KR102272832B1 - Heat treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

석영 튜브의 노 입구에, 문이 개폐기구에 의해 개폐 가능하도록 마련했다. 문은 석영 튜브측에 배치되는 석영판, 문의 내측에 유지되는 단열재, 그리고 석영판 및 단열재를 유지하는 문 프레임을 가진다. 개폐기구는 선단에 문 프레임을 지지하고, 문과 함께 석영 튜브에 접근하거나 멀어지는 방향으로 구동되는 구동 암과, 구동 암을 구동하는 구동 수단을 가지며, 구동 수단의 구동력에 의해 문을 구동하여 석영 튜브의 노 입구를 개방 또는 폐쇄한다. 문 경사 조정부재는 구동 암의 선단에 경사 가능하게 지지됨과 아울러 문 프레임에 장착되어, 문을 경사 조정 가능하게 지지한다.At the furnace entrance of the quartz tube, a door was provided so that it could be opened and closed by an opening and closing mechanism. The door has a quartz plate disposed on the quartz tube side, a heat insulating material held inside the door, and a door frame holding the quartz plate and the heat insulating material. The opening/closing mechanism supports the door frame at its distal end, and has a drive arm driven in a direction approaching or away from the quartz tube together with the door, and a drive means for driving the drive arm, and drives the door by the driving force of the drive means to generate Open or close the furnace entrance. The door inclination adjusting member is mounted to the door frame while being tiltably supported by the front end of the drive arm, and supports the door in an inclination-adjustable manner.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}Heat treatment apparatus {HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 실리콘 기판 등의 워크에 대해 열처리를 하기 위한 열처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing heat treatment on a workpiece such as a silicon substrate.

태양전지 셀 등의 제조 프로세스에서는 워크인 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)의 표면에 불순물을 확산시키는 확산 처리 등의 열처리가 실시된다. 이 열처리를 하기 위한 열처리 장치는 워크를 수용해서 열처리를 하기 위한 프로세스 튜브 및 히터를 구비하고 있다. In the manufacturing process of a solar cell etc., heat processing, such as a diffusion process which diffuses impurities on the surface of a work-in silicon substrate (semiconductor wafer), is performed. The heat treatment apparatus for performing this heat treatment includes a process tube and a heater for accommodating a workpiece and performing heat treatment.

프로세스 튜브는 예를 들면 석영 튜브이며, 복수장의 반도체 웨이퍼를 서로간에 소정 틈을 두고 유지한 보트를 내부에 수용한다. 히터는 프로세스 튜브의 외측을 둘러싸도록 배치되며, 프로세스 튜브의 내부를 소정 온도로 가열한다. The process tube is, for example, a quartz tube, and houses a boat holding a plurality of semiconductor wafers with a predetermined gap therebetween. The heater is disposed to surround the outside of the process tube, and heats the inside of the process tube to a predetermined temperature.

일본국 공개특허공보 2001-185501호에 개시된 구성에서는 프로세스 튜브의 한쪽 끝에 보트가 출납되는 개구가 형성되어 있고, 이 개구를 개폐하는 문이 마련되어 있다. 문으로 개구를 폐쇄함으로써, 프로세스 튜브의 내부가 밀폐된다. In the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-185501, an opening through which a boat is put in and out is formed at one end of the process tube, and a door for opening and closing the opening is provided. By closing the opening with a door, the interior of the process tube is sealed.

반도체 웨이퍼의 확산 처리시에는 밀폐된 프로세스 튜브 내에 예를 들어 옥시염화 인(POCl3), 삼브롬화 붕소(BBr3) 등의 가스가 도입된다. When the diffusion process of the semiconductor wafer include, for example, a gas such as an oxy (POCl 3) chloride, boron tribromide (BBr 3) is introduced into the process in a closed tube.

문은 내면이 고온의 프로세스 튜브 내에 노출되는 한편, 외면이 외기에 노출되어 냉각된다. 그렇기 때문에, 문의 내면과 외면 사이의 단열이 충분하지 않으면, 열처리 프로세스 중에 프로세스 튜브의 개구 근방이 문을 통해 냉각된다. The door is cooled by exposing the inner surface to the hot process tube while the outer surface is exposed to the outside air. Therefore, if the thermal insulation between the inner and outer surfaces of the door is not sufficient, the vicinity of the opening of the process tube is cooled through the door during the heat treatment process.

또한 문의 내면과 프로세스 튜브의 단면(端面)과의 밀착성이 충분하지 않으면, 양자의 틈으로부터 프로세스 튜브 내에 침입하는 외기로 인해 프로세스 튜브의 개구 근방이 냉각된다. 반도체 웨이퍼의 확산 처리 중에 프로세스 튜브의 개구 근방이 냉각되면, 문의 내면이나 프로세스 튜브의 개구 근방에 POCl3 유래의 오산화이인(P2O5)의 석출을 초래한다. In addition, if the adhesion between the inner surface of the door and the end face of the process tube is not sufficient, the vicinity of the opening of the process tube is cooled due to the outside air entering the process tube from the gap between the two. When the vicinity of the opening of the process tube is cooled during the diffusion treatment of the semiconductor wafer, POCl 3 derived diphosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) is precipitated on the inner surface of the door or in the vicinity of the opening of the process tube.

