KR20080023446A - 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛 - Google Patents

반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛 Download PDF

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KR20080023446A
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Abstract

본 발명은 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛(in-line heater unit)에 관한 것이다.
본 발명은, 반도체 제조용 공정장비측으로 소정 유체가 공급되게 되는 유체공급배관상에 직렬되도록 구비되어 상기 유체를 설정온도로 가열하게 되는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛으로서, 상기 유체공급배관에 대해 연통되도록 구비되어 내부에 상기 유체공급배관에 비해 상대적으로 내경이 확장되는 열교환공간부를 형성하여 상기 열교환공간부내의 유로를 통해 흐르는 상기 유체가 가열되도록 하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 유체가열확관부와, 상기 유체가열확관부내에 수직하게 세워져 유로를 차단하도록 적어도 하나 이상 구비되며 상기 유체가 수평방향으로 통과되도록 하기 위한 다수개의 흐름통과공을 일체로 구비하고 전류가 통전되면 고온으로 발열하게 되는 면상발열체인 세라믹 발열체와, 상기 세라믹 발열체상에 형성되는 상기 흐름통과공의 내측면을 포함하는 상기 세라믹 발열체의 외측면을 모두 감싸도록 구비되어 상기 세라믹 발열체와 상기 유체의 접촉이 차단되도록 하면서 상기 세라믹 발열체로부터의 열을 전열하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 접촉차단벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 열원으로 고속 승온이 가능한 세라믹 발열체를 이용하게 되므로, 스탠바이 시간을 절약하여 생산성 향상과 소비 전력량 절감에 따른 제조원가의 감소 를 이룰 수 있으면서, 열원인 세라믹 발열체가 고온에서 화학적으로 매우 안정함과 더불어 열원이 가열대상인 유체와 서로 격리되어 근본적으로 접촉될 기회가 없게 되므로, 유체 오염도 완벽하게 방지되어, 해당 유체를 이용하게 되는 반도체 제조공정에서의 제품 불량을 방지하여 생산수율이 향상되도록 할 수 있으며, 간접 가열방식이면서도 고온 발열이 가능한 세라믹 발열체를 이용함과 아울러 해당 세라믹 발열체에서 발열되는 열이 최대한 전열되도록 양측으로 열교환공간부가 형성되는 것에 의해 열교환효율이 극대화되어 유체를 충분하면서도 안정적으로 가열하여 원활히 공급할 수 있게 되므로, 해당 유체를 이용하게 되는 반도체 제조공정에서의 원활한 공정 수행이 가능하도록 하게 되는 등의 다대한 효과가 있게 된다.
유체, 가스, 케미컬, 세라믹, 발열체, SiC, 흑연, 비금속, 인라인, 히터, 가열, 웨이퍼, 반도체

Description

반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛{IN-LINE HEATER UNIT FOR HEATING A FLUID FOR MANUFACTURING THE SEMICONDUCTOR}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛을 보여주는 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛의 세라믹 발열체를 보여주는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 인라인히터유닛 110 : 유체가열확관부
110a : 유체유입구 110b : 유입관부
110c : 유체유출구 110d : 유출관부
112-1, 112-2 : 열교환공간부 120 : 세라믹 발열체
122a : 슬릿 122b : 통전패턴회로
122c : 흐름통과공 124 : 단자부
130 : 접촉차단벽 140 : 전열충진재
150 : 발열핀 160 : 단열재
170 : 하우징
본 발명은 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛(in-line heater unit)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조에 이용될 유체를 세라믹 발열체를 이용하여 효율적으로 가열하여 안정적으로 공급할 수 있는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체의 제조는 수많은 단위공정을 거쳐 이루어지게 되며, 각 단위공정에서는 고온 유체(기상 또는 액상)를 이용하는 경우가 매우 많다.
