KR20130007462A - 열처리로 및 열처리 장치 - Google Patents
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Abstract
열처리로는, 하나 이상의 피처리체를 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 주위를 덮는 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라 배치된 가열 유닛을 구비한다. 상기 단열재는 내측 단열재와, 내측 단열재와 별개로 설치된 외측 단열재를 갖고, 외측 단열재는 압축된 미분 실리카재를 포함한다. 상기 외측 단열재의 적어도 외면은 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있는, 열처리로.
Description
본 발명은, 열처리로 및 상기 열처리로를 구비한 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 산화, 확산, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 처리를 실시하기 위해, 각종 열처리 장치가 사용되고 있다. 그리고 그 일반적인 열처리 장치는 주로, 반도체 웨이퍼를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기와, 이 처리 용기의 주위를 덮는 원통 형상의 단열재와, 단열재의 내주면에 설치되고 처리 용기 내의 웨이퍼를 가열하는 히터를 포함하는 열처리로를 구비하고 있다. 상기 히터는, 원통 형상의 단열재의 내주면에 설치된 히터 엘리먼트로 이루어진다.
상기 히터 엘리먼트로서는, 예를 들어 뱃치 처리가 가능한 열처리 장치의 경우에서 말하면, 원통 형상의 단열재의 내벽면을 따라 배치되고 지지체에 의해 지지되는 재료가 사용되고, 노(爐) 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 사용되고, 복사열 및 전도열로서 빼앗기는 열량을 감소시켜 효율적인 가열을 조장할 수 있다. 상기 지지체로서는, 예를 들어 세라믹제의 것이 사용되고, 상기 히터 엘리먼트를 열팽창 및 열수축 가능하게 소정의 피치로 지지하도록 되어 있다.
그런데 열처리로의 단열재는, 예를 들어 실리카, 알루미나 혹은 규산 알루미나를 포함하는 무기질 섬유로 이루어져 있지만, 단열재로부터의 방열을 억제하기 위한 다양한 방법이 채용되고 있다.
예를 들어 단열재로부터의 방열을 억제하기 위해 단열재의 층 두께를 크게 하는 것도 생각되지만, 이 경우, 단열재의 두께를 상당히 크게 할 필요가 있고, 또한 단열재의 열용량의 증가에 수반하여 승온, 강온 성능이 저하되는 동시에, 히터 용량을 크게 할 필요가 있다.
또한 단열재의 단열성을 높이기 위해, 진공 단열체를 이용하는 것도 생각되지만, 금속제의 진공 용기를 사용한 진공 단열체에서는, 내열성의 문제가 있어, 고온 영역에서는 사용할 수 없다. 또한 대형의 진공 단열체는 중량의 증가나 제조 비용의 증가에도 연결된다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 단열재의 총 두께를 크게 하는 일 없이, 방열을 가능한 한 억제할 수 있는 열처리로 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의한 열처리로는, 하나 이상의 피처리체를 수용하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 주위를 덮는 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라 배치된 가열 유닛을 구비한다. 단열재는 내측 단열재와, 내측 단열재와 별개로 설치된 외측 단열재를 갖고, 외측 단열재는 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 외측 단열재의 적어도 외면은 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의한 열처리로는, 하부가 노구로서 개방되고 하나 이상의 피처리체를 수용하는 처리 용기를 구비하는 열처리로와, 상기 노구를 폐색하는 덮개와, 상기 덮개 상에 적재되어 상기 하나 이상의 피처리체를 다단으로 보유 지지하는 보유 지지구와, 덮개 및 보유 지지구를 승강시켜 상기 노구의 개폐와 상기 처리 용기 내로의 보유 지지구의 반입 반출을 행하는 승강 기구를 구비한다. 상기 열처리로는, 상기 처리 용기의 주위를 덮는 단열재와, 상기 단열재의 내주면을 따라 배치된 가열 유닛을 구비한다. 단열재는 내측 단열재와, 내측 단열재와 별개로 설치된 외측 단열재를 갖고, 외측 단열재는 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 외측 단열재의 적어도 외면은 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있다.