또한 프로세스 튜브 내에 침입한 외기에 포함된 수증기와 프로세스 튜브 내의 POCl3나 P2O5와의 반응에 의해 발생한 인산 수용액이, 문을 지지하는 금속제 프레임에 부식을 발생시키거나, 프로세스 튜브 내의 워크를 오염시킬 우려가 있다. In addition, the aqueous solution of phosphoric acid generated by the reaction between water vapor contained in the outside air entering the process tube and POCl 3 or P 2 O 5 in the process tube causes corrosion on the metal frame supporting the door or contaminates the workpiece in the process tube. there is a risk of making

본 발명의 목적은 문의 내면과 외면 사이를 확실하게 단열함과 아울러, 문의 내면과 프로세스 튜브의 단면과의 밀폐성을 높임으로써, 프레임의 부식이나 워크의 오염 원인이 되는 부생성물의 발생을 억제할 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것에 있다. It is an object of the present invention to reliably insulate the inner and outer surfaces of the door and to increase the sealing property between the inner surface of the door and the end face of the process tube, thereby suppressing the generation of by-products that cause corrosion of the frame or contamination of the workpiece It is to provide a heat treatment apparatus.

본 발명의 열처리 장치는 프로세스 튜브, 문, 개폐기구 및 문 경사 조정부재를 구비한다. The heat treatment apparatus of the present invention includes a process tube, a door, an opening/closing mechanism, and a door inclination adjusting member.

프로세스 튜브는 통형상을 나타내며, 일단(一端)이 닫힘과 아울러 타단(他端)에는 개구(노(爐;furnace) 입구)가 형성되어 있으며, 개구를 통해 열처리될 워크가 내부에 수용된다. 문은 프로세스 튜브의 개구를 개폐한다. The process tube has a cylindrical shape, and one end is closed and an opening (furnace inlet) is formed at the other end, and a workpiece to be heat treated is accommodated therein. The door opens and closes the opening of the process tube.

문은 내면부재, 단열재 및 문 프레임을 가진다. 내면부재는 프로세스 튜브측에 배치된다. 단열재는 내면부재의 외측에 배치된다. 문 프레임은 단열재의 외측에 배치되어 내면부재 및 단열재를 유지한다. The door has an inner member, an insulating material and a door frame. The inner member is disposed on the process tube side. The heat insulating material is disposed on the outside of the inner member. The door frame is disposed on the outside of the heat insulating material to hold the inner member and the heat insulating material.

개폐기구는 구동 암 및 구동 수단을 가진다. 구동 암은 선단에 문 프레임을 지지한다. 문 암(door arm)은 문과 함께 프로세스 튜브에 접근하는 일방향과 프로세스 튜브로부터 멀어지는 타방향으로 구동된다. 구동 수단은 그 구동력에 의해 구동 암을 구동하고, 문을 동작시켜서 프로세스 튜브의 개구를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. The opening/closing mechanism has a drive arm and a drive means. The drive arm supports the door frame at the tip. A door arm is driven with the door in one direction approaching the process tube and the other away from the process tube. The driving means is configured to drive the driving arm by the driving force and operate the door to open or close the opening of the process tube.

문 경사 조정부재는 문을 경사 조정 가능하게 지지한다. 문 구동 암의 선단에 경사 가능하게 지지됨과 아울러 문 프레임에 장착된다. The door inclination adjusting member supports the door so that the inclination can be adjusted. It is attached to a door frame while being supported so that it can be inclined by the front-end|tip of a door drive arm.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 열처리 장치의 주요부를 나타내는 평면도이다.
도 2는 문 및 구동 암을 나타내는 일부 파단 평면도이다.
도 3은 문 경사 조정부재의 구성을 나타내는 도 2의 III-III선 단면도이다.
도 4는 문 경사 조정부재의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 문 회전 규제부재의 구성을 나타내는 도 2의 V-V선 단면도이다.
도 6은 개폐기구, 문 경사 조정부재 및 문 회전 규제부재의 구성을 나타내는 정면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a top view which shows the principal part of the heat processing apparatus which concerns on embodiment of this invention.
Fig. 2 is a partially broken plan view showing the door and the drive arm;
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 showing the configuration of the door inclination adjusting member.
4 is a view for explaining the operation of the door inclination adjusting member.
Fig. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of Fig. 2 showing the configuration of the door rotation regulating member.
6 is a front view showing the configuration of an opening/closing mechanism, a door inclination adjusting member, and a door rotation controlling member.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 열처리 장치를 설명한다. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

열처리 장치(1)는 일례로, 본 발명의 프로세스 튜브인 석영 튜브(2)를 그 길이방향을 수평으로 배치한 가로형 노(furnace)로 구성되어 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이, 워크(W)가 수용되는 확산실(3)을 형성한 석영 튜브(2)의 개구(노 입구)(2A)에 문(10)을, 개폐기구(20)를 이용해서 개폐 가능하게 마련한 기본 구조를 가진다. 워크(W)는 예를 들면 태양전지 셀용인 직사각형 실리콘 기판이다. 보트(4)는 복수장의 워크(W)를 수직으로 등간격으로 배열된 상태로 유지하고, 주행바퀴에 의해 주행하여 노 입구(2A)를 통해 확산실(3)에 워크(W)를 반출입한다. The heat treatment apparatus 1 is, for example, composed of a horizontal furnace in which the quartz tube 2, which is the process tube of the present invention, is horizontally arranged in the longitudinal direction, and as shown in FIG. 1, the workpiece W ) has a basic structure in which a door 10 is provided in the opening (furnace inlet) 2A of the quartz tube 2 in which the diffusion chamber 3 is accommodated and can be opened and closed using an opening and closing mechanism 20 . The work W is, for example, a rectangular silicon substrate for solar cells. The boat 4 maintains a plurality of workpieces W in a state in which they are vertically arranged at equal intervals, and drives by driving wheels to carry the workpieces W into and out of the diffusion chamber 3 through the furnace inlet 2A. .