일 예로서, 웨이퍼(wafer)에 대한 세정공정에서는 먼저 케미컬(chemical)과 탈이온수(Deionized Water ; DIW) 등을 이용하여 웨이퍼를 적정하게 세정하고 린스(rinse)한 다음, 해당 웨이퍼상에 잔류하는 물기를 완전하게 건조하여 제거하기 위하여 고온의 건조가스를 이용하게 된다.
따라서, 고온상태의 유체를 연속적으로 공급하기 위해 유체가 공급되는 유체공급배관상에는 인라인히터(in-line heater)가 구비되게 되며, 이 인라인히터의 방식으로는, 첫째, 코일형태 등의 Ni-Cr 또는 Fe-Cr 열선의 열원을 이용하여 유체가 흐르는 배관 외부로부터 내부의 유체를 간접적으로 가열하거나, 둘째, 유체가 흐르는 배관 내벽 또는 내부측에 직접적으로 열선과 같은 열원이 노출되도록 배설되어 흐르는 유체를 직접 접촉하여 가열하거나, 셋째, 열원으로 보호관내에 열선이 구비되어 있는 쉬쓰히터(sheath heater)를 이용하여 주위의 유체를 가열하는 방식 등이 주로 이용되고 있으며, 이때 열원으로서 이용되고 있는 Ni-Cr 또는 Fe-Cr 열선 및 쉬쓰히터의 열선 등은 모두 금속재질의 저항 발열체들이었다.
그러나, 이상과 같이 금속발열체들을 이용하게 됨에 따라 다음과 같은 문제점들이 있었다.
즉, 열선의 어느 한 부분에서라도 단선이 발생되게 되면, 더 이상 사용할 수 없게 되므로, 그 수명이 매우 짧아 생산 중단을 자주 발생시키게 됨으로써, 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.
그리고, 그 발열 특성상, 초기 기동시의 승온속도가 매우 낮어 적정한 설정온도까지 도달하는데 걸리는 스탠바이(stand-by) 시간이 너무 과다하게 소요되게 됨으로써, 이 또한 생산성을 대폭 저하시키게 되고, 과다한 전력을 소모하여 제조원가를 상승시키게 되는 문제점이 있었다.
나아가, 무엇보다도 금속발열체의 경우에는 그 자체가 고온화됨에 따라 각종 불순물을 생성시켜 유체를 오염시킬 가능성이 있어, 해당 유체를 이용하게 되는 공정의 원활한 수행을 불가능하게 하는 문제점이 있었다.
한편, 전술한 바와 같은 종래의 인라인히터들의 방식에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫번째의 유체공급배관의 외측에 열원이 구비되어 간접 가열하는 방식에서는 기본적으로 간접 가열함과 아울러 열원에서 발생되는 열에너지의 일부가 그대로 외부 방사되게 되기 때문에, 열효율이 극히 낮아 유체를 효율적으로 가열할 수 없음으로써, 해당 고온 유체를 이용하게 되는 공정의 지연을 발생시켜 해당 공정의 원활한 수행을 방해하게 됨과 아울러, 승온속도도 매우 늦어 전력도 과다하게 소모하 게 되는 등의 문제점이 있었다.
두번째의 유체공급배관의 내측에 열원이 직접 노출되어 흐르는 유체를 직접 접촉하여 가열하는 방식에서는 상대적으로 전술한 간접 가열방식에 비해서는 열전달효율이 매우 우수하고, 승온속도도 빠르게 할 수 있으나, 무엇보다도 고온화됨에 따라 각종 불순물을 생성시키는 열원에 유체가 직접 접촉되어 오염되게 됨으로써, 해당 유체가 이후 배관계 및 반도체 제조공정계를 오염시켜 생산수율을 저하시키게 되는 등의 각종 문제점을 야기하게 되고, 또한 노출되는 열원의 열화 및 손상이 가속화되어 해당 히터의 수명이 단축되게 되는 문제점이 있었다.
