를 통해 상기 튜브로부터 인출되거나, 튜브로 인입되도록 하며, 인입 시 상기 천공부를 폐쇄하는 단열 플레이트가 구비된 셔틀이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 튜브 매립형 소성로를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a control unit for controlling the heat treatment unit, comprising: a heat treatment unit provided inside a housing for performing a heat treatment on a part to be treated; Wherein the heat treatment portion comprises a heat insulating layer formed of a plurality of layers and opened at the bottom, a perforated portion formed at the center, a protruding protrusion formed protruding from the lower end of the perforated inner circumference, A heat insulating member including a support to be supported; A plurality of heating elements penetrating through side surfaces of the heat insulating layer; And a tube disposed in the heat insulating part so as to be spaced apart from the lower end of the heat insulating part so that the lower end thereof is positioned on the latching part and receives heat from the heat generating element and is located inside the heat emitting body and has one side opened and one side closed And a shuttle provided with a heat insulating plate for closing the perforation when the tray is set in place and the tray is pulled out of the tube through the perforation or is pulled into the tube. Buried sintering furnace.

상기 지지물은, 내화벽돌인 것이며, 상기 천공부 내주에 상기 걸림턱이 돌출 형성되어, 상기 걸림턱에 상기 튜브의 하단과 측면 일부를 지지하는 것이 바람직하다.It is preferable that the supporting member is a refractory brick and the engaging jaw is formed to protrude from the inner perforation so that the lower end and the side portion of the tube are supported by the engaging jaw.

상기 단열층은, 상기 단열층의 측면부를 관통하여 상기 튜브 외주를 지지하는 적어도 하나의 고정핀;을 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The heat insulating layer may further include at least one fixing pin passing through the side surface of the heat insulating layer to support the outer circumference of the tube.

상기 셔틀은, 상기 트레이가 거치되는 받침대; 상기 제어부의 리프트와 연결되어 상하 이동하는 브래킷; 및 상기 브래킷과 받침대 사이에 설치되고 양단 사이에 상기 단열 플레이트가 설치되는 로드;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The shuttle includes a pedestal on which the tray is mounted; A bracket connected to the lift of the control unit and moving up and down; And a rod disposed between the bracket and the pedestal and having the heat insulating plate installed between both ends thereof.

상기 단열 플레이트는, 상기 튜브 내경에 대응하거나, 작게 형성되며, 스페이서를 통해 일정 간격을 두고 다수의 플레이트가 연속 배치되며, 알루미나(alumina) 소재의 제1플레이트; 상기 제1플레이트 하단으로 배치된 인코넬(inconel) 소재의 제2플레이트; 및 상기 제2플레이트 하단에 일정간격을 두고 적어도 하나가 연속 배치된 서스(SUS) 소재의 제3플레이트;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다. Wherein the heat insulating plate has a first plate of alumina material and corresponding to the inside diameter of the tube, a plurality of plates are continuously arranged at regular intervals through spacers, A second plate of inconel material disposed at the lower end of the first plate; And a third plate made of a SUS material having at least one continuously arranged at a predetermined interval on the lower end of the second plate.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 튜브가 국부적 극심한 온도차에 반복적으로 노출됨으로써 야기되는 해당 부분의 파손을 예방할 수 있는 작용효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to prevent breakage of the portion caused by repeatedly exposing the tube to a local extreme temperature difference.

또한, 본 발명은 튜브의 파손을 예방함으로써, 튜브의 교체에 따른 경제적 부담을 완화하는 작용효과가 있다. In addition, the present invention has an effect of mitigating the economic burden due to the replacement of the tube by preventing the tube from being damaged.

또한, 본 발명은 튜브의 매립에 따라서 매립된 튜브의 단부와 단열부 하단 사이에 단열 플레이트를 개재시켜 단열부 하단을 통한 열적 누수현상을 방지하도록 하는 작용효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of preventing the thermal leakage phenomenon through the lower end of the heat insulating portion by interposing the heat insulating plate between the end portion of the tube embedded along the tube and the lower end of the heat insulating portion.

