KR20080106073A - 열처리로 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 저항 발열체의 열팽창 수축 시의 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항을 저감시켜 저항 발열체의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제하여 내구성의 향상을 도모하는 것이다.
열처리로는 피처리체(w)를 수용하여 열처리하는 처리 용기(3)와, 처리 용기(3)를 둘러싸는 통 형상의 단열재(4)와, 상기 단열재(4)의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체(5)와, 상기 단열재(4)의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체(5)를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체(13)와, 상기 저항 발열체(5)의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재(4)를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판(14)을 구비하고 있다. 상기 지지체(13)는 저항 발열체(5)의 내측에 위치하는 기초부(17)와, 상기 기초부(17)로부터 저항 발열체(5) 사이를 통해 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 지지편(18)을 갖고, 빗 형상으로 형성되어 있다. 상기 지지편(18)의 상면부는 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있다.
열처리로, 저항 발열체, 단자판, 지지편, 기초부
Description
본 발명은 열처리로 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 처리를 실시하기 위해, 각종 열처리 장치가 이용되고 있다. 그리고, 그 일반적인 열처리 장치는 반도체 웨이퍼를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기(반응관이라고도 함)와, 이 처리 용기의 주위에 설치된 저항 발열체(히터선, 엘리먼트라고도 함)와, 이 저항 발열체의 주위에 설치된 단열재를 구비한 열처리로로 이루어진다. 또한, 단열재의 내벽면에 저항 발열체가 지지체를 통해 배치되어 있다(특허문헌 1 참조).
상기 저항 발열체로서는, 예를 들어 일괄 처리가 가능한 열처리 장치의 경우에서 말하면, 원통 형상의 단열재의 내벽면을 따라서 배치되는 나선 형상의 저항 발열체가 이용되고, 노 내를, 예를 들어 800 내지 1000 ℃ 정도로 고온으로 가열할 수 있다. 또한, 상기 단열재로서는, 예를 들어 세라믹 파이버 등으로 이루어지는 단열 재료를 원통 형상으로 소성하여 이루어지는 것이 이용되어, 복사열 및 전도열 로서 빼앗기는 열량을 감소시켜 효율이 좋은 가열을 조장할 수 있다. 상기 지지체로서는, 예를 들어 세라믹제로 빗 형상(빗형)의 것이 이용되고, 상기 히터선을 열팽창 및 열수축 가능하게 소정의 피치로 지지하도록 되어 있다. 이와 같은 열처리로에 있어서는, 상기 저항 발열체는 나선 형상으로 형성되고, 또한 열팽창 및 열수축이 가능하도록 단열재와의 사이에 간극을 취하여 지지되어 있다. 이로 인해, 단열재 중에 저항 발열체를 매설하여 이루어지는 것과 달리, 저항 발열체 자체에 열기가 없고, 또한 가열 대상물(웨이퍼)을 직접 가열할 수 있다. 이로 인해, 저항 발열체의 내구성의 향상(장기 수명화) 에너지 절약화 및 급속 승강온 제어가 가능해진다.
[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평10-233277호 공보
그러나, 종래의 열처리로에 있어서는, 도21에 도시한 바와 같이 저항 발열체(5)를 지지하는 지지체(13)의 지지편(18)은 단면 형상이 사각 형상으로 되어 있다. 이로 인해, 지지편(18)의 코너부(50)에서 저항 발열체(5)를 지지하게 되고, 이에 의해 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 시에 지지체(13)의 지지편(18)과 저항 발열체(5) 사이에 큰 마찰 저항이 발생하여 저항 발열체의 이동이 저해된다. 이로 인해, 저항 발열체에 잔류 응력에 의한 영구 왜곡이 발생하여, 저항 발열체의 내구성(수명)의 저하를 초래하고 있다. 특히, 저항 발열체의 가열ㆍ열팽창 후의 냉각ㆍ열수축 시에, 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항에 의해 저항 발열체에 잔 류 응력에 의한 영구 신장(영구 왜곡)이 조장되어, 저항 발열체의 내구성의 저하를 초래하는 경향이 있다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 저항 발열체의 열팽창 수축 시의 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항을 저감시켜 저항 발열체의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 도모할 수 있는 열처리로 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 피처리체를 수용하여 열처리하는 처리 용기와, 처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체와, 상기 단열재의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체와, 상기 저항 발열체의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판을 구비하고, 상기 지지체는 저항 발열체의 내측에 위치하는 기초부와, 상기 기초부로부터 저항 발열체 사이를 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되는 동시에 저항 발열체를 지지하는 복수의 지지편을 갖고, 빗 형상으로 형성되고, 각 지지편의 상면부는 저항 발열체의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은, 상기 지지체의 각 지지편은 단면 사각 형상으로 형성되고, 상기 저항 발열체는 단열재의 내주면에 나선 형상으로 경사진 상태로 배치되고, 저항 발열체를 지지하는 지지편의 상면부에 있어서의 적어도 한쪽 코너부는 곡면 형상 혹 은 모따기한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은 피처리체를 수용하여 열처리하는 처리 용기와, 처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체와, 상기 단열재의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체와, 상기 저항 발열체의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판을 구비하고, 상기 지지체는 단열재에 일단부가 매립되고, 타단부가 직경 방향 내측으로 돌출된 복수개의 관 형상 부재로 이루어져, 상기 관 형상 부재의 곡면 형상의 상면부에 상기 저항 발열체가 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은, 상하로 인접하는 상기 관 형상 부재의 선단부 사이에는 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 선 형상 부재가 걸쳐지고, 상기 선 형상 부재는 상하의 상기 관 형상 부재의 축 구멍을 통해 단열재 중에 매설되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은 상하 방향으로 배치된 복수의 상기 저항 발열체의 선단부에 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 지주가 상하 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은, 상기 관 형상 부재의 선단부에는 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 원고리 부재가 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은, 상기 관 형상 부재는 강제적으로 냉각하기 위한 분출 노즐로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은, 상기 관 형상 부재는 선단부측이 하강 경사진 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로이다.
