KR20120014881A

KR20120014881A - 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법

Info

Publication number: KR20120014881A
Application number: KR1020110079473A
Authority: KR
Inventors: 신야 오오따께
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-02-20
Also published as: KR101449090B1; US20120037613A1; JP2012039006A; CN102378415A; TWI517745B; JP5565188B2; TW201212697A; CN102378415B

Abstract

본 발명의 과제는, 히터 소선끼리의 접촉을 방지할 수 있는 소선 접촉 방지 부재를 제공하는 것이다.
가열해야 할 피가열체(W)의 외주에, 나선 형상으로 권회하여 배치한 히터 소선(52)을 갖는 히터 장치(48)에 설치되고, 상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소(70)에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 절연성의 소선 접촉 방지 부재이다. 이에 의해, 히터 장치(48)에 설치한 히터 소선끼리의 접촉을 방지하여, 히터 소선의 용단 등의 발생을 저지한다.

Description

소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법{ELEMENT WIRE CONTACT PREVENTION MEMBER AND METHOD FOR MAINTENANCE OF HEATER DEVICE}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가열체를 열처리하는 가열 장치에 설치되는 히터 장치의 메인터넌스 방법 및 이 히터 소선(素線)의 접촉을 방지하는 소선 접촉 방지 부재에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 집적 회로를 형성하기 위해서는, 실리콘 기판 등으로 이루어지는 반도체 웨이퍼에 대해, 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리, 어닐 처리, 에칭 처리 등이 반복하여 실시되게 된다. 그리고 이러한 처리를 행할 때에, 한 번에 복수매의 반도체 웨이퍼를 처리하는 경우에는, 이른바 뱃치식의 열처리 장치가 사용된다. 이 열처리 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1, 2 등에 개시되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 석영제의 세로로 긴 처리 용기 내에는, 웨이퍼 보트에 복수단에 걸쳐 지지된 다수매의 반도체 웨이퍼가 수용되어 밀폐되어 있다. 그리고 이 처리 용기 내에 가스 공급 수단에 의해 필요한 처리 가스를 공급하는 동시에, 이 처리 용기 내의 분위기를 배기 수단에 의해 배기할 수 있도록 되어 있다.

또한, 이 처리 용기의 외주측에는, 이것을 둘러싸도록 하여 상기 반도체 웨이퍼를 가열하는 히터 장치가 설치된다. 이 히터 장치는, 예를 들어 원통체 형상의 단열층의 내주면측에, 히터 소선을 예를 들어 나선 형상으로 권회하여 형성되어 있다. 이 나선 형상의 히터 소선의 피치(간격)는, 예를 들어 10 내지 30㎜ 정도로 설정되어 있다. 그리고 상기 처리 용기 내의 반도체 웨이퍼는, 상기 히터 장치에 의해 소정의 온도로 가열되면서 성막 처리나 산화 처리나 어닐 처리 등의 열처리가 실시되게 된다.

일본 특허 출원 공개 평09-246261호 공보 일본 특허 출원 공개 제2000-182979호 공보

그런데, 상술한 바와 같은 열처리 장치에 적용되는 히터 장치에 있어서는, 이것에 사용되는 히터 소선은, 반복 사용에 의한 경년 변화에 의해 영구 신장이 발생하는 것은 피할 수 없다. 이 영구 신장은, 가열 냉각에 수반하여 발생하는 열신축과는 달리, 히터 소선 자체가 열화되어 신장되는 현상을 말한다.

그러나 이러한 영구 신장이 발생하면, 상기 나선 형상으로 권회된 히터 소선 자체에 변형이 발생하게 된다. 이 경우, 히터 소선이 굴곡 변형되어 인접 배치된 히터 소선과 접촉하면, 접촉부의 접촉 저항에 의해 과도하게 열이 발생하여 접촉부가 융착되거나, 혹은 최악의 경우에는 스파크 등이 발생하여 단선되어 버리는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명은, 히터 소선끼리의 접촉을 방지할 수 있는 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법이다.

