KR102476865B1 - 진공 가열 장치, 리플렉터 장치 - Google Patents

Abstract

열 연신에 의한 손상이 발생하지 않는 리플렉터 장치를 갖는 진공 가열 장치를 제공한다. 행렬 배치된 복수 개의 단위 반사판 (31) 을, 고정 장치 (21) 와 유지 장치 (11a ∼ 11d) 에 의해 진공조 (17) 의 장착면 (19) 에 각각 장착한다. 각 단위 반사판 (31) 에 적외선이 조사되면, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 변형부 (64) 의 변형을 수반하여, 각 단위 반사판 (31) 은 고정 장치 (21) 의 설치 장소를 중심으로 하여 열 연신한다. 열 연신에 의해 각 단위 반사판 (31) 에 인가되는 힘은 완화되고, 각 단위 반사판 (31) 이 장착면 (19) 에 장착된 지점의 손상은 방지된다.

Description

진공 가열 장치, 리플렉터 장치

본 발명은 진공 분위기 중에서 가열 대상물을 적외선으로 가열하는 기술에 관한 것으로, 특히, 적외선을 반사하는 리플렉터 장치와, 그 리플렉터 장치를 갖는 진공 가열 장치에 관한 것이다.

반도체 기판이나 유리 기판 등을 처리 대상물로 하여, 진공 분위기 중에서 처리 대상물의 표면에 박막을 형성하거나, 또 형성되어 있는 박막을 진공 분위기 중에서 에칭 처리하는 진공 처리는 널리 실시되고 있고, 진공 처리를 하기 직전에는, 처리 대상물을 소정 온도로 승온시켜, 진공 처리의 반응성을 향상시키는 가열 전처리 공정이 놓여져 있다.

또, 진공 분위기 중에서 처리 대상물을 가열하면, 처리 대상물에 부착된 유기물이나 수분이 진공 분위기 중에서 증발하고, 처리 대상물의 클리닝이 실시된다.

온도 제어성의 양호함으로부터, 이와 같은 처리 대상물의 가열이 적외선 조사에 의해 실시되는 경우가 많고, 진공조에 대한 적외선 조사를 차단시키기 위하여, 진공조의 벽면과 적외선 조사 장치 사이에 리플렉터가 배치되어, 진공조가 승온되지 않게 되어 있다.

그런데, 제조 비용을 저하시키기 위하여, 처리 대상물은 더욱 더 대형화되고 있고, 그것에 수반하여 진공조도 대형화되지만, 리플렉터가 대형화되면 열에 의한 선팽창량이 커져, 리플렉터나 리플렉터 장착부 등에 변형이 발생하거나, 장착 불량이 발생하거나 하는 등의 폐해가 커진다.

최근에는 복수의 단위 반사판을 행렬 배치하여 1 대의 리플렉터를 구성하는 리플렉터 장치의 개발이 시도되고 있지만, 단위 반사판을 1 개 지점만 고정시켜 변형하지 않고 열팽창할 수 있도록 하면, 단위 반사판의 가장자리 부근에서의 처짐량이 커져, 단위 반사판 사이에 열 누설이 발생한다.

또, 열 누설을 방지하기 위하여 단위 반사판의 가장자리 부근을 겹치면, 열팽창시에 처진 가장자리 부근끼리가 슬라이딩하여, 더스트가 다량으로 발생한다.

일본 공개특허공보 평10-19386호

본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해서 창작된 발명으로, 그 해결하고자 하는 과제는, 리플렉터판에 변형이나 처짐이 없는 리플렉터 장치와, 그 리플렉터 장치가 형성된 진공 가열 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 진공 배기되는 진공조와, 상기 진공조의 내부에 배치되고, 적외선을 방사하여 가열 대상물을 가열하는 가열원과, 상기 진공조의 내부에 배치되고, 상기 가열원으로부터 방사되어 상기 진공조의 내벽면 중 장착면을 향하는 적외선을 차폐하는 복수 개의 단위 반사판을 갖는 리플렉터 장치를 갖고, 상기 단위 반사판은 상기 장착면을 따라 배치된 진공 가열 장치로서, 상기 리플렉터 장치는, 일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 고정된 복수 개의 고정 장치와, 일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 고정된 복수 개의 유지 장치를 갖고, 상기 고정 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치는 상기 고정 장치에 의해 고정되고, 상기 유지 장치는 변형 가능한 변형부를 갖고, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계는, 상기 변형부의 변형에 의해 변경되도록 된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 단위 반사판이 가열되어 열 연신할 때에는, 상기 변형부는 변형되어, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계가 변경되는 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 변형부는 판 스프링이고, 상기 단위 반사판의 열 연신에 의해 상기 판 스프링의 표면에 수직인 방향의 힘이 인가되는 방향으로 상기 판 스프링이 배치된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 단위 반사판에는 여유공이 형성되고, 상기 유지 장치는, 상기 여유공에 삽입 통과된 제 1 나사 정지 장치에 의해 상기 장착면에 나사 정지 고정되고, 상기 여유공의 가장자리와 상기 제 1 나사 정지 장치는, 상기 단위 반사판이 상기 장착면을 따라 열 연신해도, 상기 단위 반사판이 실온 이상에서 상한 온도보다 저온의 온도 범위에서는 비접촉이 되도록 된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 고정 장치와 상기 유지 장치는, 상기 단위 반사판에 용접 고정된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 고정 장치는 상기 단위 반사판에 용접 고정되고, 상기 유지 장치는 제 2 나사 정지 장치에 의해 상기 단위 반사판에 나사 정지 고정된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치는, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 상기 유지 장치와 상기 유지 장치 사이에 배치된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치를 중심으로 하여, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 복수의 상기 유지 장치가 배치된 진공 가열 장치이다.

