KR20120012341A - 진공 열처리 장치 - Google Patents

진공 열처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120012341A
KR20120012341A KR1020100074431A KR20100074431A KR20120012341A KR 20120012341 A KR20120012341 A KR 20120012341A KR 1020100074431 A KR1020100074431 A KR 1020100074431A KR 20100074431 A KR20100074431 A KR 20100074431A KR 20120012341 A KR20120012341 A KR 20120012341A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating member
blocking member
treatment apparatus
heat treatment
blocking
Prior art date
Application number
KR1020100074431A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101210157B1 (ko
Inventor
김병숙
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100074431A priority Critical patent/KR101210157B1/ko
Publication of KR20120012341A publication Critical patent/KR20120012341A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101210157B1 publication Critical patent/KR101210157B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/04—Crucible or pot furnaces adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/14—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0073—Seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/04—Crucible or pot furnaces adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B2014/045—Vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • F27B2014/102—Form of the crucibles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • F27B2014/104—Crucible linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/066—Vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

실시예에 따른 진공 열처리 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에 위치한 단열 부재; 상기 단열 부재 내에 위치한 반응 용기; 상기 반응 용기와 상기 단열 부재 사이에서 위치하여 상기 반응 용기를 가열하며, 상기 단열 부재의 외부로 연장되는 연장부를 포함하는 가열 부재; 및 상기 단열 부재로부터 외부로 연장되며 상기 연장부와 이격되도록 상기 연장부를 감싸는 차단 부재를 포함한다.