본 발명은 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 기초부에 저항 발열체 사이를 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되는 동시에 저항 발열체를 지지하는 복수의 지지편을 갖고, 상기 지지편의 상면부가 저항 발열체의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있는 빗 형상의 지지체와, 상기 지지체를 저항 발열체의 주위 방향에서 소정 위치에 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 가는 직경의 막대재를 주위 방향으로 적절한 간격으로 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 여과재 상에 퇴 적된 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 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 제조 방법이다.
본 발명은 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 발열체 사이를 통과하여 반경 방향으로 배치되는 관 형상 부재로 이루어지는 지지체와, 상기 지지체를 저항 발열체의 주위 방향에서 소정 위치에 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 가는 직경의 막대재를 주위 방향으로 적절한 간격으로 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 여과재 상에 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 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 저항 발열체의 열팽창 수축 시의 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항이 저감되므로, 저항 발열체의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 따르면, 저항 발열체의 열팽창 수축 시의 지지체와 저항 발열체 사이의 마찰 저항을 저감시켜 저항 발열체의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 도모할 수 있는 열처리로 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해 첨부 도면을 기초로 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명의 열처리로의 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도2는 상기 열처리로의 일부를 도시하는 사시도, 도3은 상기 열처리로의 부분적 횡단면도, 도4는 상기 열처리로의 부분적 종단면도이다.
도1에 있어서, 부호 1은 반도체 제조 장치의 하나인 종형의 열처리 장치이고, 이 열처리 장치(1)는 피처리체인, 예를 들어 반도체 웨이퍼(w)를 한번에 다수매 수용하여 산화, 확산, 감압 CVD 등의 열처리를 실시할 수 있는 종형의 열처리로(2)로 이루어져 있다. 이 열처리로(2)는 웨이퍼(w)를 다단으로 수용하여 소정의 열처리를 행하기 위한 처리 용기(반응관이라고도 함)(3)와, 상기 처리 용기(3)를 둘러싸는 통 형상의 단열재(4)와, 상기 단열재(4)의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체(히터선이라고도 함)(5)를 구비하고 있다. 이 경우, 단열재(4)와 저항 발열체(5)에 의해 히터(가열 장치)(6)가 구성되어 있다. 또한, 후술하는 열처리로(2)의 제조 방법에 있어서는, 특히 히터(6)의 제조 방법에 대해 설명하고 있다.
상기 열처리 장치(1)는 히터(6)를 설치하기 위한 베이스 플레이트(7)를 구비하고 있다. 이 베이스 플레이트(7)에는 처리 용기(3)를 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 개구부(8)가 형성되어 있고, 이 개구부(8)에는 베이스 플레이트(7)와 처리 용기(3) 사이의 간극을 덮도록 도시하지 않은 단열재가 설치되어 있다.
상기 처리 용기(3)는 프로세스 튜브라고도 칭하고, 석영제이고, 상단부가 폐색되고, 하단부가 개방된 세로로 긴 원통 형상으로 형성되어 있다. 처리 용기(3)의 개구 단부에는 외향의 플랜지(3a)가 형성되고, 상기 플랜지(3a)는 도시하지 않은 플랜지 압박 부재를 통해 상기 베이스 플레이트(7)에 지지되어 있다. 도시예의 처리 용기(3)에는 하측부에 처리 가스나 불활성 가스 등을 처리 용기(3) 내로 도입하는 도입 포트(도입구)(9) 및 처리 용기(3) 내의 가스를 배기하기 위한 도시하지 않은 배기 포트(배기구)가 설치되어 있다. 도입 포트(9)에는 가스 공급원이 접속되고, 배기 포트에는, 예를 들어 10 내지 10-8 Torr 정도로 감압 제어가 가능한 진공 펌프를 구비한 배기계가 접속되어 있다.
처리 용기(3)의 하방에는 처리 용기(3)의 하단 개구부(노 입구)를 폐색하는 상하 방향으로 개폐 가능한 덮개(10)가 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는 노 입구의 보온 수단인, 예를 들어 보온통(11)이 적재되고, 상기 보온통(11)의 상부에는, 예를 들어 직경이 300㎜인 웨이퍼(w)를 다수매, 예를 들어 100 내지 150매 정도 상하 방향으로 소정의 간격으로 탑재하는 유지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는 보트(12)를 그 축심 방향으로 회전시키는 회전 기구(53)가 설치되어 있다. 보트(12)는 덮개(10)의 하강 이동에 의해 처리 용기(3) 내로부터 하방의 로딩 영역 내로 반출(언로드)되어, 웨이퍼(w)의 교체 후, 덮개(10)의 상승 이동에 의해 처리 용기(3) 내로 반입(로드)된다.
도5는 지지체를 도시하는 사시도, 도6은 지지편의 단면 형상을 설명하는 설명도이다. 상기 히터(6)는, 도2 내지 도4, 도9 내지 도11에 도시한 바와 같이 원통 형상의 단열재(4)와, 상기 단열재(4)의 내주를 따라서 배치되는 나선 형상의 저항 발열체(엘리먼트)(5)와, 상기 단열재(4)의 내주면에 축 방향으로 설치되어 상기 저항 발열체(5)를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체(13)와, 저항 발열체(5)의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재(4)를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판(14)을 구비하고 있다. 또한, 히터(6)는, 도9 내지 도10에 도시한 바와 같이 저항 발열체(5)의 외측으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재(4) 중에 고정되는 복수의 고정판(15)을 구비하고 있다. 저항 발열체(5)는, 예를 들어 철(Fe), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al)의 합금선인 칸탈선으로 이루어져 있다. 이 저항 발열체(5)의 굵기는 열처리로(2)의 사양에 따라서도 상이 하나, 예를 들어 직경이 3.5 ㎜ 정도인 것 혹은 8.5 ㎜ 정도인 것이 이용된다.