확산실(3)에는, 도 1에서는 생략된 석영 튜브(2)의 닫혀진 한쪽 끝에 설치되는 확산용 가스 기류 도입장치(도시하지 않음)를 이용해서 확산원(예를 들면, POCl3)을 포함하는 확산용 가스가 도입된다. In the diffusion chamber 3, a diffusion source (for example, POCl 3 ) is provided using a gas airflow introduction device for diffusion (not shown) installed at the closed end of the quartz tube 2 omitted in FIG. 1 . A gas for diffusion is introduced.

확산용 가스 기류 도입장치는, 구체적으로는 소스 가스(source gas)에 의해 액체 확산원을 버블링시켜, 액체 확산원의 포화 증기를 포함하는 소스 가스를 캐리어 가스에 합류시켜 확산용 가스 기류로 하고, 이 확산용 가스 기류를 화살표 G로 표시한 바와 같이 석영 튜브(2)의 한쪽 끝에서 도입하도록 구성된다. The gas flow introduction device for diffusion is specifically, by bubbling a liquid diffusion source with a source gas, and joining a source gas containing saturated vapor of the liquid diffusion source with a carrier gas to form a diffusion gas flow, , configured to introduce this diffusion gas stream from one end of the quartz tube 2 as indicated by the arrow G.

석영 튜브(2)의 노 입구(2A)의 근방 둘레면에는 배기관(5)이 접속된다. 워크(W)의 처리에 제공된 확산용 가스는 배기관(5)을 통해 노 밖으로 배기된다. 노 입구(2A)로부터 확산용 가스의 가스 누설을 막기 위해 확산실(3)은 부압으로 되어 있다. An exhaust pipe 5 is connected to the peripheral surface of the quartz tube 2 in the vicinity of the furnace inlet 2A. The gas for diffusion provided for the treatment of the work W is exhausted out of the furnace through the exhaust pipe 5 . In order to prevent gas leakage of the diffusion gas from the furnace inlet 2A, the diffusion chamber 3 is at a negative pressure.

석영 튜브(2)의 바깥둘레에는 가열장치가 배치된다. 가열장치는 예를 들면, 도시한 것과 같이 히터(7)를 구비한 구성이 채용된다. 가열장치의 동작에 의해 가열된 확산실(3)에 확산용 가스 도입장치로부터 확산원이 도입됨으로써, 워크(W)에 불순물(예를 들면, 인)이 확산되는 처리가 실시된다. 한편, 가열장치는 석영 튜브(2)와 히터(7) 사이에 균열관(均熱管)을 구비할 수도 있다. A heating device is disposed on the outer periphery of the quartz tube 2 . As for the heating apparatus, the structure provided with the heater 7 as shown is employ|adopted, for example. The diffusion source is introduced from the diffusion gas introduction device into the diffusion chamber 3 heated by the operation of the heating device, whereby an impurity (for example, phosphorus) is diffused into the work W is performed. On the other hand, the heating device may be provided with a crack tube between the quartz tube 2 and the heater 7 .

석영 튜브(2)의 노 입구(2A)는 개폐식 문(10)으로 막아진다. 문(10)은 후술하는 개폐기구(20)에 의해 회동(回動)하여 노 입구(2A)를 개폐한다. The furnace inlet 2A of the quartz tube 2 is blocked by a retractable door 10 . The door 10 opens and closes the furnace inlet 2A by rotating by the opening/closing mechanism 20 mentioned later.

도 2에 도시한 바와 같이, 문(10)은 석영판(11), 단열재(12) 및 문 프레임(13)을 구비한다. 석영판(11)은 석영으로 제작된 원반이며, 본 발명의 내면부재에 상당한다. 문 프레임(13)은 석영판 및 단열재를 유지한다. 석영판(11)은 문(10)의 내면측에 존재하며, 문(10)이 닫혔을 때 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)에 눌려진다. As shown in FIG. 2 , the door 10 includes a quartz plate 11 , a heat insulating material 12 and a door frame 13 . The quartz plate 11 is a disk made of quartz, and corresponds to the inner member of the present invention. The door frame 13 holds the quartz plate and insulation. The quartz plate 11 is present on the inner side of the door 10, and is pressed against the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 when the door 10 is closed.

문 프레임(13)은 원반부(131)와 통형상부(132)가 일체화된 형상의 부재이다. 문 프레임(13)은 스테인리스 등의 강성을 가진 재료로 형성된다. 원반부(131)는 문(10)의 외면측에 존재한다. 통형상부(132)는 문(10)의 측면부를 구성한다. The door frame 13 is a member of the shape in which the disk part 131 and the cylindrical part 132 were integrated. The door frame 13 is formed of a material having rigidity such as stainless steel. The disk part 131 is present on the outer surface side of the door 10 . The cylindrical portion 132 constitutes a side portion of the door 10 .