Description

진공 열처리 장치{VACUUM HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 기재는 진공 열처리 장치에 관한 것이다.
진공 열처리 장치는 원료를 도가니에 넣고 열처리하여 원하는 물질을 형성하는 장치로서, 진공 상태에서 열처리를 수행하여 주위로부터의 오염이 발생하지 않는 등의 장점이 있다.
이러한 진공 열처리 장치에서는, 진공으로 유지되는 챔버 내에 단열 부재를 위치시키고 이 단열 부재 내에 히터를 위치시켜 원료를 가열한다. 이러한 히터는 단열 부재의 관통공을 통하여 외부로부터 단열 부재 내로 연장된다.
이때, 단열 부재와 히터가 이격되어 통전되지 않도록 하기 위하여 관통공과 히터 사이에는 틈이 형성된다. 그런데, 소결 과정 중에 생성된 반응 가스가 이 틈을 통해 외부로 유출되면서 단열 부재 내의 온도 균일도가 저하될 수 있다. 또한, 단열 부재의 관통공 부근에 반응 가스와 단열 부재와의 상호 작용에 의해 2차상이 형성되어 단열 부재와 히터를 통전시킬 수 있다. 이에 의하여 진공 열처리 장치의 수명 및 안정성이 저하될 수 있다.
실시예는 온도 균일도, 수명 및 안정성을 향상할 수 있는 진공 열처리 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 진공 열처리 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에 위치한 단열 부재; 상기 단열 부재 내에 위치한 반응 용기; 상기 반응 용기와 상기 단열 부재 사이에서 위치하여 상기 반응 용기를 가열하며, 상기 단열 부재의 외부로 연장되는 연장부를 포함하는 가열 부재; 및 상기 단열 부재로부터 외부로 연장되며 상기 연장부와 이격되도록 상기 연장부를 감싸는 차단 부재를 포함한다.
상기 차단 부재와 상기 가열 부재 사이에 위치하는 절연 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 절연 부재는 상기 차단 부재와 상기 가열 부재 사이를 메워 상기 연장부와 상기 차단 부재 사이를 밀봉할 수 있다. 상기 절연 부재는 상기 차단 부재의 단부에 위치할 수 있다. 상기 절연 부재는 질화 붕소, 탄화 규소, 산화 규소, 산화 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.
상기 차단 부재가 흑연을 포함할 수 있다. 상기 차단 부재와 상기 단열 부재가 일체로 이루어질 수 있다. 상기 차단 부재가 실린더 형상으로 형성될 수 있다.
상기 차단 부재에, 상기 단열 부재 내부로 가스를 주입하는 가스 주입구가 형성될 수 있다. 상기 가스 주입구로 비활성 가스가 주입될 수 있다.
상기 진공 열처리 장치가 탄화 규소의 제조에 이용될 수 있다.
실시예에 따른 진공 열처리 장치는, 차단 부재에 의하여 고장 등을 방지할 수 있다. 차단 부재의 단부에 절연 부재를 위치시켜 차단 부재 내를 밀봉하여 가스 흐름을 차단하여, 온도를 균일하게 유지할 수 있으며 단열 부재와 가열 부재의 통전 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의하여 진공 열처리 장치의 수명 및 안정성을 향상할 수 있다.
차단 부재 내로 불활성 가스를 주입하여 반응에 의해 생성된 가스가 차단 부재와 가열 부재의 사이로 흐르는 것을 최소화할 수 있다. 이에 의하여 단열 부재와 가열 부재의 통전 현상을 좀더 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 진공 열처리 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 진공 열처리 장치의 개략적인 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 제1 실시예에 따른 진공 열처리 장치의 개략적인 도면이며, 도 2는 도 1의 A 영역을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 진공 열처리 장치(100)는, 챔버(10)와, 챔버(10) 내에 위치한 단열 부재(20)와, 단열 부재(20) 내에 위치한 반응 용기(30) 및 가열 부재(40)와, 단열 부재(20)로부터 외부로 연장되는 차단 부재(50)를 포함한다. 그리고 가열 부재(40)와 차단 부재(50) 사이에 절연 부재(60)가 위치할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
분위기 가스 공급 파이프(도시하지 않음)을 통하여 챔버(10)의 내부로 분위기 가스가 주입된다. 분위기 가스로는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다.
챔버(10) 내에 위치하는 단열 부재(20)는 반응 용기(30)가 반응에 적정한 온도로 유지될 수 있도록 단열시키는 역할을 한다. 이러한 단열 부재(20)는 고온에 견딜 수 있도록 흑연을 포함할 수 있다.
단열 부재(20) 내에는 혼합 원료가 충전되고 이들의 반응에 의하여 원하는 물질이 생성되는 반응 용기(30)가 위치한다. 이러한 반응 용기(30)는 고온에 견딜 수 있도록 흑연을 포함할 수 있다. 반응 중에 생성되는 가스 등은 반응 용기(30)에 연결된 배기구(12)을 통하여 배출할 수 있다.
단열 부재(20)와 반응 용기(30) 사이에는 반응 용기(30)를 가열하는 가열 부재(40)가 위치한다. 이러한 가열 부재(40)는, 실질적으로 열을 제공하는 발열부(40a)와, 이 발열부(40a)로부터 관통공(22)를 통과하여 단열 부재(20)의 외부로 연장되는 연장부(40b)를 포함할 수 있다. 발열부(40a)는 열을 제공할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에서는 고온에 견딜 수 있는 흑연을 포함할 수 있다. 연장부(40b)는 발열부(40a)를 가열하기 위한 전압을 제공하는 전극부를 포함할 수 있다.
이러한 가열 부재(40)의 연장부(40b)를 감싸도록 차단 부재(50)가 형성된다. 이 차단 부재(50)는 단열 부재(20)로부터 외부로 연장되며 연장부(40b)의 소정 간격만큼 이격되어 위치한다. 이러한 차단 부재(50)는 고온에서 견딜 수 있도록 흑연을 포함할 수 있다.
실시예에서는 차단 부재(50)에 의하여 고온에서 단열 부재(20)에서 관통공(22)이 형성된 부분의 부스러기 등이 가열 부재(40)로 떨어져서 발생할 수 있는 고장 등을 방지할 수 있다. 이에 따라 진공 열처리 장치(100)의 수명 및 안정성을 향상할 수 있다.
이때, 차단 부재(50)는 단열 부재(20)에 형성된 관통공(22)과 실질적으로 동일한 외경을 가지면서 외부로 연장된 실린더 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 단열 부재(20)와 가열 부재(40)의 연장부(40b)를 일정한 간격으로 이격시키는 가능하다.
이러한 차단 부재(50)와 단열 부재(20)는 일체로 이루어질 수 있다. 또는, 차단 부재(50)를 별도로 제조하여 단열 부재(20)의 관통공(22) 내에 삽입한 후 고정하여 사용하는 것도 가능하다.
이 차단 부재(50)와 가열 부재(40)의 사이에 절연 부재(60)가 위치할 수 있다. 이러한 절연 부재(60)는 차단 부재(50)와 가열 부재(40)를 효과적으로 절연하여, 이들의 통전에 의한 문제를 방지할 수 있다.
절연 부재(60)는 상대적으로 온도가 낮은 차단 부재(50)의 단부에 위치할 수 있다. 이러한 절연 부재(60)로 절연성이 있는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 절연 부재(60)는 일례로, 질화 붕소, 탄화 규소, 산화 규소, 산화 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.
이때, 절연 부재(60)는 차단 부재(50)와 가열 부재(40) 사이를 채워 차단 부재(50)와 가열 부재(40)의 연장부(40b)의 사이를 메워, 이들 사이를 밀봉할 수 있다. 이에 따라 단열 부재(20)의 관통공(22)을 통해 반응에 의해 생성된 가스 등이 배출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 종래에는 관통공(22)의 틈에 의해 진공으로 유지되는 챔버(10) 내로부터 단열 부재(20)의 외부로의 가스 흐름이 원활하였으나, 실시예에서는 절연 부재(60)로 차단 부재(50)와 가열 부재(40)를 밀봉하여 이러한 가스 흐름을 효과적으로 방지할 수 있다.
따라서, 단열 부재(20) 내의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 단열 부재(20)의 관통공(22) 부근에서 반응 가스와 단열 부재와의 상호 작용에 의해 2차상이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 단열 부재(20)와 가열 부재(40)의 통전을 방지할 수 있어, 진공 열처리 장치(100)의 수명 및 안정성을 향상할 수 있다.
이러한 진공 열처리 장치(100)는 일례로, 탄소원과 규소원을 포함하는 혼합 원료를 가열하여 탄화 규소를 제조하는 탄화 규소의 제조 장치로 이용될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 3을 참조하여 제2 실시예에 따른 진공 열처리 장치를 상세하게 설명한다. 본 실시예에서 제1 실시예와 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.
도 3은 제2 실시예에 따른 진공 열처리 장치의 개략적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 차단 부재(52)에 단열 부재(20)의 내부로 가스를 주입하는 가스 주입구(52a)가 형성된다. 이러한 가스 주입구(52a)는 가스 공급부(70)에 연결되어 단열 부재(20)의 내부로 비활성 가스가 주입되도록 한다. 가스 공급부(70)로는 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 일례로 가스 탱크와 펌프를 이용할 수 있다.
그러면, 단열 부재(20)의 내부를 향하는 가스에 의하여, 반응에 의하여 생성된 가스 등이 차단 부재(50)와 가열 부재(40)의 사이로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 렇게 주입되는 비활성 가스는 가스 흐름을 방지할 정도로 아주 미량만 주입되면 족하다. 일례로, 비활성 가스는 0.1~1 리터/시간의 유속으로 주입될 수 있다. 이에 따라, 단열 부재(20) 내의 온도 균일도에 대한 영향을 최소화할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에 위치한 단열 부재;
    상기 단열 부재 내에 위치한 반응 용기;
    상기 반응 용기와 상기 단열 부재 사이에서 위치하여 상기 반응 용기를 가열하며, 상기 단열 부재의 외부로 연장되는 연장부를 포함하는 가열 부재; 및
    상기 단열 부재로부터 외부로 연장되며, 상기 연장부와 이격되도록 상기 연장부를 감싸는 차단 부재
    를 포함하는 진공 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재와 상기 가열 부재 사이에 위치하는 절연 부재를 더 포함하는 진공 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연 부재는 상기 차단 부재와 상기 가열 부재 사이를 메워 상기 연장부와 상기 차단 부재 사이를 밀봉하는 진공 열처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절연 부재는 상기 차단 부재의 단부에 위치하는 진공 열처리 장치.
  5. 제2항에 있어서.
    상기 절연 부재는 질화 붕소, 탄화 규소, 산화 규소, 산화 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 하나 포함하는 진공 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재가 흑연을 포함하는 진공 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재와 상기 단열 부재가 일체로 이루어지는 진공 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재가 실린더 형상으로 형성되는 진공 열처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재에, 상기 단열 부재 내부로 가스를 주입하는 가스 주입구가 형성되는 진공 열처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 주입구로 비활성 가스가 주입되는 진공 열처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 진공 열처리 장치가 탄화 규소의 제조에 이용되는 진공 열처리 장치.
KR1020100074431A 2010-07-30 2010-07-30 진공 열처리 장치 KR101210157B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074431A KR101210157B1 (ko) 2010-07-30 2010-07-30 진공 열처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074431A KR101210157B1 (ko) 2010-07-30 2010-07-30 진공 열처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120012341A true KR20120012341A (ko) 2012-02-09
KR101210157B1 KR101210157B1 (ko) 2012-12-07