세번째의 쉬쓰히터를 이용하여 주위의 유체를 가열하는 방식에서는 소정의 공간 내부에 봉형상의 쉬쓰히터가 구비된 상태에서 해당 공간내로 유체를 주입하여 해당 유체가 구비된 쉬쓰히터측에 접촉하여 가열된 후에 해당 공간 외부로 배출되게 되는데, 이에 따라 넓은 공간내에 구비된 쉬쓰히터에의 유체의 접촉효과가 매우 낮게 되어, 결국 불충분한 가열이 이루어지게 됨으로써, 해당 유체를 이용하게 되는 공정의 원활한 수행을 방해하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 종합하여 보면, 직접 가열방식과 같이 우수한 열전달효율을 제공할 수 있으면서도 열원과 유체가 직접 접촉되어 않아 유체 오염도 완벽하게 방지되도록 할 수 있는 새로운 방식의 인라인히터가 강력히 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 수명이 반영구적이면서 설정온도로의 급상승이 가능하고 또한 고열 발열이 가능하며 고온에서도 화학적으로 매우 안정한 세라믹 발열체를 열원으로서 이용하고, 또한 해당 열원이 유체에 직접 접촉되지 않도록 함으로써, 반도체 제조를 위한 고온이면서 전혀 오염되지 않은 유체를 안정적으로 생산하여 공급할 수 있게 되는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛은, 반도체 제조용 공정장비측으로 소정 유체가 공급되게 되는 유체공급배관상에 직렬되도록 구비되어 상기 유체를 설정온도로 가열하게 되는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛으로서, 상기 유체공급배관에 대해 연통되도록 구비되어 내부에 상기 유체공급배관에 비해 상대적으로 내경이 확장되는 열교환공간부를 형성하여 상기 열교환공간부내의 유로를 통해 흐르는 상기 유체가 가열되도록 하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 유체가열확관부와, 상기 유체가열확관부내에 수직하게 세워져 유로를 차단하도록 적어도 하나 이상 구비되며 상기 유체가 수평방향으로 통과되도록 하기 위한 다수개의 흐름통과공을 일체로 구비하고 전류가 통전되면 고온으로 발열하게 되는 면상발열체인 세라믹 발열체와, 상기 세라믹 발열체상에 형성되는 상기 흐름통과공의 내측면을 포함하는 상기 세라믹 발열체의 외측면을 모두 감싸도록 구비되어 상기 세라믹 발열체와 상기 유체의 접촉이 차단되도록 하면서 상기 세라믹 발열체로부터의 열을 전열하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 접촉차단벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의 해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛을 보여주는 단면도이다.
본 발명에 따른 인라인히터유닛(100)은, 반도체 제조용 공정장비측으로 소정 유체가 공급되게 되는 유체공급배관(미도시)상에 직렬되도록 구비되어 해당 유체를 설정온도로 가열하게 되는 것으로, 그 구성은, 외부의 유체공급배관 사이에 내부 연통되도록 연결 구비되어 내부에 유체공급배관에 비해 상대적으로 내경이 확장되는 열교환공간부(112-1, 112-2)를 형성하여 이 열교환공간부(112-1, 112-2)내의 유로를 통해 흐르는 유체가 가열되도록 하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정하여 흐르는 유체를 전혀 오염시킬 가능성이 없는 석영(quartz)재질로 이루어지게 되는 유체가열확관(擴管)부(110)와, 이 유체가열확관부(110)내에 수직하게 세워져 열교환공간부(112-1, 112-2)의 유로를 차단하도록 적어도 하나 이상 구비되며 유체가 수평방향으로 통과되도록 하기 위한 다수개의 흐름통과공(122c)을 일체로 구비하고 전류가 통전되면 고온으로 발열하게 되는 면상발열체인 세라믹 발열체(120)와, 세라믹 발열체(120)상에 형성되는 흐름통과공(122c)의 내측면을 포함하는 세라믹 발열체(120)의 외측면을 모두 감싸도록 구비되어 세라믹 발열체(120)와 유체의 접촉이 차단되어 유체의 오염이 방지되도록 하면서 세라믹 발열체(120)로부터의 열을 전열하게 되고 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 접촉차단벽(130)을 포함하게 된다.