청구항 1에 관한 발명은, 가열해야 할 피가열체의 외주에, 나선 형상으로 권회하여 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치에 설치되고, 상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 절연성의 소선 접촉 방지 부재이다.

청구항 2에 관한 발명은, 가열해야 할 피가열체의 외주에, 파 형상으로 혹은 유턴을 반복하도록 굴곡시켜 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치에 설치되고, 상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 절연성의 소선 접촉 방지 부재이다.

이와 같이, 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에, 상기 소선 접촉 방지 부재를 배치하도록 하였으므로, 히터 소선끼리의 접촉을 방지할 수 있고, 히터 소선끼리의 융착이나 단선도 저지할 수 있다.

청구항 9에 관한 발명은, 가열해야 할 피가열체의 외주에, 나선 형상으로 권회하여 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치의 메인터넌스 방법에 있어서, 상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소를 발견하는 공정과, 상기 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 소선 접촉 방지 부재를 설치하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 장치의 메인터넌스 방법이다.

청구항 10에 관한 발명은, 가열해야 할 피가열체의 외주에, 파 형상으로 혹은 유턴을 반복하도록 굴곡시켜 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치의 메인터넌스 방법에 있어서, 상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소를 발견하는 공정과, 상기 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 소선 접촉 방지 부재를 설치하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 장치의 메인터넌스 방법이다.

본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법에 따르면, 다음과 같이 우수한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에, 상기 소선 접촉 방지 부재를 배치하도록 하였으므로, 히터 소선끼리의 접촉을 방지할 수 있고, 히터 소선끼리의 융착이나 단선도 저지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재를 적용하는 히터 장치를 갖는 열처리 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도.
도 2는 히터 장치를 도시하는 단면도.
도 3은 히터 장치의 일부를 도시하는 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재의 일례를 도시하는 사시도.
도 5는 히터 소선이 변형되어 좁아진 개소가 발생한 히터 장치를 도시하는 단면도.
도 6은 히터 소선의 좁아진 개소를 도시하는 확대 단면도.
도 7은 소선 접촉 방지 부재를 히터 소선 사이에 배치하여 장착하였을 때의 상태를 도시하는 도면 대용 사진.
도 8은 소선 접촉 방지 부재의 변형 실시예를 도시하는 도면.
도 9는 히터 소선의 배열 형상의 변형 실시예를 도시하는 도면.

이하에, 본 실시예에 관한 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법의 일 실시예를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 서술한다. 도 1은 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재를 적용하는 히터 장치를 갖는 열처리 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도, 도 2는 히터 장치를 도시하는 단면도, 도 3은 히터 장치의 일부를 도시하는 확대 단면도, 도 4는 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재의 일례를 도시하는 사시도이다. 여기서는 피가열체로서 반도체 웨이퍼를 예로 든 경우에 대해 설명한다.

우선, 열처리 장치에 대해 설명한다. 도시하는 바와 같이 이 종형의 열처리 장치(2)는, 길이 방향이 수직으로 배치된 원통 형상의 처리 용기(4)를 갖고 있다. 이 처리 용기(4)는, 내열성 재료, 예를 들어 석영으로 이루어지는 외통(6)과, 이 내측에 동심적으로 배치된 예를 들어 석영으로 이루어지는 내통(8)에 의해 주로 구성되고, 이중관 구조로 되어 있다. 상기 외통(6) 및 내통(8)은, 스테인리스 등으로 이루어지는 매니폴드(10)에 의해 그 하단부가 보유 지지되어 있고, 이 매니폴드(10)는 베이스 플레이트(12)에 고정된다.