또, 본 발명은, 진공조의 내부에서 상기 진공조의 내벽면 중의 장착면을 따라 배치되고, 가열원으로부터 방사되어 상기 장착면을 향하는 적외선을 차폐하는 복수 개의 단위 반사판과, 일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 고정되는 복수 개의 고정 장치와, 일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 고정되는 복수 개의 유지 장치를 갖고, 상기 고정 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치는 상기 고정 장치에 의해 고정되고, 상기 유지 장치는 변형 가능한 변형부를 갖고, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계는, 상기 변형부의 변형에 의해 변경되도록 된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 단위 반사판이 가열되어 열 연신할 때에는, 상기 변형부는 변형되어, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계가 변경되는 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 변형부는 판 스프링이고, 상기 단위 반사판의 열 연신에 의해 상기 판 스프링의 표면에 수직인 방향의 힘이 인가되는 방향으로 상기 판 스프링이 배치된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 단위 반사판에는 여유공이 형성되고, 상기 유지 장치는, 상기 여유공에 삽입 통과된 제 1 나사 정지 장치에 의해 상기 장착면에 나사 정지 고정되고, 상기 여유공의 가장자리와 상기 제 1 나사 정지 장치는, 상기 단위 반사판이 상기 장착면을 따라 열 연신해도, 상기 단위 반사판이 실온 이상에서 상한 온도보다 저온의 온도 범위에서는 비접촉이 되도록 된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 고정 장치와 상기 유지 장치는, 상기 단위 반사판에 용접 고정된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 상기 고정 장치는 상기 단위 반사판에 용접 고정되고, 상기 유지 장치는 제 2 나사 정지 장치에 의해 상기 단위 반사판에 나사 정지 고정된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치는, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 상기 유지 장치와 상기 유지 장치 사이에 배치된 리플렉터 장치이다.

또, 본 발명은, 1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치를 중심으로 하여, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 복수의 상기 유지 장치가 배치된 리플렉터 장치이다.

단위 반사판은 고정 장치와 유지 장치로 진공조에 고정되므로, 열에 의한 큰 처짐은 발생하지 않는다.

장착 부재와 단위 반사판 사이나, 단위 반사판끼리의 사이는 슬라이딩하지 않기 때문에, 더스트의 발생은 없다.

도 1 은, 본 발명의 진공 가열 장치의 일례이다.
도 2 는, 제 1 예의 리플렉터 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3 은, 도 3(a) : 조립 전의 제 1 예의 리플렉터 장치의 단위 반사 장치이고, 도 3(b) : 조립 후의 제 1 예의 리플렉터 장치의 단위 반사 장치이다.
도 4 는, 유지 장치의 도 4(a) : 평면도 도 4(b) : 좌측면도 도 4(c) : 정면도 도 4(d) : 배면도 도 4(e) : 단면도이다.
도 5 는, 제 2 예의 리플렉터 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6 은, 제 3 예의 리플렉터 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 은, 제 4 예의 리플렉터 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8 은, 도 8(a), (b) : 유지 장치와 고정 장치의 설치 방법이 상이한 단위 반사 장치의 예이다.
도 9 는, 도 9(a), (b) : 유지 장치와 고정 장치의 설치 방법이 상이한 단위 반사 장치의 다른 예이다.
도 10 은, 유지 장치의 다른 예의 도 10(a) : 평면도 도 10(b) : 좌측면도 도 10(c) : 정면도 도 10(d) : 배면도 도 10(e) : 단면도이다.
도 11 은, 유지 장치의 또 다른 예의 도 11(a) : 평면도 도 11(b) : 좌측면도 도 11(c) : 정면도 도 11(d) : 배면도 도 11(e) : 단면도이다.

＜진공 가열 장치＞

도 1 의 부호 2 는, 본 발명의 일례의 진공 가열 장치이고, 진공조 (17) 를 갖고 있다.

진공조 (17) 의 내부에는, 가열원 (88) 이 배치되어 있고, 진공조 (17) 는 복수의 내벽면을 갖고 있다. 복수의 내벽면 중 일 내벽면인 장착면 (19) 과 가열원 (88) 사이에는 리플렉터 장치 (110) 가 형성되어 있다. 그 장착면 (19) 과 대향하는 다른 내벽면 (18) 과 가열원 (88) 사이에는, 기판 배치 장치 (85) 가 형성되어 있다. 여기서는, 진공조 (17) 의 내벽면 중 장착면 (19) 은 천정의 표면이고, 장착면 (19) 과 평행하게 대향하는 내벽면 (18) 은 바닥면이다.

진공조 (17) 에는 진공 배기 장치 (78) 가 접속되어 있고, 진공 배기 장치 (78) 가 동작하면 진공조 (17) 의 내부는 진공 배기되어, 진공 분위기가 형성된다.