그리고, 전술한 유체가열확관부(110)를 외측에서 감싸도록 구비되어 단열하게 되는 단열재(160)와, 이 단열재(160)를 또한 외측에서 감싸도록 구비되어 외장 케이스를 형성하게 되는 하우징(170)을 더 포함하게 된다.
또한, 세라믹 발열체(120)와 접촉차단벽(130) 사이에 형성될 수 있는 빈 공간부가 그대로 존재하게 된다면 해당 빈 공간부내의 공기층이 단열층으로 기능하여 세라믹 발열체(120)로부터 접촉차단벽(130), 나아가 유체로의 열전달을 차단할 수 있게 되므로, 이를 방지하기 위해 해당 빈 공간부내에 충진되도록 구비되어 열전달효율이 향상되도록 하게 되는 전열충진재(140)를 더 포함할 수 있으며, 해당 전열충진재(140)로는 열전도율이 어느 정도 우수하면서 고열에도 원활히 견딜 수 있는 MgO(산화마그네슘) 분말이나 석영가루 등이 이용될 수 있다.
물론, 전열충진재(140)를 충진하지 않고 해당 빈 공간부내를 진공화하는 것에 의해서도 열전달효율이 향상되도록 할 수 있으나, 이는 사실상 구현이 난이한 사항이다.
나아가, 수직된 양측의 접촉차단벽(130)의 외측면으로부터 양측의 열교환공간부(112-1, 112-2)내로 연장되어 돌출되도록 적어도 하나 이상의 발열핀(150)이 추가적으로 구비되어 세라믹 발열체(120)로부터의 열을 전열하여 발산하게 됨으로써 열교환공간부(112-1, 112-2)내의 유체에 대한 열접촉면적이 증대되도록 할 수도 있으며, 이때, 해당 발열핀(150)의 재질은 접촉차단벽(130)과 동일한 석영재질로 이루어질 수 있고, 또한 해당 발열핀(150)상에도 필요에 따라 다수개의 흐름통과공(미도시)이 수평방향으로 적절히 형성되어 유체가 원활히 통과될 수 있도록 할 수 있다.
물론, 이러한 발열핀(150)은 석영으로 동일 재질인 접촉차단벽(130)에 대해 유리용접 등의 방법을 통해 결합을 이룰 수 있게 된다.
한편, 전술한 유체가열확관부(110)는 그 일측에 외부로부터 가열대상의 유체가 유입되게 되는 유체유입구(110a)를 일체로 구비하며, 또한 타측에 내부에서 가열 완료된 유체가 외부로 유출되게 되는 유체유출구(110c)를 일체로 구비하게 되고, 이때, 그 유체유입구(110a)에는 외부 연장되도록 소형관으로 형성되어 유입측 유체공급배관에 결합을 이루게 되는 유입관부(110b)가 구비될 수 있으며, 또한 그 유체유출구(110c)에는 외부 연장되도록 소형관으로 형성되어 유출측 유체공급배관에 결합을 이루게 되는 유출관부(110d)가 구비될 수 있게 된다.
한편, 전술한 세라믹 발열체(120)는 익히 주지된 바와 같이, 비금속 저항 발열체로서, 통상적으로 이용되고 있는 SiC(탄화규소), 그라파이트(흑연), 그라파이트+SiC코팅, MoSi2(규화몰리브덴) 등의 재질로 이루어질 수 있고, 그 특성은 800~1,600℃의 고온범위로 발열가능하며, 금속발열체에 비해 높은 전기저항성을 갖어 단위면적당 발열정도가 매우 크므로 단시간내에 고속 승온도 가능하고, 그 수명도 반영구적으로 매우 길며, 고온에서도 화학적으로 매우 안정하여 고열 분위기에 서 불순물을 전혀 생성시키지 않게 되는 것으로, 저항 발열체이므로, 그 통전을 위한 단자부(124)가 그 단부측 소정위치에 적절히 구비되게 된다.