연직 방향으로 배치된 나선 형상의 저항 발열체(5)는 존마다 단자판(14)을 개재하여 단열재(4)에 고정되어 있는 동시에, 빗 형상의 지지체(13)를 개재하여 열팽창 및 열수축 가능하게 지지되어 있다. 이로 인해, 이 상태에서는 크리프나 열팽창 등에 의한 신장이 발생한 경우, 그 신장이 중력에 의해 각 존의 하측으로 누적되는 경향이 있다. 그래서, 저항 발열체(5)의 크리프나 열팽창 등에 의한 신장의 중력에 의한 각 존 하측으로의 누적을 방지하기 위해, 상기 저항 발열체(5)에는 적절하게 턴마다 또는 각 존의 턴 수를 복수로 분할하는 분할점에 고정판(15)이 설치되어 있다. 그리고 이들 고정판(15) 및 단자판(14)에 의해 저항 발열체(5)는 상기 단열재(4)에 고정되어 있다. 고정판(15)은, 예를 들어 도10에 도시한 바와 같이 인접하는 단자판(14) 사이의 턴 상에 적절하게 설치된다.
상기 저항 발열체(5)는 상기 단열재(4)의 내벽면을 따라서 단열재(4)와 접촉하지 않는 소정의 권취 직경 및 소정의 피치로 나선 형상으로 형성되어 있다. 이 나선 형상의 저항 발열체(5)에는 상기 단열재(4)를 관통하여 외부로 연장된 전극 접속용 단자판(14)이 단열재(4)의 축 방향으로 적절한 간격으로 설치되어 있고, 열처리로(2) 내인 처리 용기(3) 내를 상하 방향으로 복수의 존으로 나누어 온도 제어를 할 수 있도록 구성되어 있다. 이 단자판(14)은 저항 발열체(5)와 동일한 재질로 이루어지고, 용단 방지와 방열량의 억제의 관점으로부터 소요 단면적의 판 형상으로 형성되어 있다.
단자판(14)을 설치하기 위해, 상기 저항 발열체(5)는 그 중간 위치에 있어서 단자판(14)의 설치 부분에서 절단되고, 그 절단된 양단부(5a)가 단열재(4)의 반경 방향 외측으로 절곡되고, 그 절곡된 양단부(5a)가 단자판(14)의 양면에 용접으로 고정되어 있다. 특히, 용접 접합부로의 응력 집중을 완화하기 위해, 상기 저항 발열체(5)의 절단된 양단부(5a)의 절곡부(16)는 R굽힘 가공으로 되어 있다.
상기 고정판(15)은 단자판(14)과 동일한 재질로 이루어지고, 또한 동일 단면 형상을 갖고, 또한 단자판(14)보다도 길이가 짧게 형성되어 있고, 단열재(14) 중에 매설되어(매립되어) 외부로 돌출되어 있지 않다. 고정판(15)은 저항 발열체(5)에 단자판(14)과 동일 설치 구조로 설치되어 있다. 즉, 고정판(15)을 설치하기 위해, 상기 저항 발열체(5)는 중간 위치에 있어서 고정판(15)의 설치 부분에서 절단되고, 그 절단된 양단부(5a)가 단열재(4)의 반경 방향 외측으로 절곡되고, 그 절곡된 양단부(5a)가 고정판(15)의 양면에 용접으로 고정되고, 그 절곡부(16)가 R굽힘 가공으로 되어 있다. 또한, 고정판(고정 수단)의 다른 예를 도19에 나타낸다. 도19의 (a)는 저항 발열체의 외주에 둥근 막대 형상 혹은 각진 막대 형상의 고정 부재(15)를 설치한 예를 나타내고, 도19의 (b)는 저항 발열체의 외주에 평판 형상의 고정판(15)을 설치한 예를 나타내고, 도19의 (c)는 저항 발열체의 외주에 둥근 막대 형상의 고정 부재(15)를 설치하는 동시에 상기 고정 부재(15)를 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 원통 형상의 받침 부재(59)를 설치한 예를 나타내고 있다. 또한, 도19의 (d)는 저항 발열체(5)의 지지체(13)보다도 상류측에 막대 형상의 고정 부재(15)를 설치한 예를 나타내고, 도19의 (e)는 저항 발열체(5)의 지지체(13)보다도 상류측 및 하류측에 막대 형상의 고정 부재(15)를 각각 설치한 예를 나타내고 있 다(고정 부재의 방향은 도시예와 같이 노심 방향 혹은 상방 또는 하방임).
상기 저항 발열체(5)는 내열성 및 전기 절연성을 갖는 재료, 예를 들어 세라믹으로 이루어지는 지지체(13)를 개재하여 원통 형상의 단열재(4)의 내측에 설치되어 있다. 이 경우, 저항 발열체(5)는 단열재(4)의 내측에 소정 열량을 확보할 수 있는 배열 피치 및 단열재(4)의 내벽면으로부터 소정의 간극(s)을 이격한 상태에서 열팽창 및 열수축 가능하게 설치되어 있다. 이 지지체(13)는 단열재(4)의 축 방향으로 복수로 분할되어 있고, 분할된 각 지지체(13)는, 도5에도 도시한 바와 같이 저항 발열체(5)의 내측에 위치되는 기초부(17)와, 이 기초부(17)에 저항 발열체(5)의 인접하는 피치 사이를 통해 직경 방향 외측으로 연장되는 복수개의 지지편(18)을 갖고, 빗살 형상으로 일체 형성되어 있다. 또한, 인접하는 지지편(18) 사이에 홈(19)이 형성되고, 홈(19) 내에 저항 발열체(5)가 열팽창 및 열수축 가능(나선의 반경 방향 및 주위 방향으로 이동 가능)하게 삽입되어, 저항 발열체(5)는 지지체(13)에 의해 소정의 피치로 완만하게 지지된다.