기판 배치 장치 (85) 에는 핀 (86) 이 형성되어 있고, 핀 (86) 이 기판 배치 장치 (85) 의 표면보다 상방으로 상승한 상태에서 가열 대상물인 기판 (87) 이 진공조 (17) 의 내부에 반입되어 핀 (86) 위에 실린다. 도 1 은 그 상태를 나타내고 있다.

이어서, 핀 (86) 이 강하되고, 기판 (87) 이 기판 배치 장치 (85) 상에 수평으로 배치되고, 이어서 가열원 (88) 에 통전되고, 가열원 (88) 이 승온하여 적외선이 방사된다.

가열원 (88) 으로부터 방사된 적외선 중, 기판 배치 장치 (85) 를 향하여 방사된 적외선은 기판 (87) 에 조사되어 기판 (87) 이 가열된다.

가열원 (88) 으로부터 방사된 적외선 중, 기판 (87) 과는 반대측에 위치하는 장착면 (19) 을 향하여 방사된 적외선은, 가열원 (88) 과 장착면 (19) 사이에 위치하는 리플렉터 장치 (110) 에 조사된다.

따라서, 장착면 (19) 측에서는, 리플렉터 장치 (110) 에 의해 적외선은 차폐되고, 장착면 (19) 에는 조사되지 않고, 진공조 (17) 가 승온하지 않도록 되어 있다.

리플렉터 장치 (110) 에 조사된 적외선은 가열원 (88) 이 위치하는 방향으로 반사되어, 기판 (87) 에 조사된다.

기판 (87) 은, 진공조 (17) 의 내부가 진공 배기되어 형성된 진공 분위기에 배치된 상태에서 가열되고, 소정 온도로 승온하면 가열원 (88) 으로의 통전은 정지되고, 기판 (87) 은 진공 가열 장치 (2) 의 내부로부터, 진공 가열 장치 (2) 에 접속된 진공 처리 장치로 반송된다.

＜리플렉터 장치＞

리플렉터 장치 (110) 의 구조를 설명한다. 리플렉터 장치 (110) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 복수의 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 를 갖고 있다. 각 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 는, 사각 형상의 단위 반사판 (31) 을 갖고 있고, 각 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 의 단위 반사판 (31) 이, 여기에서는 가로 방향으로 3 개이고 세로 방향으로 3 개인 3 × 3 개의 행렬상으로 배치되어 있다. 단위 반사판 (31) 은 수평으로 배치되어 있다.

각 단위 반사판 (31) 에는, 1 개의 고정 장치 (21) 와, 1 내지 복수 개 (여기서는 4 개) 의 유지 장치 (11a ∼ 11d) 가 각각 동일한 표면에 장착되어 있다.

각 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 의 구조는 동일하고, 도 3(a), (b) 에는, 그들의 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 중의 1 대의 단위 반사 장치 (122) 의 구조가 나타내어져 있다.

각 단위 반사 장치 (111 ∼ 113, 121 ∼ 123, 131 ∼ 133) 는 고정 장치 (21) 와 유지 장치 (11a ∼ 11d) 에 의해, 후술하는 바와 같이 진공조 (17) 의 복수의 내벽면 중 장착면 (19) 에 각각 장착된다.

도 3(a) 는, 단위 반사판 (31) 이 장착면 (19) 으로부터 분리된 상태가 나타내어져 있고, 동 도면 (b) 는 단위 반사판 (31) 이 장착면 (19) 에 장착된 상태가 나타내어져 있다.

고정 장치 (21) 는, 중심에 삽입 통과공 (53) 이 형성된 통형 형상의 본체 (52) 를 갖고 있다.

단위 반사판 (31) 의 중앙에는, 관통공인 제 1 판측 고정공 (47) 이 형성되어 있고, 고정 장치 (21) 는, 삽입 통과공 (53) 과 제 1 판측 고정공 (47) 이 연통되도록 단위 반사판 (31) 에 고정되어 있다. 여기서는 고정 장치 (21) 는 삽입 통과공 (53) 과 제 1 판측 고정공 (47) 이 연통된 상태에서 단위 반사판 (31) 에 용접 고정되어 있다.

각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 는, 단위 반사판 (31) 과 장착면 (19) 사이에 위치하고 있고, 단위 반사판 (31) 과 접촉하는 판측 접속부 (62) 와, 장착면 (19) 과 접촉하는 조측 접속부 (63) 와, 일단이 판측 접속부 (62) 에 고정되고 타단이 조측 접속부 (63) 에 고정된 변형부 (64) 를 갖고 있다.

도 4(a) 는, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 평면도, 동 도면 (b) 는 좌측면도, 동 도면 (c) 는 정면도, 동 도면 (d) 는 배면도이고, 동 도면 (e) 는, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 를, 판측 접속부 (62) 와 변형부 (64) 와 조측 접속부 (63) 를 통과하는 평면에서 절단한 절단 단면도이다.

장착면 (19) 과, 조측 접속부 (63) 와 고정 장치 (21) 의 접속을 설명하면, 조측 접속부 (63) 에는 제 1 유지측 고정공 (60) 이 형성되어 있고, 단위 반사판 (31) 중, 제 1 유지측 고정공 (60) 과 대면하는 부분에는, 여유공 (46a ∼ 46d) (도 3(a), (b) 에는 부호 46c, 46d 로 특정되는 여유공과, 부호 11c, 11d 로 특정되는 유지 장치와, 하기의 부호 26c, 26d 로 특정되는 제 1 나사 정지 장치와, 하기의 부호 58c, 58d 로 특정되는 제 2 조측 고정공은 나타내어져 있지 않다) 이 형성되어 있다.