또한, 본 발명은 단열 작용을 하는 플레이트들 간에 공간을 마련하여, 단열의 효과를 배가시키도록 하는 작용효과가 있다. Further, the present invention has an operation effect of providing a space between the plates which perform the heat insulation action, thereby doubling the effect of heat insulation.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성로를 설명하기 위해 나타낸 전체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 열처리부를 설명하기 위해 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지지대를 설명하기 위해 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셔틀을 설명하기 위해 나타낸 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a whole view for explaining a firing furnace according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view illustrating a heat treatment unit according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view illustrating a support according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a perspective view illustrating a shuttle according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부되는 도면과 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings and preferred embodiments. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and it can be changed according to the intention or custom of the technician working in the field, and the definition is based on the contents throughout this specification It should be reduced.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성로(100)를 설명하기 위해 나타낸 전체도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 열처리부(110)를 설명하기 위해 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지지대를 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a heat treatment unit 110 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross- 3 is a cross-sectional view illustrating a support according to a preferred embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 튜브(126)가 매립된 소성로(100)는 하우징(122) 내부에 마련되며, 피처리부의 열처리가 이루어지는 열처리부(110), 상기 피처리부가 실장된 트레이(140)를 상기 열처리부(110)로부터 인출 및 인입시키고 상기 열처리부(110)를 컨트롤하는 제어부(170)를 포함하는 소성로를 기본 구성으로 한다. 제어부에는 통상적인 조작부(190)가 구비되어 있다. As shown in the figure, the firing furnace 100 in which the tube 126 of the present invention is embedded is provided inside the housing 122 and includes a heat treatment unit 110 for performing a heat treatment on the target treatment unit, a tray 140 And a control unit 170 for controlling the heat treatment unit 110 by drawing and pulling the heat treatment unit 110 from the heat treatment unit 110. The control unit is provided with a usual operating unit 190.

본 소성로(100)는 웨이퍼의 열처리를 통한 표면 산화막 형성을 위하여 주로 사용되는 것이며, 이를 위하여 열처리 공정 중 별도로 환원가스를 사용하지 않으므로, 공기가 유입을 차단하기 위한 튜브(126) 단부 밀봉장치를 필요로 하지 않는다. The firing furnace 100 is mainly used for forming a surface oxide film through heat treatment of wafers. To this end, since a reducing gas is not used during the heat treatment process, a tube sealing device for blocking the inflow of air is needed .

통상적으로 열처리시 튜브(126)를 사용하는 이유는 튜브(126) 내의 분위기를 환원분위기로 유지한 상태에서 튜브(126)내에 장입된 기물을 열처리하기 위한 것이다. 이를 위하여 튜브(126)는 외부의 공기가 유입되지 않도록 고밀도로 제작되며, 튜브(126) 내에는 가스 유입관을 연결하여 환원가스를 흘려주고, 상기 가스 유입관은 실리콘과 같은 내열고무에 삽입하여 튜브(126)의 입구를 밀봉함과 동시에 가스 유입관의 단부가 튜브(126)의 내부를 향하도록 구성하여 열처리시 상기 유입관을 통하여 환원가스를 주입한다. 상기 실리콘과 같은 밀봉재에 필요에 따라서 열전쌍이 관통되도록 관통홀을 더 마련하기도 한다. The reason for using the tube 126 in the heat treatment is to heat the article loaded in the tube 126 while the atmosphere in the tube 126 is maintained in the reducing atmosphere. For this purpose, the tube 126 is manufactured at a high density so that no external air is introduced. A gas inlet pipe is connected to the tube 126 to supply a reducing gas. The gas inlet tube is inserted into a heat- The inlet of the tube 126 is sealed and the end of the gas inlet tube is directed to the inside of the tube 126, and a reducing gas is injected through the inlet tube during the heat treatment. A through hole may be further formed in the sealing material such as silicon to penetrate the thermocouple as required.