상기 지지체(13)는 지지편(18)의 선단부를 단열재(4) 중에 매설함으로써, 단열재(4)의 내측에 설치되어 있다. 이 경우, 지지체(13)가 단열재(4)로부터 빠지지 않도록 설치 강도의 향상을 도모하기 위해, 지지편(18)의 선단부는 적절하게 길게 형성되어 있는 동시에, 선단부에는 확대부 내지 돌기부(20)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 지지체(13)는 지지편(18)의 선단부를 단열재(4)에 매설시킨 상태에서 단열재(4)의 축 방향을 따라서 직선 상에 배치되는 동시에, 주위 방향으로 소정의 간격, 예를 들어 30도의 간격으로 배치되어 있다.
상기 지지체(13)에 있어서의 각 지지편(18)의 상면부는, 도6에 도시한 바와 같이 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상 혹은 모따기한 형상으로 형성되어 있다. 이 곡면 형상으로 형성된 부분(상부 곡면부)으로서 부호 49로 나타낸다. 구체적으로는, 각 지지편(18)은 단면 사각 형상으로 형성되고, 상기 저항 발열체(5)가 나선 형상으로 경사진 상태로 접하는 지지편(18)의 상면부에 있어서의 적어도 한쪽[예를 들어, 저항 발열체(5)가 좌측으로부터 우측으로 하강 경사져 있는 경우, 우측)의 코너부가 상부 곡면부(49)로서 곡면 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도6에 있어서, 지지체(13)의 지지편(18)의 우측의 코너부뿐만 아니라, 좌측의 코너부(50)도 곡면 형상으로 형성되어 있어도 좋고, 혹은 도7에 도시한 바와 같이, 지지편(18)의 상면부 전체가 곡면 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 도20의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이, 지지편(13)의 지지편(18)은 상면뿐만 아니라, 하면도 R형상 혹은 곡면 형상(49)을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 지지편(18)의 곡면부(49)는, 세라믹의 소성 전에는 성형형에 의해, 세라믹의 소성 후에는 절삭 가공에 의해 형성된다.
단열재(4)의 형상을 유지하는 동시에 단열재(4)를 보강하기 위해, 도1에 도시한 바와 같이 단열재(4)의 외주는 금속제, 예를 들어 스테인리스제의 외피(아우터 쉘)(21)로 덮여 있다. 또한, 히터 외부로의 열영향을 억제하기 위해, 외피(21)의 외주는 수냉 재킷(22)으로 덮여 있다. 단열재(4)의 꼭대기부에는 이것을 덮는 상부 단열재(23)가 설치되고, 이 상부 단열재(23)의 상부에는 외피(21)의 꼭대기부(상단부)를 덮는 스테인리스제의 천장판(24)이 설치되어 있다.
열처리 후에 웨이퍼를 급속 강온시켜 처리의 신속화 또는 스루풋의 향상을 도모하기 위해, 히터(6)에는 히터(6)와 처리 용기(3) 사이의 공간(25) 내의 분위기를 외부로 배출하는 배열계(26)와, 상기 공간(25) 내에 냉각 유체(예를 들어, 공기)를 도입하여 강제적으로 냉각하는 냉각 수단(27)이 마련되어 있다. 상기 배열계(26)는, 예를 들어 히터(6)의 상부에 형성된 배기구(28)와, 상기 배기구(28)와 도시하지 않은 공장 배기계를 연결하는 도시하지 않은 배열관으로 구성되어 있다. 배열관에는 도시하지 않은 배기 블로워 및 열교환기가 설치되어 있다.
상기 냉각 수단(27)은 상기 단열재(4)와 외피(21) 사이에 높이 방향으로 복수 형성된 고리 형상 유로(29)와, 각 고리 형상 유로(29)로부터 단열재(4)의 중심 방향 또는 중심 경사 방향으로 냉각 유체를 분출하여 상기 공간(25)에 공기류 또는 공간(25)의 주위 방향으로 선회류를 발생시키도록 단열재(4)에 형성된 분출 구멍(30)을 갖고 있다. 상기 고리 형상 유로(29)는 단열재(4)의 외주에 띠 형상 또는 고리 형상의 단열재(31)를 부착하거나, 혹은 단열재(4)의 외주를 고리 형상으로 깎음으로써 형성되어 있다.
상기 외피(21)의 외면에는 각 고리 형상 유로(29)에 냉각 유체를 분배 공급하기 위한 공통의 1개의 도시하지 않은 공급 덕트가 높이 방향을 따라서 설치되고, 외피(21)에는 공급 덕트 내와 각 고리 형상 유로(29)를 연통하는 연통구가 형성되어 있다. 공급 덕트에는 클린룸 내의 공기를 냉각 유체로서 흡인하여 압송 공급하는 도시하지 않은 냉각 유체 공급원(예를 들어, 송풍기)이 개폐 밸브를 통해 접속되어 있다.