또한, 상기 매니폴드(10)의 하단부의 개구부에는, 예를 들어 스테인리스 스틸 등으로 이루어지는 원반 형상의 캡부(14)가, O링 등의 시일 부재(16)를 통해 기밀 밀봉 가능하게 장착되어 있다. 상기 캡부(14)의 대략 중심부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(18)에 의해 기밀한 상태에서 회전 가능한 회전축(20)이 삽입 관통되어 있다. 이 회전축(20)의 하단부는, 회전 기구(22)에 접속되어 있고, 그 상단부는 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어지는 테이블(24)이 고정되어 있다.

또한, 상기 테이블(24) 상에는, 석영으로부터 이루어지는 보온통(26)이 설치되어 있고, 이 보온통(26) 상에는, 지지구로서 예를 들어 석영제의 웨이퍼 보트(28)가 적재된다. 이 웨이퍼 보트(28)에는 복수매, 예를 들어 50 내지 150매의 피가열체로서의 반도체 웨이퍼(W)가 소정의 간격, 예를 들어 10㎜ 정도 간격의 피치로 수용된다. 이 웨이퍼 보트(28), 보온통(26), 테이블(24) 및 캡부(14)는, 승강 기구인 예를 들어 보트 엘리베이터(30)에 의해 처리 용기(4) 내에 일체로 되어 로드, 언로드되도록 구성되어 있다. 상기 매니폴드(10)의 하부에는, 처리 용기(4) 내에 필요한 가스를 도입하는 가스 도입 수단(32)이 설치되어 있다.

이 가스 도입 수단(32)은, 상기 매니폴드(10)를 기밀하게 관통시켜 설치한 가스 노즐(34)을 갖고 있다. 이 가스 노즐(34)은, 도시예에서는 1개만 기재하고 있지만, 실제로는 사용하는 가스종에 따라서 복수개 설치된다. 그리고 이 가스 노즐(34)로부터 유량 제어하면서 필요한 가스가 처리 용기(4) 내로 도입되게 된다. 또한 매니폴드(10)의 상부에는, 가스 출구(36)가 설치되어 있고, 이 가스 출구(36)에 배기계(38)가 연결된다. 구체적으로는, 상기 배기계(38)는 상기 가스 출구(36)에 접속된 배기 통로(40)를 갖고 있다. 그리고 이 배기 통로(40)의 도중에는 압력 조정 밸브(42) 및 진공 펌프(44)가 순차 개재 설치되어 있어, 상기 처리 용기(4) 내의 분위기를 압력 조정하면서 배기할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 매니폴드(10)를 설치하지 않고, 전체를 석영에 의해 형성한 처리 용기도 알려져 있다.

그리고 상기 웨이퍼(W)의 외주, 즉 처리 용기(4)의 외주측에, 이것을 둘러싸도록 하여 상기 웨이퍼(W)를 가열하는 히터 장치(48)가 설치된다. 구체적으로는, 이 히터 장치(48)는, 상기 원통체 형상의 처리 용기(4)의 외측을 둘러싸도록 하여 원통체 형상으로 형성된 천장이 있는 단열층(50)을 갖고 있다. 이 단열층(50)은, 예를 들어 열전도성이 낮고 유연한 무정형의 실리카와 알루미나의 혼합물에 의해 형성되어 있고, 그 두께는 2 내지 4㎝ 정도로 이루어져 있다. 이 단열층(50)의 내면은, 상기 처리 용기(4)의 외면보다도 소정의 거리만큼 이격되어 있다. 그리고 이 단열층(50)의 외주면에는, 예를 들어 스테인리스 스틸로 이루어지는 보호 커버(51)가 전체를 덮도록 장착되어 있다.

또한, 이 단열층(50)의 내주측에 나선 형상으로 권회하여 히터 소선(52)이 배치되어 있다. 여기서는 단열층(50)의 측면의 전체에 걸쳐 상기 히터 소선(52)이 권회하여 설치되어 있고, 처리 용기(4)의 높이 방향의 전체를 커버할 수 있도록 되어 있다. 환언하면, 히터 소선(52)의 외주측에 단열층(50)을 설치한 구조로 되어 있다. 이 나선 형상으로 권회되는 히터 소선(52)의 피치는, 예를 들어 10 내지 30㎜ 정도이고, 또한 히터 소선(52)의 직경은 1 내지 14㎜ 정도이다. 따라서, 상하 방향으로 인접하는 히터 소선(52)끼리 사이의 거리 L1(도 2 참조)은, 예를 들어 5 내지 16㎜ 정도로 설정되어 있다.