단열재(12)는 문 프레임(13)의 통형상부(132)로 둘러싸인 공간에 충전된다. 단열재(12)는 문 프레임(13)의 원반부(131)와 석영판(11) 사이에 끼워지고, 문 프레임(13)의 통형상부(132)의 바깥둘레면과 석영판(11)의 주위부와의 둘레방향의 복수 부위에 장착되는 스톱퍼(14)에 의해 고정된다. 이렇게 해서, 석영판(11)과 단열재(12)가 문 프레임(13)에 장착된다. 문(10)에서 단열재(12)는 석영판(11)의 확산실(3)(도 1 참조)과 반대측에 배치되게 된다. The heat insulating material 12 is filled in the space surrounded by the cylindrical portion 132 of the door frame 13 . The insulating material 12 is sandwiched between the disk portion 131 of the door frame 13 and the quartz plate 11 , and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 132 of the door frame 13 and the quartz plate 11 . It is fixed by the stopper 14 which is attached to the multiple site|part in the circumferential direction with the peripheral part. In this way, the quartz plate 11 and the heat insulating material 12 are attached to the door frame 13 . In the door 10 , the insulating material 12 is disposed on the opposite side to the diffusion chamber 3 (see FIG. 1 ) of the quartz plate 11 .

다음으로 개폐기구(20)의 구성을 설명한다. 개폐기구(20)는 구동 암(21) 및 구동 수단(23)을 구비한다. 구동 암(21)은 구동 수단(23)에 의해, 문(10)과 함께 석영 튜브(2)에 접근하는 일방향(도 1의 화살표 R1방향 참조)과 석영 튜브(2)로부터 멀어지는 타방향(동 도면의 화살표 R2방향 참조)으로 구동된다. 이와 같이 구동 암(21)이 구동됨으로써 문(10)을 구동하여 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)가 개방 또는 폐쇄된다. Next, the configuration of the opening/closing mechanism 20 will be described. The opening/closing mechanism 20 includes a driving arm 21 and a driving means 23 . The driving arm 21 is driven in one direction (refer to the arrow R1 direction in FIG. 1 ) approaching the quartz tube 2 together with the door 10 by the driving means 23 and in the other direction away from the quartz tube 2 (the same direction). It is driven in the direction of arrow R2 in the drawing). In this way, the drive arm 21 is driven to drive the door 10 to open or close the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 .

본 실시형태에서는 구동 수단(23)으로서, 왕복동하는 피스톤 로드(232); 및 피스톤 로드(232)를 수납하는 실린더 튜브(231);를 구비하고, 유체압을 공급받아서 피스톤 로드(232)가 실린더 튜브(231)에 대하여 진출, 후퇴하여 구동력을 전달하는 실린더 기구로 구성된다. 여기서는 실린더 기구로서 에어 실린더를 이용하고 있다. In this embodiment, as the driving means 23, the reciprocating piston rod 232; and a cylinder tube 231 for accommodating the piston rod 232; provided with a cylinder mechanism that receives fluid pressure so that the piston rod 232 advances and retreats with respect to the cylinder tube 231 to transmit a driving force . Here, an air cylinder is used as the cylinder mechanism.

구동 암(21)은 석영 튜브(2)의 노 입구(A)를 닫는 문(10)의 면과 대략 평행하게 연장되도록 마련된다. The drive arm 21 is provided to extend substantially parallel to the face of the door 10 closing the furnace inlet A of the quartz tube 2 .

구동 암(21)의 기단(基端)은 제1 링크(26) 및 제2 링크(28)를 통해 피스톤 로드(232)의 선단에 연결된다. A proximal end of the drive arm 21 is connected to the front end of the piston rod 232 through the first link 26 and the second link 28 .

석영 튜브(2)의 노 입구(2A)의 옆에, 고정 브래킷(고정구)(27)이 열처리 장치에 대하여 고정된다. 고정 브래킷(27)의 길이방향은 석영 튜브(2)의 축방향에 직교하는 방향으로 규정된다. 고정 브래킷(27)은 일단부가 타단부보다 석영 튜브(2)에 가까운 위치가 되도록 마련된다. 그 고정 브래킷(27)의 길이방향의 일단부 및 타단부에 각각 제1 회동축(24) 및 제2 회동축(25)이 마련된다. Next to the furnace inlet 2A of the quartz tube 2, a fixing bracket (fixture) 27 is fixed with respect to the heat treatment apparatus. The longitudinal direction of the fixing bracket 27 is defined as a direction orthogonal to the axial direction of the quartz tube 2 . The fixing bracket 27 is provided so that one end is closer to the quartz tube 2 than the other end. A first rotation shaft 24 and a second rotation shaft 25 are provided at one end and the other end in the longitudinal direction of the fixing bracket 27 , respectively.

제1 회동축(24)은 고정 브래킷(27)에 고정되는 원기둥형상의 지주(241)와, 지주(241)의 주위에 회전 자유롭게 배치된 원통형상의 슬리브(242)로 구성된다. 고정 브래킷(27)의 일단부에는, 구동 암(21)과 제1 링크(26)가 동시회전(corotation)하도록 제1 회동축(24)에 의해 구동 암(21)의 기단부와 제1 링크(26)의 일단부가 회전 가능하게 지지된다. The first rotation shaft 24 includes a cylindrical post 241 fixed to the fixing bracket 27 , and a cylindrical sleeve 242 rotatably disposed around the post 241 . At one end of the fixing bracket 27, the proximal end of the drive arm 21 and the first link 26 by a first rotation shaft 24 so that the drive arm 21 and the first link 26 are corotated. 26) is rotatably supported.