그러나 상기 실리콘이 내열특성을 갖는다고는 하나, 기물의 열처리 온도가 매우 높은 경우 그 온도에서는 견딜 수 없으므로 튜브(126)의 단부 일정 영역은 외부로 노출되어 있다. 즉, 튜브(126)의 중심부 영역은 발열체(160)가 작용하는 장치의 내부에 위치하며, 튜브(126)의 일 단부는 장치 외측으로 노출된다. However, since the silicon has a heat-resistant property, if the heat treatment temperature of the object is very high, the silicon can not withstand the temperature, so that a certain region of the end of the tube 126 is exposed to the outside. That is, the central region of the tube 126 is located inside the apparatus in which the heating element 160 acts, and one end of the tube 126 is exposed to the outside of the apparatus.

이와 같이 튜브(126)의 일 단부가 장치 외측으로 노출되는 경우에는 튜브(126)의 단부에 대한 밀봉이 용이하기 때문에, 튜브(126)내 분위기를 환원분위기로 유지하면서 동시에 외부로부터 공기가 유입되지 않도록 공기를 차단하기 쉽다. When one end of the tube 126 is exposed to the outside of the apparatus, the end portion of the tube 126 can be easily sealed, so that the atmosphere in the tube 126 is maintained in the reducing atmosphere, It is easy to block air.

그러나, 이 경우 하나의 튜브(126)에 국부적으로 높은 온도차이가 발생되며, 이러한 국부적인 온도차이가 여러차례 반복되는 경우에는 국부적 열팽창 정도의 차이에 따라서 경계부위에 크랙이 발생될 가능성이 높다. 아울러, 튜브(126) 중심부의 온도와 단부간의 온도차가 크므로, 열구배에 의하여 소성되는 기술 또한 국부적으로 소성 정도에 차이가 발생될 가능성도 존재한다. However, in this case, a high temperature difference locally occurs in one of the tubes 126. In the case where the local temperature difference is repeated several times, there is a high possibility that cracks are generated in the boundary portion due to the difference in the degree of local thermal expansion. In addition, since the temperature difference between the temperature of the center of the tube 126 and the end portion is large, there is a possibility that the degree of firing may be locally varied depending on the technique of firing by the thermal gradient.

그러므로, 본 발명에서는 환원분위기를 사용하지 않으므로 굳이 밀봉의 필요성이 없는 튜브(126)를 소성로(100) 내부로 완전하게 매립하는 것이다. 이로써 튜브(126)의 국부적 온도 차이에 따른 파손의 우려가 적어진다. 이는 본 발명의 하나의 특징을 이룬다. Therefore, in the present invention, since the reducing atmosphere is not used, the tube 126, which does not require sealing, is completely buried in the firing furnace 100. This reduces the possibility of breakage due to the local temperature difference of the tube 126. Which is one feature of the present invention.

구체적으로, 상기 열처리부(110)는, 복수의 층으로 이루어지고 하부가 개방된 단열층(121)과, 중심에 천공부(125)가 형성되고, 상기 천공부(125) 내주에 하단으로부터 이격된 걸림턱(124)이 돌출 형성되며 상기 단열층(121) 하부에 배치되는 지지물(123)을 포함하는 단열부(120)를 포함한다. 또한, 상기 단열층(121)의 측면부를 관통하여 인입되는 복수의 발열체(160)도 구비된다. 아울러, 하단이 상기 걸림턱(124)상에 거치되어 상기 단열부(120) 하단으로부터 이격되도록 상기 단열부(120)에 내설되되, 상기 발열체(160)의 내측에 위치되어 상기 발열체(160)로부터 열을 전달받는 튜브(126);를 포함하여 구성된다.Specifically, the heat treatment unit 110 includes a heat insulating layer 121 having a plurality of layers and an open bottom, a perforation 125 formed at the center of the perforated plate 125, And a heat insulating part 120 including a protrusion 123 protruding from the heat insulating layer 121 and disposed under the heat insulating layer 121. Further, a plurality of heating elements 160 penetrating the side surface portion of the heat insulating layer 121 are also provided. The lower end of the heat generating element 160 is mounted on the upper surface of the heat insulating member 120 so as to be spaced apart from the lower end of the heat insulating member 120, And a tube 126 to which heat is transferred.