이 히터 소선(52)의 재료는, 예를 들어 철, 크롬, 알루미늄 등을 주원료로 하는 저항 가열 히터에 의해 형성된다. 이러한 히터 소선(52)으로서는, 예를 들어 칸탈 히터(등록 상표)를 사용할 수 있다. 또한 히터 소선(52)으로서는, 이 밖에 카본 와이어 히터 등도 사용할 수 있다.

여기서 상기 히터 소선(52)은, 높이 방향에 있어서 복수, 예를 들어 제1 존으로부터 제4 존까지의 4개의 존으로 분할되어 있고, 각 존마다 단열층(50)에 설치되는 열전대(도시하지 않음)에 의해 검출한 온도에 기초하여 각 존마다 독립적으로 개별로 온도 제어를 할 수 있도록 되어 있다. 또한, 분할되는 존 수는 상기 수치에 한정되지 않는다.

이 경우, 직경이 300㎜인 웨이퍼 대응의 열처리 장치의 경우에는, 상기 히터 장치의 직경은 600㎜ 정도로 된다. 그리고 상기 제1 내지 제4 각 존마다의 히터 소선(52)의 길이는, 예를 들어 십수 m 내지 수십 m 정도의 길이로 설정되어 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이 상기 원통체 형상의 단열층(50)의 내주면에는, 상하 방향으로 신장되는 복수개의 소선 보유 지지 프레임(54)이 그 주위 방향을 따라 소정의 간격으로 균등하게 설치되어 있다.

도 3에도 도시하는 바와 같이, 이 소선 보유 지지 프레임(54)은 요철 형상의 빗살과 같이 형성되어 있고, 그 오목부(56) 내에 상기 각 히터 소선(52)을 수용하여 히터 소선(52)의 위치 어긋남을 방지하도록 되어 있다. 인접하는 소선 보유 지지 프레임(54)의 간격 L2(도 2 참조)는, 예를 들어 10 내지 15㎝ 정도로 설정되어 있다. 이 소선 보유 지지 프레임(54)은, 절연성 재료인 세라믹재에 의해 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 열처리 장치(2)를 사용하여 반도체 웨이퍼(W)에 대해 반복 열처리를 행하면, 히터 소선(52)이 경년 변화되어 이것에 영구 신장이 발생하고, 이 결과, 히터 소선(52)이 변형되어 소선 배치시보다도 좁아진 개소가 발생하게 된다. 히터 장치의 메인터넌스시에 이 히터 소선(52)끼리의 간격이 좁아진 개소에 도 4에 도시하는 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재(60)가 설치된다. 이 소선 접촉 방지 부재(60)는, 절연성의 재료에 의해 판 형상 부재(62)로서 형성되어 있다.

이 판 형상 부재(62)는 직사각 형상으로 성형되어 있고, 그 선단(64)은 예각 형상으로 성형되어, 이 선단(64)을 상기 유연한 단열층(50)에 대해 삽입하기 쉬워지도록 설계되어 있다. 이 판 형상 부재(62)의 두께는 0.5 내지 5㎜의 범위 내이고, 여기서는 예를 들어 1.5㎜로 설정되고, 폭 H1은 5 내지 30㎜의 범위 내이고, 여기서는 예를 들어 10㎜로 설정되고, 길이 H2는 20 내지 50㎜의 범위 내이고, 여기서는 예를 들어 40㎜로 설정되어 있다.