본 발명에 따르면, 단열재는, 내측 단열재와, 압축된 미분 실리카재를 포함하는 외측 단열재를 포함하고, 외측 단열재의 외면이 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있으므로, 미분 실리카재의 고(高)단열 성능을 이용하여 단열재의 두께를 작게 억제할 수 있다. 또한 외측 단열재의 외면을 비산 방지재에 의해 덮음으로써, 미분 실리카재가 외측으로 비산되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태인 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 2는 열처리로의 단열재를 도시하는 사시도.
도 3은 열처리로의 단열재 및 강제 공냉용 유로를 도시하는 도면.
도 4는 단열재의 두께와 측면 방열량 비율의 관계를 나타내는 도면.
도 5의 (a) 내지 (c)는 단열재의 변형예를 도시하는 도면.
도 6의 (a) 내지 (e)는 단열재의 외측 단열재의 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 7의 (a) 내지 (e)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 8의 (a) 내지 (d)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 9의 (a) 내지 (b)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 종단면도.
도 10은 열처리 장치의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 11은 열처리 장치의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 12의 (a)는 외측 단열재와 외피 사이에 환 형상 유로를 형성한 구조를 도시하는 도면, 도 12의 (b)는 내측 단열재와 외측 단열재 사이에 환 형상 유로를 형성한 구조를 도시하는 도면.
도 2는 열처리로의 단열재를 도시하는 사시도.
도 3은 열처리로의 단열재 및 강제 공냉용 유로를 도시하는 도면.
도 4는 단열재의 두께와 측면 방열량 비율의 관계를 나타내는 도면.
도 5의 (a) 내지 (c)는 단열재의 변형예를 도시하는 도면.
도 6의 (a) 내지 (e)는 단열재의 외측 단열재의 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 7의 (a) 내지 (e)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 8의 (a) 내지 (d)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 횡단면도.
도 9의 (a) 내지 (b)는 단열재의 다른 변형예를 도시하는 종단면도.
도 10은 열처리 장치의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 11은 열처리 장치의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 12의 (a)는 외측 단열재와 외피 사이에 환 형상 유로를 형성한 구조를 도시하는 도면, 도 12의 (b)는 내측 단열재와 외측 단열재 사이에 환 형상 유로를 형성한 구조를 도시하는 도면.
본 발명의 실시 형태
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도 1 내지 도 4에 의해 상세하게 서술한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태인 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도 2는 열처리로의 단열재를 도시하는 사시도, 도 3은 열처리로의 단열재 및 강제 냉각용 유로를 도시하는 도면, 도 4는 단열재의 두께와 측면 방열량 비율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1에 있어서, 부호 1은 반도체 제조 장치의 하나인 종형의 열처리 장치이며, 이 열처리 장치(1)는, 복수의 피처리체 예를 들어 반도체 웨이퍼(W)를 한 번에 다수매 수용하여 산화, 확산, 감압 CVD 등의 열처리를 실시할 수 있는 종형의 열처리로(2)를 구비하고 있다. 이 열처리로(2)는, 웨이퍼(W)를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기(3)와, 상기 처리 용기(3)의 주위를 덮는 원통 형상의 단열재(16)와, 단열재(16)의 내주면을 따라 설치된 가열 유닛(예컨대, 히터)(5)를 구비하고 있다.
이 중 도 2에 도시된 바와 같이, 단열재(16)는, 에컨대 실리카, 알루미나 혹은 규산 알루미나를 포함하는 무기질 섬유로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 내측 단열재(16a)와는 별개로 설치된 외측 단열재(16b)를 갖고 있다. 내측 단열재(16a)는, 상술한 바와 같이 무기질 섬유로 이루어지는 단열재의 재료로 구성되지만, 외측 단열재(16b)는 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 외측 단열재(16b)의 외면은, 완충재(16d)를 개재하여 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재(16c)에 의해 덮여 있다. 또한, 단열재(16)의 상세에 대해서는 후술한다.
또한 상기 열처리 장치(1)는, 단열재(16)를 설치하기 위한 베이스 플레이트(6)를 구비하고 있다. 이 베이스 플레이트(6)에는 처리 용기(3)를 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 개구부(7)가 형성되어 있고, 이 개구부(7)에는 베이스 플레이트(6)와 처리 용기(3) 사이의 간극을 덮도록 도시하지 않은 단열재가 설치되어 있다.