상기 단열층(121)은 고온에서 견디는 단열재를 여러층 구성하여 단열을 하는 소성로(100)의 통상적인 구성이다. 상기 걸림턱(124)은 상기 튜브(126)의 단부를 하방에서 지지함으로써, 튜브(126)가 중력에 의해 아래로 이탈되는 것을 방지한다. The heat insulating layer 121 is a typical constitution of the firing furnace 100 which forms a plurality of layers of heat insulating material resistant to high temperature to perform heat insulation. The retaining jaw 124 supports the end of the tube 126 from below to prevent the tube 126 from falling down due to gravity.

상기 지지물(123)은, 내화벽돌인 것이며, 상기 천공부(125) 내주에 상기 걸림턱(124)이 돌출 형성되어, 상기 걸림턱(124)에 상기 튜브(126)의 하단과 측면 일부를 지지하는 것이 바람직하다. 이로써, 열처리 과정중 고온에서 튜브(126)가 열유동할 때 튜브(126)의 하단이 잘 지지될 수 있다. 열유동은 열처리 과정 중에서 튜브(126)의 안정 상태를 붕괴시킬 수 있어 바람직하지 않기 때문이다. The supporting member 123 is a refractory brick and the engaging protrusion 124 is protruded from the inner periphery of the perforation 125 so that the lower end and the side portion of the tube 126 are supported by the engaging protrusion 124 . This allows the lower end of the tube 126 to be well supported when the tube 126 is thermally flowing at a high temperature during the heat treatment process. This is because heat flow can disrupt the steady state of the tube 126 during the heat treatment process, which is undesirable.

이와 함께, 상기 단열층(121)의 측면부를 관통하여 상기 튜브(126) 외주를 지지하는 적어도 하나의 고정핀(127)을 더 포함하도록 함으로써, 상기 열유동에 보다 효과적으로 대처할 수 있다. In addition, by further including at least one fixing pin 127 passing through the side surface of the heat insulating layer 121 and supporting the outer circumference of the tube 126, it is possible to more effectively cope with the heat flow.

다만, 상기 단열부(120)의 하단에 형성되는 천공부(125)는 외기와 접촉가능한 채널을 형성하므로, 열처리 과정 중에서는 이를 폐쇄함으로써 단열을 도모하는 것이 필요하며, 기물, 예를 들어 여기서는 웨이퍼를 균일하게 소성하는데에도 도움이 된다. However, since the perforations 125 formed at the lower end of the heat insulating part 120 form a channel that can be in contact with the outside air, it is necessary to heat the heat by closing the heat insulating part during the heat treatment process. Which is also helpful in uniformly firing.

이를 위하여 단열 플레이트(150)를 별도로 더 마련하였으며, 상기 단열 플레이트(150)는 셔틀(130)에 마련되었다. 구체적으로는 상기 트레이(140)가 거치되고, 상기 트레이(140)가 상기 천공부(125)를 통해 상기 튜브(126)로부터 인출되거나, 튜브(126)로 인입되도록 하며, 인입 시 상기 천공을 폐쇄하는 단열 플레이트(150)가 셔틀(130)에 구비된다. For this purpose, a separate heat-insulating plate 150 is provided, and the heat-insulating plate 150 is provided on the shuttle 130. Specifically, the tray 140 is mounted, and the tray 140 is drawn out from the tube 126 through the perforation 125 or is drawn into the tube 126, and when the inlet is closed, The heat insulating plate 150 is provided on the shuttle 130.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셔틀(130)을 설명하기 위해 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view illustrating the shuttle 130 according to one preferred embodiment of the present invention.