제1 링크(26)의 타단부는 서로 회전 가능하게 피스톤 로드(232)의 선단부와 연결된다. 제1 링크(26)의 타단부와 피스톤 로드(232)의 선단부는 제1 링크(26)에 대하여 회전 가능한 제2 링크(28)를 통해 연결된다. The other end of the first link 26 is connected to the front end of the piston rod 232 rotatably to each other. The other end of the first link 26 and the front end of the piston rod 232 are connected through a second link 28 rotatable with respect to the first link (26).

제2 회동축(25)은 고정 브래킷(27)에 핀을 볼록하게 설치하고, 핀이 끼워맞춰지는 구멍을 실린더 튜브(231)에 마련하는 등, 단순히 요철을 끼워맞춤으로써 실현할 수 있다. 고정 브래킷(27)의 타단부에는 실린더 튜브(231)가 제2 회동축(25)에 의해 회전 가능하게 지지된다. The second rotation shaft 25 can be realized by simply fitting the unevenness, such as by convexly attaching a pin to the fixing bracket 27 and providing a hole in the cylinder tube 231 through which the pin is fitted. A cylinder tube 231 is rotatably supported by the second rotation shaft 25 at the other end of the fixing bracket 27 .

구동 수단(23)은 구동 암(21)의 회동을 자동화하는 장치이다. 그리고 구동 수단(23)에 관해, 피스톤 로드(232)가 실린더 튜브(231)로부터 진출하면, 구동 암(21)이 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)에 근접하도록 회전하여 문(10)이 닫히도록 회동한다. 그리고 문(10)이 노 입구(2A)에 눌려서 석영 튜브(2) 안이 밀폐된다. The drive means 23 is a device for automating the rotation of the drive arm 21 . And with respect to the drive means 23 , when the piston rod 232 advances from the cylinder tube 231 , the drive arm 21 rotates so as to be close to the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 and the door 10 . Rotate it to close. And the door 10 is pressed against the furnace inlet 2A, and the inside of the quartz tube 2 is sealed.

한편, 피스톤 로드(232)가 실린더 튜브(231)에 대하여 후퇴하면, 구동 암(21)이 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)로부터 멀어지도록 회전하여 문(10)이 열리도록 회동한다. 한편, 구동 수단(23)을 특별히 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 제어하도록 하면, 구동 암(21)의 구동을 자동 제어할 수 있다. On the other hand, when the piston rod 232 retracts with respect to the cylinder tube 231 , the drive arm 21 rotates away from the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 to rotate the door 10 to open. On the other hand, if the drive means 23 is controlled by a controller (not shown), the drive of the drive arm 21 can be automatically controlled.

문 프레임(13)은 구동 암(21)의 선단에 배치되는 문 경사 조정부재(30)에 의해 경사(요동) 자유롭게 지지된다. The door frame 13 is freely supported by a door inclination adjusting member 30 disposed at the tip of the driving arm 21 , inclinedly (oscillating).

구체적으로는, 문 경사 조정부재(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 로드 엔드 베어링(rod end bearing)(31) 및 요동축(32)을 구비한다. 로드 엔드 베어링(31)은 구동 암(21)의 선단에 장착된다. 요동축(32)은 로드 엔드 베어링(31)에 의해 축심(軸心;shaft center)이 경사 가능하게 지지된다. 요동축(32)은 문 프레임(13)의 중심에 금구(金具)(321)를 이용해서 고정된다. 금구(321)로 문 프레임(13)에 고정된 요동축(32)은 구동 암(21)의 선단상면에 장착된 로드 엔드 베어링(31)의 구면(球面) 내륜(311)에 삽입된다. Specifically, as shown in FIG. 3 , the door inclination adjustment member 30 includes a rod end bearing 31 and a swing shaft 32 . The rod end bearing 31 is mounted on the front end of the drive arm 21 . The swing shaft 32 is supported by a rod end bearing 31 so that its shaft center is inclined. The swing shaft 32 is fixed to the center of the door frame 13 using a metal ball 321 . The swing shaft 32 fixed to the door frame 13 with the bracket 321 is inserted into the spherical inner ring 311 of the rod end bearing 31 mounted on the top surface of the distal end of the drive arm 21 .

로드 엔드 베어링(31)은 공지의 로드 엔드 베어링(일본국 공개특허공보 2003-247540호, 일본국 공개실용신안공보 평2-78808호)을 이용해서 구성할 수 있고, 내측에 형성된 구면형상의 장착구멍에, 구면 내륜(311)이 요동 가능하게 유지되어 있다. 요동축(32)은 구면 내륜(311)과 함께 경사 가능하게 유지된다. The rod end bearing 31 can be constructed using a known rod end bearing (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-247540, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. Hei 2-78808), and is mounted on a spherical shape formed inside. In the hole, the spherical inner ring 311 is held so as to be able to swing. The swing shaft 32 is held so as to be inclined together with the spherical inner ring 311 .

요동축(32)의 문 프레임(13)에 장착된 일단부에 대한 반대측의 타단부에는 각도 조절 헤드(33)가 마련된다. 구동 암(21)의 선단에는 각도 조절 블록(34)이 장착된다. 각도 조절 블록(34)에는 각도 조절 헤드(33)가 관통되는 개구(34A)가 형성된다. 개구(34A)의 크기는 각도 조절 헤드(33)의 경사를 허용하는 크기로 설정된다. An angle adjusting head 33 is provided at the other end of the swing shaft 32 opposite to the one end mounted on the door frame 13 . An angle adjustment block 34 is mounted at the front end of the driving arm 21 . The angle adjustment block 34 is formed with an opening 34A through which the angle adjustment head 33 passes. The size of the opening 34A is set to a size that allows the inclination of the angle adjustment head 33 .