장착면 (19) 에는, 삽입 통과공 (53) 과 대면하는 위치에 제 1 조측 고정공 (57) 이 형성되어 있고, 또 제 1 유지측 고정공 (60) 과 대면하는 위치에 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 이 각각 형성되어 있다.

판측 접속부 (62) 는 단위 반사판 (31) 에 용접 고정되어 있고, 제 1 조측 고정공 (57) 과 삽입 통과공 (53) 을 연통시킴과 함께, 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 과 각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 제 1 유지측 고정공 (60) 을 각각 연통시킨 상태에서, 고정 장치 (21) 중 장착면 (19) 측으로 향해진 일단과, 각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 조측 접속부 (63) 를 장착면 (19) 에 접촉시키고, 제 1 판측 고정공 (47) 과 삽입 통과공 (53) 에 고정 나사 정지 장치 (27) 의 몸체부 (66) 를 삽입 통과시키고, 고정 나사 정지 장치 (27) 를 회전시켜 제 1 조측 고정공 (57) 의 내주면에 형성된 나사 부분과 몸체부 (66) 의 선단의 부분의 외주면에 각각 형성된 나사 부분을 나사 결합시키고, 그 회전에 의해 몸체부 (66) 의 선단을 제 1 조측 고정공 (57) 의 바닥면을 향하여 진행시킨다.

각 고정 나사 정지 장치 (27) 의 몸체부 (66) 로부터 돌출된 헤드부 (67) 는 제 1 판측 고정공 (47) 보다 크게 형성되어 있고, 고정 나사 정지 장치 (27) 의 진행에 의해, 헤드부 (67) 의 시트면은 단위 반사판 (31) 에 각각 접촉하고, 고정 나사 정지 장치 (27) 의 회전에 의해, 헤드부 (67) 는, 단위 반사판 (31) 과 고정 장치 (21) 를 장착면 (19) 을 향하여 가압한다.

한편, 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 의 몸체부 (37) 가, 몸체부 (37) 의 선단에 형성된 선단부 (38) 로부터 여유공 (46a ∼ 46d) 에 삽입 통과되고, 선단부 (38) 가 각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 제 1 유지측 고정공 (60) 과, 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 에 각각 삽입된다. 부호 39 는 헤드부이고, 단위 반사판 (31) 과는 비접촉이다.

여유공 (46a ∼ 46d) 은 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 의 몸체부 (37) 보다 크게 형성되어 있고, 여유공 (46a ∼ 46d) 의 가장자리와, 여유공 (46a ∼ 46d) 에 삽입 통과된 몸체부 (37) 의 외주측면 사이는, 상온 (여기서는 20 ℃ ± 15 ℃ 의 온도 범위를 상온인 것으로 한다) 이나 실온 (여기서는 300 K) 에서는 소정 거리 이간되도록 되어 있고, 리플렉터 장치 (110) 가 소정의 상한 온도보다 저온인 경우에도 이간되도록 되어 있다. 상한 온도는 예를 들어 600 ℃ 이다.

제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 의 내주면과 선단부 (38) 의 외주면에는, 각각 나사가 형성되어 있고, 선단부 (38) 가 제 1 유지측 고정공 (60) 과 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 에 삽입 통과되고, 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 가 회전되면 선단부 (38) 와 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 이 나사 결합되면서 선단부 (38) 가 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 의 바닥면을 향하여 진행된다.

여기서, 몸체부 (37) 의 직경은 제 1 유지측 고정공 (60) 의 직경과 선단부 (38) 의 직경보다 크게 형성되어 있고, 선단부 (38) 가 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 의 바닥면을 향하여 진행되어 몸체부 (37) 중 선단부 (38) 측의 단부가 조측 접속부 (63) 에 맞닿고, 또한 선단부 (38) 가 진행되면, 조측 접속부 (63) 는, 몸체부 (37) 의 단부에 의해 진공조 (17) 의 장착면 (19) 에 가압된다.

따라서, 단위 반사판 (31) 은, 고정 장치 (21) 가 형성된 부분이 고정 나사 정지 장치 (27) 에 의해 장착면 (19) 에 고정되고, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 가 형성된 부분이, 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 에 의해 장착면 (19) 에 고정된다. 그 결과, 고정 장치 (21) 가 장착면 (19) 에 고정된 장소와, 고정 장치 (21) 가 단위 반사판 (31) 에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치는 고정 장치 (21) 에 의해 고정된다.

＜가열 공정＞

진공조 (17) 의 내부는 진공 배기 장치 (78) 에 의해 진공 배기되고, 진공 분위기로 되어 있고, 진공 배기되면서 기판 배치 장치 (85) 상에 기판 (87) 이 배치된 후, 가열원 (88) 에 통전하여 발열시키고, 적외선을 방사시키면, 방사된 적외선은 기판 (87) 과 리플렉터 장치 (110) 의 단위 반사판 (31) 에 조사되고, 기판 (87) 과 단위 반사판 (31) 이 가열된다.