이상과 같이 구성된 열처리로(2)에 따르면, 상기 지지체(13)는 저항 발열체(5)의 내측에 위치하는 기초부(17)와, 상기 기초부(17)로부터 저항 발열체(5)의 피치 사이를 통해 노의 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 지지편(18)을 갖고, 빗 형상으로 형성되고, 상기 지지편(18)의 상면부[저항 발열체(5)가 나선 형상으로 경사진 상태로 접하는 지지편(18)의 상면부에 있어서의 적어도 한쪽의 코너부]가 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키기 위해 곡면 형상으로 형성(R 가공)되어 있다. 이로 인해, 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 시의 지지체(13)와 저항 발열체(5) 사이의 마찰 저항이 저감되어 저항 발열체(5)의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제하여 내구성의 향상을 도모한다. 특히, 저항 발열체(5)의 가열ㆍ열팽창 후의 냉각ㆍ열수축 시에 지지체(13)와 저항 발열체(5) 사이의 마찰 저항에 의해 저항 발열체(5)에 잔류 응력에 의한 영구 신장이 조장되는 것을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 도모한다.
또한, 상기 열처리로(2)에 따르면, 저항 발열체(5)의 외측에 적절한 간격으로 배치되어 단열재 중에 고정되는 복수의 고정판(15)이 설치되고, 상기 고정판(15)은 저항 발열체(5)에 단자판(14)과 동일 설치 구조로 설치되어 있다. 이로 인해, 고정판(15)의 접합부의 온도 상승 및 응력 집중을 억제할 수 있는 동시에 고정판(15)이 단열재(4)로부터 빠지기 어려워 유지성이 우수해, 저항 발열체(5)를 포함하는 열처리로(2)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다. 저항 발열체(5)는 적절하게 턴마다 고정판(15)에 의해 상기 지지체(13) 및 단자판(14)과는 별도로 상기 단열재(4)에 고정되어 있으므로, 저항 발열체(5)의 크리프나 열팽창 등에 의한 신장 이 일단부측으로 누적되는 현상을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 저항 발열체(5)의 일단부측의 권취 직경이 증대되어 단열재(4)의 내주면과 접촉하는 일이 없어지므로, 저항 발열체(5)의 버클링 등의 변형이나 파단이 발생하는 일이 없어져, 저항 발열체(5)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
도11은 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도11의 실시 형태에 있어서, 도4의 실시 형태와 동일 부분은 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도11의 실시 형태에 있어서, 지지체(13)는 단열재(4)에 일단부가 매립되고, 타단부가 직경 방향 내측으로 수평 또는 대략 수평으로 돌출된 복수개의 관 형상 부재(파이프)(51)로 이루어지고, 상기 관 형상 부재(51)의 곡면 형상의 상면부[상부 곡면부(49)]에 상기 저항 발열체(5)가 적재되어 지지되어 있다. 이 관 형상 부재(51)는 세라믹제이고, 단열재(4) 중에 매설되는 일단부(기단부)에는 단열재(4)로부터 관 형상 부재(51)가 빠지는 것을 방지하기 위한 직경 확장부(52)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 직경 확장부(52)는, 예를 들어 관 형상 부재(51)의 일단부에 상기 관 형상 부재(51)보다도 한 단계 큰 원고리 부재(53)를 끼워 맞추어 설치함으로써 형성되어 있다.
상기 관 형상 부재(51)의 열용량을 작게 하여 신속한 승강온을 가능하게 하기 위해, 관 형상 부재(51)의 중공부인 축 구멍(54)에는 단열재가 충전되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 상하로 인접하는 상기 관 형상 부재(51)의 선단부 사이에는 상기 저항 발열체(5)의 탈락을 방지하기 위한 수단(스토퍼)으로서 선 형상 부재(55)가 걸쳐지고, 상기 선 형상 부재(55)는 상하의 상기 관 형상 부재(51) 의 축 구멍(54)을 통하고, 선 형상 부재(55)의 양단부(55a)는 단열재(4) 중에 매설되어 고정되어 있는 것이 바람직하다. 선 형상 부재(55)의 재질로서는, 예를 들어 저항 발열체(5)와 동일한 재질이 바람직하다. 또한, 저항 발열체(5)의 탈락을 방지하는 수단으로서는, 도13에 도시한 바와 같이 상하의 관 형상 부재(51)의 선단부에 걸치도록 지주(56)를 상하 방향으로 세워 설치해도 좋고, 혹은 도14에 도시한 바와 같이 각 관 형상 부재(51)의 선단부에 원고리 부재(57)를 끼워 맞추어 설치해도 좋다.
이와 같이 구성된 관 형상 부재(51)를 갖는 열처리로(2)에 따르면, 상기 지지체(13)는 단열재(4)에 일단부가 매립되고, 타단부가 직경 방향 내측으로 돌출된 복수개의 관 형상 부재(51)로 이루어지고, 상기 관 형상 부재(51)의 곡면 형상의 상면부에 상기 저항 발열체(5)가 지지되어 있다. 이로 인해, 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 시의 지지체(13)와 저항 발열체(5) 사이의 마찰 저항이 저감되어 저항 발열체(5)의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 도모한다.
또한, 상기 관 형상 부재(51)로서는, 도15에 도시한 바와 같이 냉각 유체, 예를 들어 실온의 공기를 분출하여 열처리로(2) 내를 강제적으로 냉각하기 위한 분출 노즐로서 구성되어 있어도 좋다. 즉, 관 형상 부재(5L)의 축 구멍(54)이 냉각 유체를 분출하기 위한 분출 구멍(30)으로 되어 있다. 관 형상 부재(51)의 일단부는 단열재(4)를 관통하여 고리 형상 유로(29)와 연통되어 있다. 이와 같이 구성된 관 형상 부재(51)를 갖는 열처리로에 따르면, 관 형상 부재(51)를 이용하여 강제 공냉을 행할 수 있으므로, 별도로 분출 구멍을 형성할 필요가 없다. 이로 인해, 구조의 간소화가 도모되는 동시에, 상기 관 형상 부재(51)가 상하의 저항 발열체(5, 5) 사이를 관통하고 있으므로, 냉각 유체를 저항 발열체(5)에 방해되지 않고 처리 용기(3)에 효과적으로 분출할 수 있다.