여기서, 셔틀(130)이 트레이(140)를 인입하는 방향으로 움직이면 열처리가 시작되는데, 그 경우에도 셔틀(130)의 브래킷(135)에 의하여 천공부(125)가 완전히 밀폐되는 것이 아니기 때문에 상기 셔틀(130)을 통하여 차가운 외기와의 접촉하는 것을 피하기 어렵다. 그러므로, 셔틀(130)과 기물 사이에서 단열의 역할을 하도록 단열 플레이트(150)가 마련되는 것이다. In this case, since the perforation 125 is not completely sealed by the bracket 135 of the shuttle 130, when the shuttle 130 moves in the direction in which the tray 140 is pulled in, It is difficult to avoid the contact with the cool outside air through the opening 130. Therefore, the heat insulating plate 150 is provided so as to serve as an insulation between the shuttle 130 and the object.

상기 셔틀(130)은, 상기 트레이(140)가 거치되는 받침대(131); 상기 제어부(170)의 리프트(180)와 연결되어 상하 이동하는 브래킷(135); 및 상기 브래킷(135)과 받침대(131) 사이에 설치되고 양단 사이에 상기 단열 플레이트(150)가 설치되는 로드(133);를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The shuttle 130 includes a pedestal 131 on which the tray 140 is mounted; A bracket 135 connected to the lift 180 of the controller 170 to move up and down; And a rod 133 installed between the bracket 135 and the pedestal 131 and between which the heat insulating plate 150 is installed.

상기 단열 플레이트(150)는, 상기 튜브(126) 내경에 대응하거나, 다소간 작게 형성되는데, 가급적이면 튜브(126) 내경에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고 튜브(126)와의 간섭이 우려될 수 있으므로 다소간 작게 형성하는 것도 고려할 수 있다. 단열의 효과를 배가시키기 위해서는 상기 단열 플레이트(150)는 다층으로 구성되는 것이 더 좋다. 다만, 단열 플레이트(150)가 접촉된 상태로 다층 배열될 수도 있으나, 가급적 단열 플레이트(150)간에 스페이서(157)를 개재시켜 간격을 유지하는 경우에는 플레이트간 공기가 단열층(121)의 역할을 하여 단열 플레이트(150)간 열전달을 막아주기 때문에 단열이 더욱 효과적일 것이다. The heat insulating plate 150 may be formed to correspond to the inside diameter of the tube 126 or to be somewhat small. Preferably, the heat insulating plate 150 is formed to correspond to the inside diameter of the tube 126. Nevertheless, since the interference with the tube 126 may be a concern, it may be considered to be formed somewhat smaller. In order to double the effect of the heat insulation, it is preferable that the heat insulating plate 150 has a multilayer structure. However, in the case where the spacing is maintained between the heat insulating plates 150 through the spacers 157 as much as possible, the inter-plate air serves as the heat insulating layer 121 Insulation will be more effective because it prevents heat transfer between the heat insulating plates 150.

상기 단열 플레이트(150)는, 최상층에 알루미나(alumina) 소재의 제1플레이트(151)를 구성하고, 상기 제1플레이트(151) 하단으로 인코넬(inconel) 소재의 제2플레이트(153)를 배치하며, 상기 제2플레이트(153) 하단에 일정간격을 두고 적어도 하나가 연속 배치된 서스(SUS) 소재의 제3플레이트(155)를 마련한다. The heat insulating plate 150 includes a first plate 151 made of alumina at the uppermost layer and a second plate 153 made of inconel at the lower end of the first plate 151 And a third plate 155 made of a SUS material is disposed at the lower end of the second plate 153 at regular intervals.

가장 온도가 높은 최상층에 알루미나를 배치하는 것은 위 3종의 플레이트 중에서 내열성이 가장 우수하기 때문이며, 또한 튜브(126)와 동일한 재질을 배치한다는데 의미가 있고, 이는 가열 및 냉각 과정에서 일어나는 튜브(126)의 열팽창 수축률과 동일하게 팽창 수축할 수 있도록 하기 위함이다. The reason why the alumina is disposed on the uppermost layer having the highest temperature is because it has the highest heat resistance among the three types of plates and it is also meaningful to arrange the same material as the tube 126. This is because the tube 126 In the same manner as the thermal expansion shrinkage ratio of the first embodiment.