고정 장치 (21) 는, 각 단위 반사판 (31) 의 중앙에 위치하고 있고, 1 장의 단위 반사판 (31) 에 고정된 유지 장치 (11a ∼ 11d) 는, 동일한 단위 반사판 (31) 에 고정된 고정 장치 (21) 를 중심으로 한 원주상으로 배치되어 있다.

각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 변형부 (64) 는 평판형 형상이고, 각 변형부 (64) 의 면적이 큰 면은 고정 장치 (21) 를 향하고 있다.

단위 반사판 (31) 에는 적외선이 조사되고, 진공조 (17) 의 장착면 (19) 에는 적외선의 조사는 차폐되기 때문에, 적외선이 방사되어도 진공조 (17) 의 내벽면의 승온은 작지만, 단위 반사판 (31) 의 온도는 진공조 (17) 의 장착면 (19) 의 온도보다 크게 승온한다.

따라서, 진공조 (17) 의 장착면 (19) 은 열 연신 (팽창이라고도 한다) 은 하지 않는데 반하여, 단위 반사판 (31) 은 열 연신한다. 그 경우, 고정 장치 (21) 가 장착된 부분은 장착면 (19) 에 고정되어 있기 때문에, 단위 반사판 (31) 은, 고정 장치 (21) 가 고정된 부분을 중심으로 한 방사 방향으로 열 연신하려고 한다.

각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 조측 접속부 (63) 는 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 에 의해 장착면 (19) 에 고정되어 있기 때문에 이동하지 않지만, 판측 접속부 (62) 측은 단위 반사판 (31) 의 열 연신과 함께 이동하려고 한다. 그 때문에, 변형부 (64) 에는 방사 방향을 향하는 힘이 판측 접속부 (62) 로부터 인가된다.

유지 장치 (11a ∼ 11d) (및 후술하는 유지 장치 (12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c, 15a ∼ 15d, 16a ∼ 16d)) 는, 변형부 (64) 에 인가되는 힘이, 사각 형상의 변형부 (64) 의 면적이 큰 면에 대해 수직인 방향이 되도록 배치되어 있고, 변형부 (64) 의 변형을 수반하여, 1 개의 유지 장치 (11a ∼ 11d) (및 후술하는 유지 장치 (12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c, 15a ∼ 15d, 16a ∼ 16d)) 중에서는, 판측 접속부 (62) 가 조측 접속부 (63) 에 대해 이동하려고 한다.

이 때, 여유공 (46a ∼ 46d) 의 가장자리와 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 의 몸체부 (37) 의 외주측면 사이에 간극이 형성되어 있고, 비접촉인 상태로 되어 있기 때문에, 단위 반사판 (31) 이 가열되어 변형부 (64) 의 변형을 수반하여 열 연신할 때에, 단위 반사판 (31) 의 온도가 소정 온도 이하이면 여유공 (46a ∼ 46d) 의 가장자리와 몸체부 (37) 의 외주측면과는 접촉하지 않고 비접촉 상태가 유지되게 되어 있다.

따라서, 각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 판측 접속부 (62) 는, 단위 반사판 (31) 의 열 연신에 의해, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 가 장착면 (19) 에 고정된 장소와, 단위 반사판 (31) 에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계가, 변형부 (64) 의 변형에 의해 변경되고, 그 결과, 고정 장치 (21) 가 단위 반사판 (31) 에 고정된 부분을 중심으로 방사 방향으로 이동한다.

이와 같이, 변형부 (64) 의 변형을 수반하여, 1 개의 유지 장치 (11a ∼ 11d) 중에서, 단위 반사판 (31) 에 고정된 판측 접속부 (62) 가 장착면 (19) 에 고정된 조측 접속부 (63) 에 대해 상대적으로 이동함으로써, 판측 접속부 (62) 와 조측 접속부 (63) 에 인가되는 힘은 완화되므로 유지 장치 (11a ∼ 11d) 는 파괴되지 않는다.

가열된 단위 반사판 (31) 의 온도가 저하되었을 때에는, 열 연신한 단위 반사판 (31) 은 수축되고, 변형부 (64) 의 변형은 원래의 형상으로 돌아와, 각 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 1 장의 단위 반사판 (31) 중에서는, 판측 접속부 (62) 가 조측 접속부 (63) 에 대해 단위 반사판 (31) 의 중심 방향으로 이동하고, 판측 접속부 (62) 와 조측 접속부 (63) 사이의 상대적인 위치 관계는 가열 전 상태로 돌아온다.

또한, 인접하는 단위 반사판 (31) 의 측면과 단위 반사판 (31) 의 측면은, 상온에서는 이간시켜 두고, 열 연신에 의해 서로 근접하도록 해도 된다.

기판 (87) 이 소정 온도로 가열되면, 기판 (87) 은 진공조 (17) 로부터 다른 진공 처리 장치의 처리실로 이동된다.

이상 설명한 리플렉터 장치 (110) 에서는, 1 장의 단위 반사판 (31) 의 중심에 고정 장치 (21) 를 용접 고정시키고, 그 단위 반사판 (31) 의 중앙에 위치하는 고정 장치 (21) 의 주위의 위치에 4 개의 유지 장치 (11a ∼ 11d) 가 배치되어 있었지만, 도 7 과 같이 행렬 배치된 복수의 단위 반사 장치 (411 ∼ 413, 421 ∼ 423, 431 ∼ 433) 의 단위 반사판 (34) 의 중앙에 고정 장치 (24) 를 위치시키고, 그 고정 장치 (24) 의 주위에 3 개의 유지 장치 (14a ∼ 14c) 를 위치시킨 리플렉터 장치 (410) 도 본 발명에 포함된다.