또한, 이 판 형상 부재(62)의 구성 재료는, 단단하고 절연성 및 내열성이 있으면 좋고, 예를 들어 세라믹재를 사용할 수 있다. 이 세라믹재로서는, 예를 들어 알루미나(Al₂O₃)나 질화알루미늄(AlN) 등을 사용할 수 있다.

다음에, 이상과 같이 구성된 열처리 장치에 사용한 히터 장치의 메인터넌스 방법에 대해 설명한다. 우선, 반도체 웨이퍼(W)의 열처리에 대해 설명하면, 미처리의 다수매의 웨이퍼(W)를 적재한 웨이퍼 보트(28)를 처리 용기(4)의 하방으로부터 보트 엘리베이터(30)에 의해 상승시켜 이것을 처리 용기(4) 내에 수용하고, 용기의 하단부 개구부를 캡부(14)에 의해 밀폐한다. 그리고 처리 용기(4) 내를 배기계(38)에 의해 소정의 압력하까지 진공화하는 동시에, 히터 장치(48)의 히터 소선(52)에의 통전량을 증가시켜 웨이퍼(W)를 열처리가 행해지는 소정의 처리 온도까지 가열하고, 이것을 유지한다. 그리고 처리 용기(4) 내에 이 하방에 위치하는 가스 도입 수단(32)의 가스 노즐(34)로부터 유량 제어된 처리 가스를 도입하고, 이 가스를 내통(8) 내를 상승시키면서 웨이퍼 사이에 흘려, 열처리를 행한다.

이 내통(8) 내를 흐른 가스는, 처리 용기(4)의 천장부에서 되꺾여 내통(8)과 외통(6) 사이의 간극을 유하하여 상술한 바와 같이 배기계(38)에 의해 계외(系外)로 배출된다. 여기서 행해지는 열처리로서는, 전술한 바와 같이 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리, 어닐 처리 등이 대응하고, 그 처리 형태에 따른 처리 가스가 사용된다. 또한 처리 온도도 처리 형태에 따라서 변화되고, 예를 들어 300 내지 800℃ 정도의 고온에서 열처리가 행해진다.

상술한 바와 같은 열처리를 반도체 웨이퍼(W)에 대해 반복하여 행하면, 전술한 바와 같이 히터 소선(52)이 경년 변화되어 이것에 영구 신장이 발생하고, 이 결과, 히터 소선(52)이 변형되어 소선 배치시보다도 좁아진 개소가 발생하게 된다. 이 경우, 히터 소선(52)은, 예를 들어 1회의 열처리당(1RUN), 약 0.00085％의 길이만큼 신장되어 있다.

이러한 히터 소선(52)이 배치시(제조시)보다도 좁아진 개소는 정기적으로, 혹은 비정기적으로 행해지는 메인터넌스 작업시 등에 작업원에 의해 육안에 의해 발견되게 된다. 도 5는 히터 소선이 변형되어 좁아진 개소가 발생한 히터 장치의 단면도를 도시하고, 도 6은 히터 소선의 좁아진 개소를 도시하는 확대 단면도이다. 도 6 중에서는 일부의 히터 소선(52)이 화살표 71로 나타내는 바와 같이 변형됨으로써, 여기에 히터 소선(52) 사이가 좁아진 개소(70)가 발생되어 있다. 상술한 바와 같이 메인터넌스시에 히터 소선(52)의 배치시보다도 좁아진 개소(70)가 발견되면, 작업원은 상기 히터 소선(52)끼리가 좁아진 개소(70)에 도 4에 있어서 설명한 소선 접촉 방지 부재(60)를 설치한다.

이 설치시에는, 선단(64)이 예각 형상으로 이루어진 판 형상 부재(62)로 이루어지는 소선 접촉 방지 부재(60)의 상기 선단(64)을, 도 6 중의 화살표 72로 나타내는 바와 같이 유연한 단열층(50)에 찌름으로써 상기 좁아진 개소(70)의 히터 소선(52) 사이에 개재시킨다. 도 5 중에서는, 히터 소선(52)이 좁아진 모든 개소(70)에 있어서 소선 접촉 방지 부재(60)를 배치하여 히터 소선(52) 사이에 개재시키고 있다.