Family

ID=45836304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100074431A KR101210157B1 (ko) 2010-07-30 2010-07-30 진공 열처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101210157B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR101210157B1 (ko) 2012-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105993062B (zh) 用于稳定化高温沉积的气冷式基板支撑件
KR101149381B1 (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2009170822A (ja) 載置台装置、処理装置、温度制御方法及び記憶媒体
KR20110027621A (ko) 탑재대 구조체 및 처리 장치
US20230381859A1 (en) Compound Furnace
KR20100010520A (ko) 기판 탑재 기구
KR20110025101A (ko) 탑재대 구조 및 처리 장치
JP2017041465A (ja) 誘導加熱装置
JP5719710B2 (ja) 気相成長装置および気相成長方法
KR101402236B1 (ko) 노즐 유닛 및 그 노즐 유닛을 갖는 기판 처리 설비
KR101210157B1 (ko) 진공 열처리 장치
KR101916238B1 (ko) 진공 열처리 장치
US20160281207A1 (en) Plasma nitriding apparatus
KR101210064B1 (ko) 진공 열처리 장치
KR101210755B1 (ko) 세라믹 메탈 할라이드 램프의 아크 튜브 밀봉장치
EP2264225B1 (en) Molecular beam epitaxy apparatus for producing wafers of semiconductor material
KR101896950B1 (ko) 진공 열처리 장치
JP4890313B2 (ja) プラズマｃｖｄ装置
JP6135082B2 (ja) 誘導加熱炉
JP5535955B2 (ja) 気相成長装置
KR101955580B1 (ko) 기판처리장치
KR102026206B1 (ko) 증착 장치
KR20120072668A (ko) 진공 열처리 장치
JP7060427B2 (ja) Ｃｖｄ装置用ノズル、ｃｖｄ装置およびｃｖｄ膜の製造方法
KR101916249B1 (ko) 진공 열처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171107

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181112

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191111

Year of fee payment: 8