또, 도 6 과 같이 행렬 배치된 복수의 단위 반사 장치 (311 ∼ 313, 321 ∼ 323, 331 ∼ 333) 의 단위 반사판 (33) 의 길이 방향의 일단에 고정 장치 (23) 를 위치시키고, 타단에 2 개의 유지 장치 (13a, 13b) 를 위치시킨 리플렉터 장치 (310) 도 본 발명에 포함된다.

또, 도 5 와 같이 행렬 배치된 복수의 단위 반사 장치 (211 ∼ 213, 221 ∼ 223, 231 ∼ 233) 의 단위 반사판 (32) 의 길이 방향의 일단에 고정 장치 (22) 를 위치시키고, 타단에 1 개의 유지 장치 (12) 를 위치시킨 리플렉터 장치 (210) 도 본 발명에 포함된다.

이들 도 5 ∼ 도 7 의 리플렉터 장치 (210, 310, 410) 의 고정 장치 (22, 23, 24) 의 구조는, 도 3 에서 설명한 고정 장치 (21) 와 동일하고, 일단이 단위 반사판 (32, 33, 34) 에 용접 고정되어 있다.

또, 도 5 ∼ 도 7 의 리플렉터 장치 (210, 310, 410) 의 유지 장치 (12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c) 의 구조는, 도 4 의 유지 장치 (11a ∼ 11d) 와 동일하고, 판측 접속부 (62) 가 단위 반사판 (32, 33, 34) 에 각각 용접 고정되어 있고, 사각 형상의 변형부 (64) 의 면적이 넓은 일면이 고정 장치 (22, 23, 24) 에 대면하도록 배치되어 있다. 여유공 (46a ∼ 46d) 의 가장자리와, 여유공 (46a ∼ 46d) 에 배치된 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 의 몸체부 (37) 의 외주측면 사이는 소정 거리 이간되어 있는 점도 동일하고, 단위 반사판 (32 ∼ 34) 이 가열되어 열 연신했을 때에, 판측 접속부 (62) 는 이간된 거리 만큼 열 연신에 의한 이동을 할 수 있도록 되어 있다.

또한, 유지 장치를 형성하지 않고, 1 개의 고정 장치만으로 1 장의 단위 반사판을 진공조의 내벽면에 고정시켰을 때에는, 단위 반사판이 가열되었을 때에, 단위 반사판의 가장자리 부근이 처지고, 단위 반사판의 가장자리와 가열원 (88) 이 접촉되어 바람직하지 않은 것이 확인되고 있다.

이상의 리플렉터 장치 (110, 210, 310, 410) 에서는, 고정 장치 (21 ∼ 24) 와 유지 장치 (11a ∼ 11d, 12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c) 는, 단위 반사판 (31 ∼ 34) 측이 용접 고정되고, 진공조 (17) 의 장착면 (19) 측이 나사 정지 고정되어 있었지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다.

도 8(a), (b) 와, 도 9(a), (b) 에는, 도 3(a), (b) 의 단위 반사 장치 (122) 와는 상이한 단위 반사 장치 (151, 152) 가 나타내어져 있고, 각 단위 반사 장치 (151, 152) 는 각각 행렬 배치되고, 진공조 (17) 에 장착되어 리플렉터 장치를 구성한다.

도 8(a), 도 9(a) 는 단위 반사 장치 (151, 152) 를 진공조 (17) 의 장착면 (19) 으로부터 각각 분리한 상태이고, 도 8(b), 도 9(b) 는, 그 단위 반사 장치 (151, 152) 를 장착면 (19) 에 각각 장착한 상태이다.

도 8(a), (b) 의 단위 반사 장치 (151) 에서는, 고정 장치 (54) 의 양단과, 유지 장치 (15a ∼ 15d) (유지 장치 (15c, 15d) 와, 하기 제 2 판측 고정공 (48c, 48d), 제 2 조측 고정공 (58c, 58d) 은 도시하지 않음) 의 양단은, 장착면 (19) 과 단위 반사판 (35) 에는 용접 고정되어 있지 않다.

도 8(a), (b) 에 사용한 유지 장치 (15a ∼ 15d) 는 도 10(a) ∼ (e) 에 나타내어져 있다.

도 8(a), (b) 의 좌방의 유지 장치 (15a) 는 단면을 나타내고 있고, 우측의 유지 장치 (15b) 는 경사 측방을 나타내고 있다. 후술하는 도 9(a), (b) 에서도 동일하다.

이 유지 장치 (15a ∼ 15d) 는 단위 반사판 (35) 과 장착면 (19) 사이에 위치하고, 단위 반사판 (35) 측의 판측 접속부 (62) 와, 장착면 (19) 측의 조측 접속부 (63) 와, 일단이 판측 접속부 (62) 에 고정되고, 타단이 조측 접속부 (63) 에 고정된 변형부 (64) 를 갖고 있다.

판측 접속부 (62) 와 단위 반사판 (35) 은 용접 고정되지 않고, 판측 접속부 (62) 에는 제 2 유지측 고정공 (61) 이 형성되고, 단위 반사판 (35) 에는 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) 이 형성되어 있다.