그리고, 이러한 세라믹 발열체(120)는 도 2의 평면도를 통해 나타낸 바와 같이, 그 몸체상에 미세 폭 절단된 슬릿(slit)(122a)이 다수개 형성되되, 해당 슬릿들(112a)은 서로 반대편의 단부로부터 몸체의 소정위치까지만 절단되도록 교대로 형성되게 됨으로써, 그 몸체상에 지그재그 형태의 통전패턴회로(112b)가 형성되도록 할 수 있게 되며, 해당 세라믹 발열체(120)는 통전에 따라 그 전표면에서 전체적으로 발열하게 되는데, 상대적으로 넓은 표면을 형성하여 대부분의 열이 발산되게 되는 양측면에 대해 양측으로 열교환공간부(112-1, 112-2)가 위치하게 되므로 발열되는 대부분의 열이 손실됨 없이 최대한 전열되어 가열에 이용될 수 있게 된다.
또한, 세라믹 발열체(120)는 유체가열확관부(110)내의 유로를 차단하도록 구비되어 그 몸체상의 흐름통과공들(122c)을 통해서만 유체가 통과되도록 하게 되므로, 흐르는 가열대상의 유체의 유속이 대폭 감속되도록 하여 해당 유체가 보다 충분하게 가열될 수 있도록 하게 된다.
물론, 이러한 세라믹 발열체(120)는 유체가열확관부(110)내에 서로 이격되도록 두개 이상의 다수개로 구비될 수도 있을 것이다.
한편, 단열재(160)는 유체가열확관부(110)를 외측에서 감싸 단열하게 됨으로써 내측의 열이 외부 대기중으로 손실되는 것을 방지하여 내측에서의 가열효율이 향상되도록 하는 것으로, 바람직하게는 고열에 대해 원활히 견딜 수 있는 세라믹 파이버(fiber) 등이 이용될 수 있다.
물론, 단열재(160)를 대신하여 빈 공간부 자체로 형성하는 것에 의한 공기단열층이 형성되도록 할 수도 있으나, 아무래도 단열효과면에서 단열재(160)를 이용하는 것이 보다 우수할 것이며, 통상적으로 하우징(170)의 외표면 온도가 50℃ 이하로 되도록 하여 하우징(170) 외표면에 대한 안전사고의 위험성이 차단되도록 해야 하므로, 그에 걸맞는 단열성능이 제공될 수 있어야 한다.
한편, 가장 외측에 구비되어 외장 케이스의 역할을 하게 되는 하우징(170)은 내측에 유체가열확관부(110) 등을 수용하여 보호하면서, 또한 외부의 작업자의 접촉을 차단하여 안전사고의 위험이 방지되도록 하게 되는 것으로, 바람직하게는 금속재질로 이루어질 수 있고, 다수개의 관통된 방열공(미도시)이 형성된 것이 이용될 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 인라인히터유닛(100)의 작용에 대해 설명하면, 외부의 급전설비(미도시)로부터 세라믹 발열체(120)의 단자부(124)로 전류가 공급되어 해당 전류가 세라믹 발열체(120)내의 통전패턴회로(122b)를 따라 흐르게 되면, 이와 같은 통전에 따라 그 자체가 저항 발열체인 세라믹 발열체(120)는 전표면에서 발열하게 되고, 따라서 그 표면중 대부분의 넓은 면적을 형성하여 대부분의 열이 발산되게 되는 양측면에 대한 양측으로 유체가 연속하여 흐르게 되는 열교환공간부(112-1, 112-2)가 형성되어 있으므로 해당 유체가 높은 열교환효율로 가열되게 되는 것이며, 더욱이 유체는 외부의 유체공급배관에 비해 충분히 넓은 내부 공간으로 되어 있어 유입에 따라 그 유속이 자연스럽게 감소되도록 하게 되는 유체가열확 관부(110) 및 그 진행을 직접적으로 차단하여 유속이 감소되도록 하게 되는 세라믹 발열체(120)의 협동 작용에 의해 대폭 그 유속이 저하된 상태로 세라믹 발열체(120)상에 형성된 흐름통과공(122c)만을 통과하여 진행하게 됨과 더불어, 세라믹 발열체(120)측으로부터 열교환공간부(112-1, 112-2)내로 연장되도록 구비되어 먼저 가열된 다음 열교환공간부(112-1, 112-2)내의 유체와의 열접촉면적을 증가시키게 되는 발열핀(150)에 의해서도 보다 가열될 수 있게 되므로, 극대화된 열교환효율로 매우 충분하게 가열될 수 있게 되는 것이다.