이상의 문 경사 조정부재(30)의 구성으로 인해, 도 4에 도시한 바와 같이 문(10)은 구동 암(21)에 대하여 경사 자유롭게 지지된다. 문(10)의 경사각도의 최대α는 각도 조절 헤드(33)의 외부직경과 각도 조절 블록의 개구(34A)의 내부직경과의 상대관계에 의해 규제(조절)된다. Due to the configuration of the door inclination adjusting member 30 as described above, the door 10 is inclined freely with respect to the driving arm 21 as shown in FIG. 4 . The maximum α of the inclination angle of the door 10 is regulated (adjusted) by the relative relationship between the outer diameter of the angle adjusting head 33 and the inner diameter of the opening 34A of the angle adjusting block.

또, 문 프레임(13) 및 구동 암(21)에는 문(10)의 중심 주변의 회전을 규제하는 문 회전 규제부재(40)가 마련된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 문 회전 규제부재(40)는 문(10)에 있어서의 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)를 닫는 면의 중심에서 치우친 위치에 마련되어 문(10)의 회전을 규제한다. Further, the door frame 13 and the drive arm 21 are provided with a door rotation regulating member 40 for regulating rotation around the center of the door 10 . As shown in FIG. 6 , the door rotation regulating member 40 is provided at a position biased from the center of the surface that closes the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 in the door 10 . to regulate

본 실시형태에서 문 회전 규제부재(40)는 도 5에 도시한 바와 같이, 회전 규제 헤드(42) 및 회전 규제판(41)을 구비한다. 회전 규제 헤드(42)는 구동 암(21)에 고정된다. 회전 규제판(41)은 문 프레임(13)에 고정된다. 한편 이와는 반대로, 회전 규제 헤드(42)가 문 프레임(13)에 고정되고, 회전 규제판(41)이 구동 암(21)에 고정되는 구성을 채용하는 것도 가능하다. In this embodiment, the door rotation regulating member 40 is provided with the rotation regulating head 42 and the rotation regulating plate 41, as shown in FIG. The rotation regulating head 42 is fixed to the drive arm 21 . The rotation regulating plate 41 is fixed to the door frame 13 . On the other hand, on the other hand, it is also possible to employ|adopt the structure in which the rotation regulating head 42 is fixed to the door frame 13, and the rotation regulating plate 41 is fixed to the drive arm 21. FIG.

회전 규제판(41)은 예를 들면 스트립(strip)형상의 판금(板金;sheet metal)을 그 길이방향의 2군데에서 대략 Z자형상으로 굽힘 가공하여 제작된다. 회전 규제 헤드(42)는 구동 암(21)에 있어서 문(10)과 반대측에 수직으로 고정되는 지지 블록(43)에, 문(10)쪽으로 돌출하도록 장착된다. The rotation regulating plate 41 is manufactured, for example, by bending a strip-shaped sheet metal into a substantially Z-shape at two locations in the longitudinal direction thereof. The rotation regulating head 42 is mounted on a support block 43 vertically fixed to the opposite side to the door 10 in the drive arm 21 so as to protrude toward the door 10 .

회전 규제판(41)은 서로 평행해지는 양단편(兩端片)(411, 412) 중 한쪽(411)을 이용해서 문 프레임(13)의 원반부(131)에 나사 고정 등으로 고정된다. 회전 규제판(41)의 다른 쪽 단편(412)에 형성된 개구(41A)에 회전 규제 헤드(42)가 관통된다. 개구(41A)의 크기는 회전 규제 헤드(42)의 회전을 일정 범위로 규제하는 크기로 설정된다. 구체적으로는, 문(10)의 경사각도가 상기 각도α의 범위에서 변경 가능하게 회전 규제 헤드(42)가 개구(41A)에 삽입 통과하도록, 회전 규제 헤드(42)와 개구(41A)가 조정된다. The rotation regulating plate 41 is fixed to the disk part 131 of the door frame 13 by screwing or the like using one 411 of both end pieces 411 and 412 parallel to each other. The rotation regulating head 42 is passed through the opening 41A formed in the other piece 412 of the rotation regulating plate 41 . The size of the opening 41A is set to a size that restricts the rotation of the rotation regulating head 42 to a certain range. Specifically, the rotation regulating head 42 and the opening 41A are adjusted so that the inclination angle of the door 10 can be changed within the range of the angle α and the rotation regulating head 42 is inserted through the opening 41A. do.

이상의 문 회전 규제부재(40)의 구성에 의해, 요동축(32) 주변의 문(10)의 회전이 규제된다. 이로 인해, 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)와 문 내면의 석영판(11)을 맞대어 문지르는 것의 재현성을 유지할 수 있다. By the structure of the door rotation regulating member 40 mentioned above, rotation of the door 10 around the rocking|fluctuation shaft 32 is regulated. For this reason, the reproducibility of rubbing the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 and the quartz plate 11 of the inner surface of a door can be maintained.