도16은 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도16의 실시 형태에 있어서, 상기 실시 형태와 동일 부분은 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도16의 실시 형태에 관한 열처리로의 히터의 지지체(13)를 구성하는 관 형상 부재(51)는 선단부측이 하강 경사진 상태로 설치되어 있다. 관 형상 부재(51)의 경사 각도(θ)로서는, 5 내지 20° 정도가 바람직하다. 이와 같이 관 형상 부재(51)를 선단부측이 하강 경사지도록 배치함으로써, 나선 형상의 저항 발열체(5)가 냉각 시에 수축될 때에 관 형상 부재(51)의 경사진 상면을 따라서 미끄러지면서 반경 방향 내측으로 용이하게 직경 축소 이동할 수 있어, 열수축 시의 인장 응력을 저감시켜, 저항 발열체(5)의 영구 신장을 억제할 수 있어, 내구성의 향상을 한층 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 열처리로의 히터에 있어서도, 도12(저항 발열체의 탈락 방지용 선 형상 부재를 갖는 구성), 도13(저항 발열체의 탈락 방지용 지주를 갖는 구성), 도14(저항 발열체의 탈락 방지용 원고리 부재를 갖는 구성), 혹은 도15(강제 냉각용 분출 노즐로서의 구성)에 도시한 바와 같이 구성되어 있어도 좋다.
다음에, 상기 열처리로(2)의 구체적으로는 히터(6)의 제조 방법의 일례에 대해 도17, 도18을 이용하여 설명한다. 도17은 본 발명을 적용한 열처리로의 제조 방법에 있어서 이용되는 지그의 구성을 설명하기 위한 사시도, 도18은 본 발명의 열처리로의 제조 방법에 있어서 여과재 상에 단열재를 퇴적시키는 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
우선, 미리 나선 형상으로 성형되는 동시에 단자판(14) 및 고정판(15)이 설치된 저항 발열체(5)와, 이 저항 발열체(5)를 지지하기 위한 지지체(13)와, 이 지지체(13)를 지지하기 위한 드럼 형상의 지그(32)를 준비한다. 지지체(13)는 복수의 지지편(18)을 갖고 빗 형상으로 형성되고, 각 지지편(18)의 상면부가 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 지지체(13)로서는, 저항 발열체(5)의 피치 사이를 통과하여 노의 반경 방향으로 배치되는 관 형상 부재(51)로 이루어져 있어도 좋다. 지그(32)는 중공 형상의 지지축(33)과, 이 지지축(33) 상에 방사 형상의 스포크(34)를 통해 축 방향으로 적절한 간격으로 설치된 복수의 둥근 고리 형상의 기판(35)을 갖고, 드럼 형상으로 형성되어 있다. 이들 기판(35)의 외주에 외측으로 개방된 단면 U자 형상의 가이드 부재(36)가 축 방향으로 설치되어 있다. 이 경우, 가이드 부재(36)는 기판(35)에 방사 형상으로 형성한 홈을 이용하여 걸쳐져, 주위 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 지그(32)의 가이드 부재(36) 내에 지지체(13)가 직렬로 설치된다. 또한, 지지축(33)의 주위에는 복수의 흡인 구멍(42)이 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 지그(32)를 회전시키면서 이 지그(32) 상에 그 일단부로부터 나선 형상의 저항 발열체(5)를 지지체(13)의 지지편(18) 사이의 홈(19) 또는 관 형상 부재 사이의 간극을 통해 나선 형상으로 권취하여 장착한다.
다음에, 상기 지그(32)에 있어서의 저항 발열체(5)의 외측에 상기 단자판(14), 고정판(15) 및 지지체(13)의 지지편(18)을 피한 상태로 메쉬 형상의 여과재(38)를 배치하고, 이 여과재(38) 상에 저항 발열체(5)의 축 방향을 따르는 가는 직경의 막대 부재(39)를 주위 방향으로 적절한 간격으로 배치한다. 여과재(38)로서는, 예를 들어 그물코가 미세한 알루미늄제의 메쉬 등이 적합하다. 또한, 막대 부재(39)로서는, 예를 들어 직경 1 내지 2 ㎜ 정도의 스테인리스 강제의 둥근 막대가 적합하다. 여과재(38)를 저항 발열체(5)의 외주 전체면에 지지편(18), 단자판(14) 및 고정판(15)을 피하도록 하고, 또한 축 방향으로부터 빼낼 수 있게 하여 소정의 두께로 배치하고, 그 여과재(38) 상에 막대 부재(39)를 배치하여 실, 고무 테로 고정한다.
이 지그(32)를 단열 재료를 이루는 무기질 섬유를 포함하는 현탁액(40) 중에 침지시켜, 지그(32)의 내측으로부터 흡인함으로써 상기 여과재(38) 상에 단열 재료를 퇴적시킨다. 이 경우, 지그(32)를 회전시킴으로써 단열 재료의 현탁액(40)을 교반할 수 있는 동시에, 여과재(38) 상에 균일한 두께로 단열 재료를 퇴적시킬 수 있다. 이 현탁액(40)으로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나 혹은 규산 알루미나를 포함하는 무기질 섬유와, 물 및 바인더로 이루어지는 슬러리 형상의 것이 이용된다.