제 1 조측 고정공 (57) 과 삽입 통과공 (53) 과 제 1 판측 고정공 (47) 이 연통되고, 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 과 제 1 유지측 고정공 (60) 과 여유공 (46a ∼ 46d) 이 연통되고, 제 2 유지측 고정공 (61) 과 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) 이 연통되도록, 진공조 (17) 에 대해, 고정 장치 (54) 와 유지 장치 (15a ∼ 15d) 와 단위 반사판 (35) 을 배치하고, 고정 나사 정지 장치 (27) 를, 제 1 판측 고정공 (47) 측으로부터, 제 1 판측 고정공 (47) 과 삽입 통과공 (53) 과 제 1 조측 고정공 (57) 에 삽입 통과시키고, 또, 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) (부호 c, d 가 부여된 장치는 도시하지 않음) 의 선단부 (38) 를, 여유공 (46a ∼ 46d) 측으로부터, 여유공 (46a ∼ 46d) 과 제 1 유지측 고정공 (60) 과 제 2 조측 고정공 (58a ∼ 58d) 에 삽입하고, 또 제 2 나사 정지 장치 (28a ∼ 28d) (부호 c, d 가 부여된 장치는 도시하지 않음) 의 몸체부 (77) 를, 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) 측으로부터 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) 과 제 2 유지측 고정공 (61) 에 삽입 통과시키고, 고정 장치 (54) 에 의해 단위 반사판 (35) 의 중앙을 고정 장치 (54) 를 개재하여 장착면 (19) 에 나사 정지 고정시키고, 조측 접속부 (63) 를 제 1 나사 정지 장치 (26a ∼ 26d) 에 의해 장착면 (19) 에 나사 정지 고정시키고, 판측 접속부 (62) 를 제 2 나사 정지 장치 (28a ∼ 28d) 에 의해 단위 반사판 (35) 에 나사 정지 고정시킨다. 고정 장치 (54) 와 단위 반사판 (35) 은, 장착면 (19) 과 헤드부 (67) 에 의해 사이에 두어지고, 단위 반사판 (35) 은 판측 접속부 (62) 와 헤드부 (76) 에 의해 사이에 두어진다.

도 3(a), (b) 의 단위 반사 장치 (122) 에서는, 유지 장치 (11a ∼ 11d) 의 판측 접속부 (62) 가 단위 반사판 (31) 에 용접 고정되고, 조측 접속부 (63) 가 나사 정지 고정되어 있었지만, 도 9(a), (b) 의 단위 반사 장치 (152) 에서는, 유지 장치 (16a ∼ 16d) (부호 c, d 가 부여된 장치는 도시하지 않음) 의 판측 접속부 (62) 는 제 2 나사 정지 장치 (28a ∼ 28d) (부호 28c, 28d 가 부여된 장치는 도시하지 않음) 에 의해 단위 반사판 (36) 에 나사 정지 고정되고, 조측 접속부 (63) 는 장착면 (19) 에 용접 고정되어 있다. 고정 장치 (55) 는, 고정 나사 정지 장치 (27) 가 제 1 판측 고정공 (47) 과 삽입 통과공 (53) 과 제 1 조측 고정공 (57) 에 삽입 통과된 상태에서, 장착면 (19) 측이 장착면 (19) 에 고정되어 있다. 몸체부 (66) 는 제 1 조측 고정공 (57) 에 나사 정지 고정된다. 제 2 나사 정지 장치 (28a ∼ 28d) 의 몸체부 (77) 를, 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) (부호 48c, 48d 가 부여된 장치는 도시하지 않음) 측으로부터 제 2 판측 고정공 (48a ∼ 48d) 과 제 2 유지측 고정공 (61) 에 삽입 통과시키고, 판측 접속부 (62) 를 제 2 나사 정지 장치 (28a ∼ 28d) 에 의해 단위 반사판 (36) 에 나사 정지 고정시킨다.

유지 장치 (16a ∼ 16d) 는, 도 11(a) ∼ (e) 에 나타낸다.

이 단위 반사 장치 (152) 에 있어서, 도 3(a), (b) 의 고정 장치 (21) 와 동일하게 고정 장치 (55) 와 단위 반사판 (36) 을 용접 고정시키고, 고정 장치 (55) 와 장착면 (19) 을 나사 정지 고정시켜도 된다. 장착면 (19) 과 단위 반사판 (36) 을, 고정 장치 (55) 를 개재하여 나사 정지 고정시켜도 된다.

또한, 상기 변형부 (64) 는 판 스프링이었지만, 어느 유지 장치 (11a ∼ 11d, 12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c, 15a ∼ 15d, 16a ∼ 16d) 에 대해서도, 판 스프링 대신에, 코일 스프링 등, 다른 형식의 스프링을 사용하도록 해도 된다.