즉, 유체는 유입되어 먼저 세라믹 발열체(120)에 대한 전방측 열교환공간부(112-1)내에서 적절히 프리히팅(pre-heating) 즉, 예열되게 된 다음, 이어서 계속적으로 추가 유입되는 유체에 밀려서 세라믹 발열체(120)상의 흐름통과공(122c)을 통과한 후, 세라믹 발열체(120)에 대한 후방측 열교환공간부(112-2)내에 정체되면서 완전한 설정온도로 나머지 가열되게 된 다음, 이후 배출되어 반도체 제조용 공정장비측으로 공급될 수 있게 되는 것이다.
이로써, 본 발명에 의하면, 열원으로 고온에서 화학적으로 매우 안정하여 불순물을 전혀 생성시키지 않는 세라믹 발열체(120)를 이용함과 아울러, 유체가 열원인 세라믹 발열체(120)와는 근본적으로 격리되어 접촉되지 않게 되므로, 유체 오염이 완벽하게 방지될 수 있게 되어, 해당 유체가 이후 통과되게 되는 배관계나 해당 유체가 이용되게 되는 반도체 제조공정에서의 오염이 발생되지 않도록 할 수 있게 됨으로써, 생산되는 제품 불량이 방지되어 생산수율이 향상되도록 할 수 있게 된다.
또한, 유체가 열원과 직접 접촉되지 않는 간접 가열방식이면서도, 고온 발열이 가능한 세라믹 발열체(120)를 이용하고, 또한 해당 세라믹 발열체(120)로부터 발열되는 열이 최대한 전열되도록 그 양측으로 열교환공간부(112-1, 112-2)가 형성되게 되며, 해당 열교환공간부(112-1, 112-2)내에서의 유체의 유속도 적절히 감속되게 되는 것 등에 의해, 극대화된 열교환효율이 달성되어, 충분하면서도 안정적으로 유체를 가열하여 원활히 공급할 수 있게 됨으로써, 해당 유체를 이용하게 되는 반도체 제조공정에서의 원활한 공정 수행이 가능하도록 할 수 있게 된다.
나아가, 전술한 세라믹 발열체(120)는 통전이 개시되는 시점에서 설정온도로의 급속한 승온도 가능하므로, 스탠바이 시간을 절약하여 생산성 향상과 소비 전력량 절감에 따른 제조원가 감소를 기할 수도 있도록 하게 된다.
한편, 첨언하면, 가열대상의 유체가 유입되는 유입관부(110b)측, 가열된 유체가 유출되는 유출관부(110d)측 및 발열되는 세라믹 발열체(120) 주위의 최적 위치에는 각각 해당 개소의 온도를 측정할 수 있는 온도센서와 같은 온도검출수단(미도시)이 설치되어, 해당 온도검출수단들을 이용하여 세라믹 발열체(120)의 발열 정도를 실시간으로 적절히 조절하는 것에 의해 유체가 설정온도로 매우 정확하게 가열되도록 제어할 수도 있을 것이다.