지그(32)의 중공 형상의 지지축(33)에 흡인 펌프(41)를 접속함으로써, 지지축(33)의 흡인 구멍(42)을 통해 저항 발열체(5)의 내부를 감압하면, 현탁액(40)이 여과재(38)의 표면에 흡입되어 여과재(38)를 투과하지 않는 단열 재료인 섬유질 성 분이 여과재(38) 상에 적층된다. 또한, 여과재(38)를 투과한 수분 및 섬유질 성분은 흡인 펌프(41)의 토출 파이프(43)를 통해 회수되나, 다시 현탁액조(44) 내에 순환시켜도 좋다.
이 경우, 지지축(33)을 개재하여 지그(32)를 회전시킴으로써, 현탁액조(44) 내의 현탁액(40)을 교반할 수 있는 동시에, 여과재(38) 상에 균일한 두께로 단열 재료를 퇴적시킬 수 있다. 또한, 이 회전 조작에는 베어링(45)에 끼워 넣어진 한쪽 지지축(33)과 연결된 모터(46)를 구동함으로써 조작해도 좋다. 그때, 현탁액조(44)와 지지축(33) 사이에는, 예를 들어 기밀성을 갖는 시일재(47)를 설치하여, 현탁액조(44)로부터의 액 누설을 방지하도록 하면 좋다. 이 공정에서, 원하는 층 두께의 단열재(4)가 형성되어, 지지체(13)의 지지편(18)의 선단부 및 단자판(14) 및 고정판(15)이 단열재(4) 중에 매설된다.
다음에, 상기 지그(32)를 현탁액(40) 중으로부터 인상하여 여과재(38) 상에 퇴적된 단열 재료를 자연 혹은 강제적으로 건조시킴으로써, 원통 형상의 단열재(4)를 얻는다. 건조 후에 단열재(4)와 여과재(38) 사이로부터 막대 부재(39)를 축 방향으로부터 빼어내고, 또한 단열재(4)와 저항 발열체(5) 사이로부터 여과재(38)를 빼낸다. 막대 부재(39)는 가는 직경이고 단열재(4)와의 접촉 면적이 작기 때문에 용이하게 빼낼 수 있고, 또한 막대 부재(39)를 빼냄으로써 단열재(4)와 여과재(38) 사이에 다소의 간극이 발생하므로, 여과재(38)를 비교적 용이하게 빼낼 수 있다. 이 여과재(38)를 빼냄으로써, 단열재(4)와 저항 발열체(5) 사이에는 간극(s)[여과재(38)와 막대 부재(39)의 두께에 상당함]이 형성되고, 이 간극(s)에 의해 저항 발 열체(5)의 열팽창에 의한 반경 방향 외측으로의 변위를 허용할 수 있다.
지지체(13)를 지지하고 있는 지그(32)를 단열재(4)의 축 방향으로부터 인발함으로써, 지그(32)를 지지체(13)로부터 제거한다. 그리고, 단열재(4)의 표면 처리 등을 행함으로써, 원통 형상의 단열재(4)의 내벽면에 지지체(13)를 개재하여 저항 발열체(5)가 설치된 상태의 열처리로(2), 즉 히터(6)를 얻을 수 있다.
이와 같은 공정으로 이루어지는 열처리로(2)의 제조 방법에 따르면, 저항 발열체(5)의 열팽창 수축 시의 지지체(13)와 저항 발열체(5) 사이의 마찰 저항을 저감시켜 저항 발열체(5)의 잔류 응력에 의한 영구 왜곡의 발생을 억제할 수 있어, 내구성이 높은 열처리로(2)를 얻을 수 있다. 또한, 고정판(15)의 접합부의 온도 상승 및 응력 집중을 억제할 수 있는 동시에 고정판(15)이 단열재(4)로부터 빠지기 어려워 유지성이 우수해, 내구성이 높은 저항 발열체(5)를 갖는 열처리로(2)를 얻을 수 있다. 또한, 저항 발열체(5)가 미리 나선 형상으로 형성되어 있고, 이 저항 발열체(5)의 내측에 위치하는 기초부(17)에 그 저항 발열체(5)의 피치 사이를 통해 반경 방향 외측으로 연장되는 복수개의 지지편(18)을 형성하여 이루어지는 지지체(13) 및 이 지지체(13)를 저항 발열체(5)의 주위 방향에서 소정 위치에 위치 결정하여 축 방향으로 정렬시키는 지그(32)를 이용하고, 이 지그(32)를 회전시키면서 이 지그(32) 상에 상기 지지체(13)를 개재하여 저항 발열체(5)를 장착하기 위해, 저항 발열체(5)를 나선 형상으로 권취하는 수고를 생략할 수 있다. 게다가, 지지체(13)의 복수개의 지지편(18) 또는 관 형상 부재에 의해 저항 발열체(5)의 배열 피치가 자동적으로 설정되므로 배열의 수고도 생략할 수 있는 동시에 배열 피치의 정밀도가 향상된다.
또한, 본 발명에서는, 저항 발열체(5)의 외측에 단열재(4)를 설치하는 경우에는 단순히 현탁액(40) 중에 침지된 저항 발열체(5)의 내측으로부터의 흡인만으로 저항 발열체(5)의 외측에 여과재(38)를 통해 단열 재료를 퇴적시킴으로써 단열재(4)를 저항 발열체(5)의 외측에 형성할 수 있으므로, 형프레임의 조립이나 이형 작업이 불필요하다. 게다가, 단열재(4)는 건조하는 것만으로도 좋고, 소성 공정이 불필요하므로, 단시간에 단열재(4)를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 성형 후, 저항 발열체(5)와 단열재(4) 사이에 개재 설치된 여과재(38)를 빼내는 경우에는, 여과재(38)와 단열재(4) 사이에 개재 설치된 막대 부재(39)를 빼냄으로써 여과재(38)와 단열재(4) 사이에 간극이 생긴다. 또한, 단자판(14)의 판면이 단열재(4)의 축 방향에 배치되어 있어 여과재(38)가 단자판(14)에 걸리기 어렵기 때문에, 여과재(38)를 용이하게 단열재(4)로부터 빼내는 것이 가능해진다. 이상에 의해, 열처리로(3)를 제조하는 경우에 있어서의 작업성의 향상 및 제조 시간의 단축을 도모할 수 있는 동시에, 저항 발열체(5)의 배열 피치의 배치 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 용기로서는, 도입관부 및 배기관부를 갖는 내열 금속, 예를 들어 스테인리스 강제의 원통 형상의 매니폴드를 하단부에 접속하여 이루어지는 것이라도 좋고, 또한 이중관 구조라도 좋다.