그 하부로는 인코넬을 배치하는데, 인코넬은 니켈을 주체로 하여 15%의 크로뮴, 6∼∼7%의 철, 2.5%의 타이타늄, 1% 이하의 알루미늄··망가니즈··규소를 첨가한 내열합금이다. 내열성이 좋고, 900℃℃ 이상의 산화기류 속에서도 산화하지 않으며, 황을 함유한 대기에도 침지되지 않는 장점이 있다. Inconel is placed underneath the Inconel. Inconel is made of nickel, mainly composed of 15% chromium, 6 ~ 7% iron, 2.5% titanium, less than 1% aluminum, manganese, Alloy. It is good in heat resistance and does not oxidize even in an oxidizing stream of 900 DEG C or higher and is not immersed in an atmosphere containing sulfur.

그 하부로는 서스를 배치하는데, 열 산화가 일어날 수 있으므로 가장 온도가 낮은 영역에 마련되며, 고강도이므로 상부 단열 플레이트(150)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다. Since the heat is oxidized, the sludge is disposed in a lower temperature region. Since the sludge has a high strength, it serves to stably support the upper heat insulating plate 150.

특히 인코넬과 서스 재질의 플레이트들은 금속재질이므로 용접이 가능한 바, 로드(133)에 용접하여 고정함으로써 그 상부구조에 대한 지지력을 보다 강화할 수 있다. In particular, since the plates made of Inconel and Sus are metal, they can be welded and fixed to the rod 133 by welding, so that the supporting force against the upper structure can be further strengthened.

요컨대, 이와 같은 단열 플레이트(150)를 소성로(100)에 구성하였다는 점 또한 본 발명의 특징을 이룬다. In other words, the fact that such a heat insulating plate 150 is formed in the firing furnace 100 is also a feature of the present invention.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 튜브(126)를 국부적 극심한 온도차이에 따른 열충격으로부터 보호하여 내구성을 확보함으로써 장기간 사용하는 것이 가능하고, 아울러, 단열을 효과적으로 구현하여 기물의 균일한 소성이 가능하도록 할 수 있다. According to the present invention as described above, it is possible to use the tube 126 for a long period of time by protecting the tube 126 from heat shock due to a local extreme temperature difference, thereby ensuring durability. In addition, .

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 소성로 110 : 열처리부
120 : 단열부 121 : 단열층
122 : 하우징 123 : 지지물
124 : 걸림턱 125 : 천공부
126 : 튜브 127 : 고정핀
130 : 셔틀 131 : 받침대
133 : 로드 135 : 브래킷
140 : 트레이 150 : 단열 플레이트
151 : 제1플레이트 153 : 제2플레이트
155 : 제3플레이트 157 : 스페이서
160 : 발열체 170 : 제어부
180 : 리프트 190 : 조작부100: firing furnace 110: heat treatment section
120: heat insulating portion 121: insulating layer
122: housing 123: support
124: hanging jaw 125:
126: tube 127: fixing pin
130: shuttle 131: pedestal
133: Rod 135: Bracket
140: Tray 150: Heat insulating plate
151: first plate 153: second plate
155: third plate 157: spacer
160: Heating element 170:
180: lift 190:

Claims (5)