본 발명에 의하면, 문(10)에 단열재(12)가 내장되므로, 문(10)의 내측과 외측에 온도차가 있어도 문 내면의 석영판(11)의 온도 저하가 억제된다. 이로 인해, 석영 튜브(2)의 노 입구(2A) 근방에 확산용 가스에서 유래한 부생성물이 석출되는 것이 방지된다. According to this invention, since the heat insulating material 12 is built in the door 10, even if there is a temperature difference between the inside and the outside of the door 10, the temperature fall of the quartz plate 11 of the inner surface of a door is suppressed. For this reason, precipitation of the by-product derived from the gas for diffusion near the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 is prevented.

문(10)은 문 프레임(13)과 석영판(11) 사이에 단열재가 끼이는 구조이다. 따라서, 문(10)이 단열재(12)를 구비하는 구조이더라도 문 외면의 문 프레임(13)을 구동 암(21)으로 지지해서 회동 자유롭게 하는 개폐기구(20)에 의해 지장 없이 문(10)을 개폐할 수 있다. The door 10 has a structure in which an insulating material is sandwiched between the door frame 13 and the quartz plate 11 . Therefore, even if the door 10 has a structure including the heat insulating material 12, the door 10 can be opened without any hindrance by the opening and closing mechanism 20 that supports the door frame 13 on the outer surface of the door with the driving arm 21 and allows it to rotate freely. can be opened and closed.

또한 구동 암(21)이 구동 수단(23)에 의해 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)측으로 힘이 가해지고 있어, 이 구동 암(21)의 선단에 마련되는 문 경사 조정부재(30)에 의해 문 프레임(13)이 지지되어 있음으로써, 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)의 형상에 따라 문 내면의 석영판(11)이 추종하는 형태로 양자의 밀폐성을 높일 수 있다. 이로 인해, 석영 튜브(2)의 노 입구(2A)로부터 대기가 침입하는 것이 방지되어, 대기와의 반응으로 인한 부생성물의 발생을 방지할 수 있고, 문의 부식이나 노 내부의 오염을 막을 수 있어, 유지 관리 주기를 길게 할 수 있다. Further, a force is applied to the drive arm 21 toward the furnace inlet 2A side of the quartz tube 2 by the drive means 23, and a door inclination adjusting member 30 provided at the tip of the drive arm 21. By supporting the door frame 13 by the , it is possible to enhance the sealing properties of both in a form in which the quartz plate 11 on the inner surface of the door follows the shape of the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 . For this reason, the intrusion of the atmosphere from the furnace inlet 2A of the quartz tube 2 is prevented, the generation of by-products due to the reaction with the atmosphere can be prevented, and corrosion of the door and contamination of the inside of the furnace can be prevented. , the maintenance cycle can be lengthened.

상술한 실시형태의 설명은 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 실시형태가 아니라, 특허청구범위에 의해 제시된다. 또한 본 발명의 범위에는 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. It should be considered that description of embodiment mentioned above is an illustration in every point, and is not restrictive. The scope of the present invention is indicated not by the above-described embodiments, but by the claims. In addition, it is intended that the scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

Claims (7)