도1은 본 발명의 실시 형태를 개략적으로 도시하는 열처리로의 종단면도.
도2는 상기 열처리로의 일부를 도시하는 사시도.
도3은 상기 열처리로의 부분적 횡단면도.
도4는 상기 열처리로의 부분적 종단면도.
도5는 지지체를 도시하는 사시도.
도6은 지지편의 단면 형상을 설명하는 설명도.
도7은 지지편의 단면 형상의 다른 예를 설명하는 설명도.
도8의 (a)는 저항 발열체에 있어서의 단자판의 설치 구조를 부분적으로 도시하는 평면도, 도8의 (b)는 그 측면도.
도9의 (a)는 저항 발열체에 있어서의 고정판의 설치 구조를 부분적으로 도시하는 평면도, 도9의 (b)는 그 측면도.
도10은 단자판 및 고정판을 갖는 저항 발열체를 개략적으로 도시하는 측면도.
도11은 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도12는 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도13은 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도14는 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도15는 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도16은 지지체의 다른 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도17은 본 발명을 적용한 열처리로의 제조 방법에 있어서 이용되는 지그의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도18은 본 발명의 열처리로의 제조 방법에 있어서 여과재 형상으로 단열재를 퇴적시키는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도19의 (a) 내지 (e)는 고정판의 다른 예를 나타내는 설명도.
도20의 (a) 내지 (c)는 지지편의 단면 형상의 다른 예를 나타내는 설명도.
도21은 종래의 열처리로의 지지편의 단면 형상을 설명하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 열처리 장치
3 : 처리 용기
4 : 단열재
5 : 저항 발열체
7 : 베이스 플레이트
8 : 개구부
9 : 도입 포트
10 : 덮개
13 : 지지체
Claims (10)
- 피처리체를 수용하여 열처리하는 처리 용기와,처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와,상기 단열재의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체와,상기 단열재의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체와,상기 저항 발열체의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판을 구비하고,상기 지지체는 저항 발열체의 내측에 위치하는 기초부와, 상기 기초부로부터 저항 발열체 사이를 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되는 동시에 저항 발열체를 지지하는 복수의 지지편을 갖고, 빗 형상으로 형성되고,각 지지편의 상면부는 저항 발열체의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제1항에 있어서, 상기 지지체의 각 지지편은 단면 사각 형상으로 형성되고, 상기 저항 발열체는 단열재의 내주면에 나선 형상으로 경사진 상태로 배치되고, 저항 발열체를 지지하는 지지편의 상면부에 있어서의 적어도 한쪽 코너부는 곡면 형상 혹은 모따기한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 피처리체를 수용하여 열처리하는 처리 용기와,처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와,상기 단열재의 내주면을 따라서 배치된 나선 형상의 저항 발열체와,상기 단열재의 내주면에 축 방향으로 평행하게 설치되어 저항 발열체를, 축 방향을 따르는 소정 피치로 지지하는 지지체와,상기 저항 발열체의 외측에 축 방향으로 적절한 간격으로 배치되어 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장된 복수의 단자판을 구비하고,상기 지지체는 단열재에 일단부가 매립되고, 타단부가 직경 방향 내측으로 돌출된 복수개의 관 형상 부재로 이루어지고, 상기 관 형상 부재의 곡면 형상의 상면부에 상기 저항 발열체가 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제3항에 있어서, 상하로 인접하는 상기 관 형상 부재의 선단부 사이에는 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 선 형상 부재가 걸쳐지고, 상기 선 형상 부재는 상하의 상기 관 형상 부재의 축 구멍을 통해 단열재 중에 매설되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제3항에 있어서, 상하 방향으로 배치된 복수의 상기 저항 발열체의 선단부에 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 지주가 상하 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제3항에 있어서, 상기 관 형상 부재의 선단부에는 상기 저항 발열체의 탈락을 방지하기 위한 원고리 부재가 끼워 맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제3항에 있어서, 상기 관 형상 부재는 강제적으로 냉각하기 위한 분출 노즐로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 제3항에 있어서, 상기 관 형상 부재는 선단부측이 하강 경사진 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
- 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 기초부에 저항 발열체 사이를 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되는 동시에 저항 발열체를 지지하는 복수의 지지편을 갖고, 상기 지지편의 상면부가 저항 발열체의 열팽창 수축 이동 시의 마찰 저항을 저감시키도록 곡면 형상으로 형성되어 있는 빗 형상의 지지체와, 상기 지지체를 저항 발열체의 주위 방향에서 소정 위치에 위치 결정하여 축 방향으로 정렬시 키는 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 가는 직경의 막대재를 주위 방향으로 적절한 간격으로 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 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 제조 방법.
- 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 발열체 사이를 통과하여 반경 방향으로 배치되는 관 형상 부재로 이루어지는 지지체와, 상기 지지체를 저항 발열체의 주위 방향에서 소정 위치에 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 가는 직경의 막대재를 주위 방향으로 적절한 간격으로 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 여과재 상에 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 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로의 제조 방법.
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