하우징 내에 마련되며, 피처리부의 열처리가 이루어지는 열처리부, 상기 피처리부가 실장된 트레이를 상기 열처리부로부터 인출 및 인입시키고 상기 열처리부를 컨트롤하는 제어부를 포함하는 소성로에 있어서,
상기 열처리부는,
복수의 층으로 이루어지고 하부가 개방된 단열층과, 중심에 천공부가 형성되고, 상기 천공부 내주에 하단으로부터 이격된 걸림턱이 돌출 형성되며 상기 단열층 하부에 배치되는 지지물을 포함하는 단열부;
상기 단열층의 측면부를 관통하여 인입되는 복수의 발열체;
하단이 상기 걸림턱상에 거치되어 상기 단열부 하단으로부터 이격되도록 상기 단열부에 내설되되, 상기 발열체의 내측에 위치되어 상기 발열체로부터 열을 전달받으며, 일측이 개방되고 일측은 폐쇄되는 튜브;
를 포함하여 구성되며,
상기 트레이가 거치되고, 상기 트레이가 상기 천공부를 통해 상기 튜브로부터 인출되거나, 튜브로 인입되도록 하며, 인입 시 상기 천공부를 폐쇄하는 단열 플레이트가 구비된 셔틀이 더 마련되고,
상기 단열층의 측면부를 관통하여 상기 튜브 외주를 지지하는 적어도 하나의 고정핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로.And a control unit that is provided in the housing and that performs heat treatment of the to-be-treated unit, a control unit that controls the heat treatment unit by drawing and pulling the tray on which the to-be-treated unit is mounted from the heat treatment unit,
The heat-
A heat insulating layer formed of a plurality of layers and having a bottom open; a heat insulating portion including a perforated portion formed at the center thereof, a protrusion formed protruding from a lower end of the perforated inner periphery and disposed below the heat insulating layer;
A plurality of heating elements penetrating through side surfaces of the heat insulating layer;
A tube having a lower end mounted on the latching jaw so as to be spaced apart from the lower end of the heat insulating part and disposed inside the heat generating body and receiving heat from the heat generating body and having one side opened and one side closed;
And,
Further comprising a shuttle provided with an insulating plate for holding the tray, allowing the tray to be pulled out of the tube through the perforation or into the tube, and closing the perforation upon entry,
And at least one fixing pin passing through the side surface of the heat insulating layer and supporting the outer periphery of the tube. 제1항에 있어서,
상기 지지물은,
내화벽돌인 것이며, 상기 천공부 내주에 상기 걸림턱이 돌출 형성되어, 상기 걸림턱에 상기 튜브의 하단과 측면 일부를 지지하는 것을 특징으로 하는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로.The method according to claim 1,
The support,
Wherein the refractory brick is a refractory brick and the fastening protrusion is formed on the inner perforation so as to support a lower end and a side portion of the tube in the fastening protrusion. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 셔틀은,
상기 트레이가 거치되는 받침대;
상기 제어부의 리프트와 연결되어 상하 이동하는 브래킷; 및
상기 브래킷과 받침대 사이에 설치되고 양단 사이에 상기 단열 플레이트가 설치되는 로드;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로.3. The method according to claim 1 or 2,
The shuttle,
A pedestal to which the tray is mounted;
A bracket connected to the lift of the control unit and moving up and down; And
And a rod installed between the bracket and the pedestal and having the heat insulating plate installed between both ends thereof. 제4항에 있어서,
상기 단열 플레이트는,
상기 튜브 내경에 대응하거나, 작게 형성되며, 스페이서를 통해 일정 간격을 두고 다수의 플레이트가 연속 배치되며,
알루미나(alumina) 소재의 제1플레이트;
상기 제1플레이트 하단으로 배치된 인코넬(inconel) 소재의 제2플레이트; 및
상기 제2플레이트 하단에 일정간격을 두고 적어도 하나가 연속 배치된 서스(SUS) 소재의 제3플레이트;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단열 플레이트가 구비되는 튜브 매립형 소성로.5. The method of claim 4,
Wherein the heat insulating plate comprises:
A plurality of plates are continuously arranged at predetermined intervals through spacers,
A first plate of alumina material;
A second plate of inconel material disposed at the lower end of the first plate; And
A third plate of SUS material having at least one continuously arranged at a predetermined interval on the lower end of the second plate;
Wherein the heat insulating plate is provided with a plurality of heat insulating plates.
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