일단(一端)이 닫힘과 아울러 타단(他端)에는 개구가 형성되고, 열처리되는 워크가 상기 개구를 통해서 수용되는 석영 튜브와, 상기 석영 튜브의 개구를 개폐하는 문과, 상기 개구를 개폐하도록 상기 문을 동작시키는 개폐기구를 구비하고,
상기 문은, 석영으로 형성되어 상기 석영 튜브측에 배치되는 내면부재, 상기 내면부재의 외측에 배치되는 단열재, 및 상기 단열재의 외측에 배치되어 상기 내면부재와 상기 단열재를 유지하는 문 프레임을 가지며,
상기 개폐기구는,
상기 석영 튜브에 접근하는 일방향과 상기 석영 튜브로부터 멀어지는 타방향으로 구동되는 구동 암,
상기 구동 암을 구동하는 구동 수단, 및
상기 구동 암의 선단부에 상기 문을 경사 가능하게 지지하는 문 경사 조정부재를 가지며, 상기 구동 암의 구동에 따른 상기 문의 이동에 의해 상기 석영 튜브의 개구를 개폐하는 것이 가능하고,
상기 문 경사 조정부재에는,
상기 구동 암의 선단부에 장착된 베어링, 및
일단부에 상기 문 프레임이 장착됨과 함께, 타단부가 상기 베어링의 내륜에 유지되고, 상기 구동 암에 대한 상기 내륜의 상대 회동에 따라 상기 문 프레임과 함께 기울어지는 것이 가능한 요동축이 포함되고,
상기 개폐기구는, 상기 문의 중심 주변의 회전을 규제하는 문 회전 규제부재를 더 가지고, 상기 문 회전 규제부재는 상기 구동 암의 길이방향에 대해서 상기 요동축에 대한 일방측의 위치에서만 상기 요동축의 회동을 제한하도록 마련되어 있고,
상기 석영 튜브의 개구가 닫힐 수 있도록 상기 개폐기구가 상기 문을 이동시켰을 때, 상기 석영 튜브의 개구의 주변으로 상기 내면부재가 눌려짐에 의해, 상기 문 경사 조정부재는, 상기 석영 튜브의 개구의 주변으로 상기 내면 부재가 따르도록 상기 문의 경사를 조정하고, 이에 의해 상기 석영 튜브의 개구 주변으로 상기 내면부재가 밀착하는, 열처리 장치. A quartz tube in which one end is closed and an opening is formed in the other end, a work to be heat treated is received through the opening, a door that opens and closes the opening of the quartz tube, and the door opens and closes the opening and an opening/closing mechanism for operating
The door has an inner surface member formed of quartz and disposed on the side of the quartz tube, a heat insulating material disposed outside the inner member member, and a door frame disposed outside the heat insulating material to hold the inner member member and the heat insulating material,
The opening and closing mechanism is
a driving arm driven in one direction approaching the quartz tube and in the other direction away from the quartz tube;
drive means for driving the drive arm; and
A door inclination adjusting member for supporting the door in an inclined manner is provided at the distal end of the driving arm, and it is possible to open and close the opening of the quartz tube by movement of the door according to the driving of the driving arm,
In the door inclination adjustment member,
a bearing mounted to the distal end of the drive arm; and
an oscillation shaft capable of being tilted together with the door frame according to relative rotation of the inner ring with respect to the drive arm, the other end being held on the inner ring of the bearing while the door frame is mounted on one end;
The opening/closing mechanism further has a door rotation regulating member for regulating rotation around the center of the door, wherein the door rotation regulating member is positioned on one side of the swing shaft with respect to the longitudinal direction of the drive arm. It is designed to limit movement,
When the opening/closing mechanism moves the door so that the opening of the quartz tube can be closed, the inner member is pressed around the opening of the quartz tube, so that the door inclination adjusting member is adjusted to the opening of the quartz tube. adjusting the inclination of the door so that the inner member follows the periphery, whereby the inner member is brought into close contact with the periphery of the opening of the quartz tube. 제1항에 있어서,
상기 석영 튜브 내에는, 상기 워크를 열처리하기 위한 옥시염화 인 또는 삼브롬화 붕소를 포함하는 확산용 가스가 도입되는, 열처리 장치.According to claim 1,
A diffusion gas containing phosphorus oxychloride or boron tribromide for heat-treating the work is introduced into the quartz tube. 제1항에 있어서,
상기 베어링은, 로드 엔드 베어링(rod end bearing)인, 열처리 장치.According to claim 1,
The bearing is a rod end bearing (rod end bearing), a heat treatment apparatus. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 문 경사 조정부재에는,
상기 요동축의 타단부에 마련된 각도 조절 헤드, 및
상기 구동 암의 선단부에 마련되고, 상기 각도 조절 헤드가 관통하는 개구이자 상기 각도 조절 헤드의 경사를 허용하는 크기의 개구가 형성된 각도 조절 블록,
이 더 포함되는, 열처리 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
In the door inclination adjustment member,
an angle adjustment head provided at the other end of the swing shaft, and
an angle adjustment block provided at the distal end of the driving arm and having an opening through which the angle adjustment head passes and an opening sized to allow an inclination of the angle adjustment head;
This further includes, a heat treatment device. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 문 회전 규제부재에는,
상기 문 프레임 또는 상기 구동 암 중 한쪽에 마련된 회전 규제 헤드; 및
상기 문 프레임 또는 상기 구동 암 중 다른 쪽에 마련되며, 상기 회전 규제 헤드가 관통하는 개구이자 상기 회전 규제 헤드의 회전을 일정 범위로 규제하는 크기의 개구가 형성된 회전 규제판;
이 더 포함되는, 열처리 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
In the door rotation regulating member,
a rotation regulating head provided on one of the door frame and the driving arm; and
a rotation regulating plate provided on the other side of the door frame or the driving arm and having an opening through which the rotation regulating head passes and an opening sized to regulate the rotation of the rotation regulating head within a predetermined range;
This further includes, a heat treatment device. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 수단은, 왕복동하는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 수납하는 실린더 튜브를 구비한 실린더 기구이고, 유체압을 공급받아 상기 피스톤 로드가 상기 실린더 튜브에 대하여 진출, 후퇴하는 것에 의해 구동력을 전달하고,
상기 피스톤 로드에 상기 구동 암의 기단부가 연결되어 있는, 열처리 장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The driving means is a cylinder mechanism having a reciprocating piston rod and a cylinder tube for accommodating the piston rod, and receives a fluid pressure to transmit a driving force by the piston rod advances and retreats with respect to the cylinder tube, ,
The heat treatment apparatus, wherein the proximal end of the drive arm is connected to the piston rod. 제6항에 있어서,
상기 구동 암은, 상기 석영 튜브의 개구를 닫는 면과 대략 평행하게 연장되고,
상기 구동 암과 제1 링크가 동시회전(corotation)하도록, 상기 구동 암의 기단부와 상기 제1 링크의 일단부가, 고정 브래킷의 일단부에 회전 가능하게 지지되며,
상기 실린더 튜브가 상기 고정 브래킷의 타단부에 회전 가능하게 지지됨과 아울러, 상기 제1 링크의 타단부는 상기 피스톤 로드의 선단부에 회전 가능하게 연결되고,
상기 고정 브래킷은, 일단부가 타단부보다 상기 석영 튜브에 가까운 위치가 되도록 마련되는, 열처리 장치.7. The method of claim 6,
The drive arm extends substantially parallel to the surface closing the opening of the quartz tube,
A proximal end of the driving arm and one end of the first link are rotatably supported at one end of a fixing bracket so that the driving arm and the first link rotate simultaneously;
The cylinder tube is rotatably supported at the other end of the fixing bracket, and the other end of the first link is rotatably connected to the front end of the piston rod,
The fixing bracket is provided such that one end is closer to the quartz tube than the other end.
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