마지막으로, 목표하는 유량의 유체에 대해 목표하는 온도로의 가열을 위한 본 발명의 인라인히터유닛(100)에 대한 초기 설계에 있어서는 유체가열확관부(110)의 크기, 세라믹 발열체(120)의 두께 및 개수, 발열핀(150)의 배치 등을 적절하게 변경하여 설계할 수 있을 것이다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
본 발명에 따르면, 열원으로 고속 승온이 가능한 세라믹 발열체를 이용하게 되므로, 스탠바이 시간을 절약하여 생산성 향상과 소비 전력량 절감에 따른 제조원가의 감소를 이룰 수 있으면서, 열원인 세라믹 발열체가 고온에서 화학적으로 매우 안정함과 더불어 열원이 가열대상인 유체와 서로 격리되어 근본적으로 접촉될 기회가 없게 되므로, 유체 오염도 완벽하게 방지되어, 해당 유체를 이용하게 되는 반도체 제조공정에서의 제품 불량을 방지하여 생산수율이 향상되도록 할 수 있으며, 간접 가열방식이면서도 고온 발열이 가능한 세라믹 발열체를 이용함과 아울러 해당 세라믹 발열체에서 발열되는 열이 최대한 전열되도록 양측으로 열교환공간부가 형성되는 것에 의해 열교환효율이 극대화되어 유체를 충분하면서도 안정적으로 가열하여 원활히 공급할 수 있게 되므로, 해당 유체를 이용하게 되는 반도체 제조공정에서의 원활한 공정 수행이 가능하도록 하게 되는 등의 다대한 효과가 달성될 수 있다.

Claims (8)

  1. 반도체 제조용 공정장비측으로 소정 유체가 공급되게 되는 유체공급배관상에 직렬되도록 구비되어 상기 유체를 설정온도로 가열하게 되는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛으로서,
    상기 유체공급배관에 대해 연통되도록 구비되어 내부에 상기 유체공급배관에 비해 상대적으로 내경이 확장되는 열교환공간부를 형성하여 상기 열교환공간부내의 유로를 통해 흐르는 상기 유체가 가열되도록 하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 유체가열확관부와,
    상기 유체가열확관부내에 수직하게 세워져 유로를 차단하도록 적어도 하나 이상 구비되며 상기 유체가 수평방향으로 통과되도록 하기 위한 다수개의 흐름통과공을 일체로 구비하고 전류가 통전되면 고온으로 발열하게 되는 면상발열체인 세라믹 발열체와,
    상기 세라믹 발열체상에 형성되는 상기 흐름통과공의 내측면을 포함하는 상기 세라믹 발열체의 외측면을 모두 감싸도록 구비되어 상기 세라믹 발열체와 상기 유체의 접촉이 차단되도록 하면서 상기 세라믹 발열체로부터의 열을 전열하게 되며 고열 분위기에서 화학적으로 안정한 석영재질로 이루어지게 되는 접촉차단벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체가열확관부를 외측에서 감싸도록 구비되어 단열하게 되는 단열재와,
    상기 단열재를 외측에서 감싸도록 구비되어 외장 케이스를 형성하게 되는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 발열체와 상기 접촉차단벽 사이에 충진되도록 구비되어 상기 세라믹 발열체에서 발생되는 열을 외측으로 전열하게 되는 전열충진재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전열충진재는,
    MgO(산화마그네슘) 분말, 석영 분말중의 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉차단벽으로부터 상기 유체가열확관부내의 상기 열교환공간부내로 연장되어 돌출되도록 적어도 하나 이상 구비되어 상기 세라믹 발열체로부터의 열을 전열하여 발산하게 되며 석영재질로 이루어지게 되는 발열핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 발열체는,
    SiC(탄화규소), 그라파이트(흑연), 그라파이트+SiC코팅, MoSi2(규화몰리브덴)중의 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 세라믹 발열체는,
    몸체상에 통전패턴회로가 형성되도록 미세 폭 절단되는 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    다수개의 관통된 방열공을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 유체가열용 인라인히터유닛.
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