2 : 진공 가열 장치
11a ∼ 11d, 12, 13a, 13b, 14a ∼ 14c, 15a ∼ 15d, 16a ∼ 16d : 유지 장치
17 : 진공조
19 : 장착면
21 ∼ 24, 54, 55 : 고정 장치
26a ∼ 26d : 제 1 나사 정지 장치
28a ∼ 28d : 제 2 나사 정지 장치
31 ∼ 36 : 단위 반사판
46a ∼ 46d : 여유공
64 : 변형부
87 : 가열 대상물
88 : 가열원
110, 210, 310, 410 : 리플렉터 장치

Claims (16)

1. 진공 배기되는 진공조와,
   상기 진공조의 내부에 배치되고, 적외선을 방사하여 가열 대상물을 가열하는 가열원과,
   상기 진공조의 내부에 배치되고, 상기 가열원으로부터 방사되어 상기 진공조의 내벽면 중 장착면을 향하는 적외선을 차폐하는 복수 개의 단위 반사판을 갖는 리플렉터 장치를 갖고,
   상기 단위 반사판은 상기 장착면을 따라 배치된 진공 가열 장치로서,
   상기 리플렉터 장치는,
   일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 각각 1 개씩 고정된 복수 개의 고정 장치와,
   일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 각각 1 개 내지 복수 개씩 고정된 복수 개의 유지 장치를 갖고,
   상기 단위 반사판에는, 상기 고정 장치와 상기 유지 장치가 각각 동일한 표면에 장착되고,
   상기 고정 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치는 상기 고정 장치에 의해 고정되고,
   상기 유지 장치는 변형 가능한 변형부를 갖고, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계는, 상기 변형부의 변형에 의해 변경되도록 된, 진공 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위 반사판이 가열되어 열 연신할 때에는, 상기 변형부는 변형되어, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계가 변경되는 진공 가열 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 변형부는 판 스프링이고, 상기 단위 반사판의 열 연신에 의해 상기 판 스프링의 표면에 수직인 방향의 힘이 인가되는 방향으로 상기 판 스프링이 배치된, 진공 가열 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위 반사판에는 여유공이 형성되고, 상기 유지 장치는, 상기 여유공에 삽입 통과된 제 1 나사 정지 장치에 의해 상기 장착면에 나사 정지 고정되고,
   상기 여유공의 가장자리와 상기 제 1 나사 정지 장치는, 상기 단위 반사판이 상기 장착면을 따라 열 연신해도, 상기 단위 반사판이 실온 이상에서 상한 온도보다 저온의 온도 범위에서는 비접촉이 되도록 된, 진공 가열 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 고정 장치와 상기 유지 장치는, 상기 단위 반사판에 용접 고정된, 진공 가열 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 고정 장치는 상기 단위 반사판에 용접 고정되고,
   상기 유지 장치는 제 2 나사 정지 장치에 의해 상기 단위 반사판에 나사 정지 고정된, 진공 가열 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치는, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 상기 유지 장치와 상기 유지 장치 사이에 배치된, 진공 가열 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치를 중심으로 하여, 복수의 상기 유지 장치가 배치된, 진공 가열 장치.
9. 진공조의 내부에서 상기 진공조의 내벽면 중의 장착면을 따라 배치되고, 가열원으로부터 방사되어 상기 장착면을 향하는 적외선을 차폐하는 복수 개의 단위 반사판과,
   일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 각각 1 개씩 고정되는 복수 개의 고정 장치와,
   일단이 상기 진공조의 상기 장착면에 고정되고, 타단이 상기 단위 반사판에 각각 1 개 내지 복수 개씩 고정되는 복수 개의 유지 장치를 갖고,
   상기 단위 반사판에는, 상기 고정 장치와 상기 유지 장치가 각각 동일한 표면에 장착되고,
   상기 고정 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치는 상기 고정 장치에 의해 고정되고,
   상기 유지 장치는 변형 가능한 변형부를 갖고,
   상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계는, 상기 변형부의 변형에 의해 변경되도록 된, 리플렉터 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단위 반사판이 가열되어 열 연신할 때에는, 상기 변형부는 변형되어, 상기 유지 장치가 상기 장착면에 고정된 장소와, 상기 단위 반사판에 고정된 장소 사이의 상대적인 위치 관계가 변경되는, 리플렉터 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변형부는 판 스프링이고, 상기 단위 반사판의 열 연신에 의해 상기 판 스프링의 표면에 수직인 방향의 힘이 인가되는 방향으로 상기 판 스프링이 배치된, 리플렉터 장치.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 단위 반사판에는 여유공이 형성되고, 상기 유지 장치는, 상기 여유공에 삽입 통과된 제 1 나사 정지 장치에 의해 상기 장착면에 나사 정지 고정되고,
    상기 여유공의 가장자리와 상기 제 1 나사 정지 장치는, 상기 단위 반사판이 상기 장착면을 따라 열 연신해도, 상기 단위 반사판이 실온 이상에서 상한 온도보다 저온의 온도 범위에서는 비접촉이 되도록 된, 리플렉터 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 고정 장치와 상기 유지 장치는, 상기 단위 반사판에 용접 고정된, 리플렉터 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 고정 장치는 상기 단위 반사판에 용접 고정되고,
    상기 유지 장치는 제 2 나사 정지 장치에 의해 상기 단위 반사판에 나사 정지 고정된, 리플렉터 장치.
15. 제 9 항에 있어서,
    1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치는, 동일한 상기 단위 반사판에 고정된 상기 유지 장치와 상기 유지 장치 사이에 배치된, 리플렉터 장치.
16. 제 9 항에 있어서,
    1 장의 상기 단위 반사판에 고정된 상기 고정 장치를 중심으로 하여, 복수의 상기 유지 장치가 배치된, 리플렉터 장치.

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