이와 같이, 히터 소선끼리의 간극이 좁아진 개소에 소선 접촉 방지 부재(60)를 개재시키도록 하였으므로, 히터 소선(52)끼리의 접촉을 방지할 수 있다. 따라서, 히터 소선끼리의 융착이나 단선도 저지할 수 있어, 히터 소선의 수명을 길게 할 수 있다. 이러한 메인터넌스 작업은, 예를 들어 1년간 1회 내지 수회 행해지게 된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 히터 소선(52)의 간격이, 상기 히터 소선(52)의 변형에 의해 상기 히터 소선(52)의 배치시보다도 좁아진 개소(70)에 대응시켜 상기 히터 소선(52) 사이에, 상기 소선 접촉 방지 부재(60)를 배치하도록 하였으므로, 히터 소선(52)끼리의 접촉을 방지할 수 있고, 히터 소선(52)끼리의 융착이나 단선도 저지할 수 있다.

<소선 접촉 방지 부재의 실제의 장착 상태>

다음에, 상술한 바와 같은 소선 접촉 방지 부재(60)를 실제로 배치하여 장착하였을 때의 상태를 설명한다. 도 7은 소선 접촉 방지 부재(60)를 히터 소선 사이에 배치하여 장착하였을 때의 상태를 도시하는 도면 대용 사진이다. 또한 도 7에서는 비교를 위해 소선 접촉 방지 부재를 설치하고 있지 않은 히터 소선도 도시한다. 도 7의 (a)는 비교를 위해 소선 접촉 방지 부재를 설치하고 있지 않을 때의 상태를 도시하는 사진, 도 7의 (b)는 소선 접촉 방지 부재를 설치한 히터 소선을 도시하는 사진이다.

도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 히터 장치의 반복 사용에 의해 히터 소선에 영구 신장이 발생하고, 히터 소선에 변형 내지 굴곡이 발생하여 히터 소선 사이의 간격이 좁아져도 방치하고 있었던 경우에는, 인접하는 히터 소선끼리가 접촉하여, 여기에 스파크 등이 발생하여, 히터 소선이 용단(溶斷)되어 있다. 이에 대해, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 히터 소선에 변형 내지 굴곡이 발생하여 히터 소선 사이의 간격이 좁아졌을 때에, 이 개소에 절연성의 본 발명에 관한 소선 접촉 방지 부재를 설치한 경우에는, 그 후의 사용에 대해서도 히터 소선 사이의 접촉 및 용단이 발생하는 것을 방지할 수 있었다.

실제의 열처리 장치의 히터 장치의 메인터넌스시에, 상기 소선 접촉 방지 부재(60)를 설치하여 장착한 바, 히터 소선의 통상의 평균 수명은 약 22개월 정도였지만, 이 소선 접촉 방지 부재(60)를 적용한 경우에는 평균 수명을 약 42개월까지 연장시킬 수 있었다.

또한, 이상에 설명한 실시예에 있어서는, 소선 접촉 방지 부재(60)는, 그 선단을 단열층(50)에 찌름으로써 지지되어 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 이 소선 접촉 방지 부재(60)를 간격이 좁아진 히터 소선(52) 사이에 끼움 지지시켜 지지시키도록 해도 된다. 이 경우에는, 도 8에 도시하는 소선 접촉 방지 부재(60)의 변형 실시예와 같이 판 형상 부재(62)의 양단부에 각각 빠짐 방지 돌기(76)를 설치하여, 이 소선 접촉 방지 부재(60)가 히터 소선(52)으로부터 탈락하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 이상 설명한 실시예에 있어서는, 히터 장치(48)의 히터 소선(52)은, 나선 형상으로 권회되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 히터 소선(52)은 어떠한 형상의 배열 형상이라도 좋다. 예를 들어 도 9는 히터 소선(52)의 배열 형상의 변형 실시예를 도시하는 도면이다. 여기서는 히터 소선(52)은, 나선 형상이 아닌, 파 형상으로, 혹은 유턴을 반복하도록 굴곡하여 되꺾는 형상으로 이루어져 있다. 이러한 형상의 히터 소선(52)에 대해서도 본 발명의 소선 접촉 방지 부재(60)를 적용할 수 있다.

또한 이상 설명한 실시예에서는, 열처리 장치는 내통(8)과 외통(6)으로 이루어지는 이중관 구조의 처리 용기(4)를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 단관 구조의 처리 용기(4)에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 이상 설명한 실시예에 있어서는, 열처리 장치(2)에 설치한 히터 장치(48)를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 가열되어야 할 피가열체를 용기 내에 수용하고, 이 외주에 히터 장치(48)를 배치하도록 한, 예를 들어 건조기나 전기로 등에도 적용할 수 있다. 이러한 건조기에서는, 예를 들어 세정된 반도체 웨이퍼는 물론, 그 이외의 석영 부품 등의 부품도 건조시킬 수 있다. 또한 전기로에서는, 예를 들어 유리나 도자기 등을 제조할 수 있다.

또한 상기 실시예에서 설명한 히터 소선(52)은, 단면 원형인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 히터 소선(52)의 단면 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 단면 형상이 직사각형인 판 형상의 히터 소선에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 이상 설명한 피가열체로서는 주로 실리콘 기판으로 이루어지는 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 이 반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함되고, 또한 이들 기판에 한정되지 않고, 액정 표시 장치에 사용하는 유리 기판이나 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

2 : 열처리 장치
4 : 처리 용기
6 : 외통
8 : 내통
28 : 지지구(웨이퍼 보트)
32 : 가스 도입 수단
38 : 배기계
48 : 히터 장치
50 : 단열층
51 : 보호 커버
52 : 히터 소선
60 : 소선 접촉 방지 부재
62 : 판 형상 부재
70 : 히터 소선 간격이 좁아진 개소
W : 피가열체

Claims

가열해야 할 피가열체의 외주에, 나선 형상으로 권회하여 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치에 설치되고,
상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 절연성의 소선 접촉 방지 부재.
가열해야 할 피가열체의 외주에, 파 형상으로 혹은 유턴을 반복하도록 굴곡시켜 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치에 설치되고,
상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 절연성의 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소선 접촉 방지 부재는, 세라믹재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히터 소선의 외주측에는, 단열층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소선 접촉 방지 부재는, 상기 히터 소선 사이에 끼움 지지시켜 지지되는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소선 접촉 방지 부재는, 그 선단을 상기 단열층에 찌름으로써 지지되어 있는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히터 장치는, 상기 피가열체를 수용한 종형의 처리 용기의 외주에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히터 장치는, 상기 피가열체를 수용한 용기의 외주에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 소선 접촉 방지 부재.
가열해야 할 피가열체의 외주에, 나선 형상으로 권회하여 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치의 메인터넌스 방법에 있어서,
상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소를 발견하는 공정과,
상기 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 제1항 또는 제2항에 기재된 소선 접촉 방지 부재를 설치하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 히터 장치의 메인터넌스 방법.
가열해야 할 피가열체의 외주에, 파 형상으로 혹은 유턴을 반복하도록 굴곡시켜 배치한 히터 소선을 갖는 히터 장치의 메인터넌스 방법에 있어서,
상기 히터 소선의 간격이, 상기 히터 소선의 변형에 의해 상기 히터 소선의 배치시보다도 좁아진 개소를 발견하는 공정과,
상기 좁아진 개소에 대응시켜 상기 히터 소선 사이에 제1항 또는 제2항에 기재된 소선 접촉 방지 부재를 설치하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 히터 장치의 메인터넌스 방법.