상기 처리 용기(3)는, 석영제로, 상단부가 폐색되고, 하단부가 노구(3a)로서 개방된 세로로 긴 원통 형상으로 형성되어 있다. 처리 용기(3)의 개구 단부에는 외향의 플랜지(3b)가 형성되고, 상기 플랜지(3b)가 도시하지 않은 플랜지 압박부를 통해 상기 베이스 플레이트(6)에 지지되어 있다. 도시예의 처리 용기(3)는, 하측부에 처리 가스나 불활성 가스 등을 처리 용기(3) 내로 도입하는 도입 포트(도입구)(8) 및 처리 용기(3) 내의 가스를 배기하기 위한 도시하지 않은 배기 포트(배기구)가 형성되어도 좋다. 도입 포트(8)에는 가스 공급원이 접속되고, 배기 포트에는 처리 용기(3) 내의 압력을 예를 들어 10 내지 10-8Torr 정도로 감압 제어가 가능한 진공 펌프를 구비한 배기계가 접속되어 있다.
처리 용기(3)의 하방에는, 상하 방향으로 이동하고, 처리 용기(3)의 하단부 개구부(즉, 노구)(3a)를 개폐 가능한 덮개(10)가 승강 기구(14)에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는, 노구(3a)의 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 보유 지지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는, 보트(12)를 그 축심 주위로 회전시키는 회전 기구(13)가 설치되어 있다. 보트(12)는, 덮개(10)의 하강 이동에 의해 처리 용기(3) 내로부터 하방의 로딩에어리어(15) 내로 반출(언로드)되어, 웨이퍼(W)의 이동 적재 후, 덮개(10)의 상승 이동에 의해 처리 용기(3) 내로 반입(로드)된다.
상기 히터(5)는, 원통 형상의 단열재(16)의 내주면에 축 방향(도시예에서는 상하 방향)으로 다단으로 형성된 홈 형상의 선반부(17)와, 상기 선반부(17)를 따라서 배치된 복수의 히터 엘리먼트(18)를 갖고 있다.
일 실시 형태에 의하면, 단열재(16)는, 히터(5)의 조립을 고려하여, 세로 방향으로 2분할되어도 좋다.
히터 엘리먼트(18)는, 띠 형상의 재료를 파형으로 성형(절곡 가공)하여 이루어진다. 이 코루게이트 타입(파형)의 히터 엘리먼트(18)는, 예를 들어 철(Fe), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al)의 합금으로 이루어져 있다. 다른 실시 형태에 따르면, 이 히터 엘리먼트(18)의 각각은, 예를 들어 두께가 1 내지 2㎜ 정도, 폭이 14 내지 18㎜ 정도, 파형 부분의 진폭이 11 내지 15㎜ 정도, 파형 부분의 피치 p가 28 내지 32㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 히터 엘리먼트(18)의 파형 부분의 꼭지각 θ는 90도 정도로 되고, 각 정점부(볼록부 또는 마루부라고도 함)는 R 굽힘 가공이 실시되어 있는 것이 단열재(16)의 선반부(17) 상에 있어서의 히터 엘리먼트(18)의 주위 방향의 어느 정도의 이동을 허용할 수 있는 동시에 굴곡부의 강도의 향상이 도모되는 점에서 바람직하다.
상기 단열재(16)에는 상기 히터 엘리먼트(18)를 소정의 간격으로 직경 방향으로 이동 가능하고, 또한 선반부(17)로부터 탈락 내지 탈출되지 않도록 보유 지지하는 핀 부재(20)가 배치되어 있다. 상기 원통 형상의 단열재(16)의 내주면에는 이것과 동심의 환 형상의 홈부(21)가 축 방향으로 소정 피치로 다단으로 형성되고, 인접하는 상부의 홈부(21)와 하부의 홈부(21) 사이에 주위 방향으로 연속된 환 형상의 상기 선반부(17)가 형성되어 있다. 상기 홈부(21)에 있어서의 히터 엘리먼트(18)의 상부와 하부의 사이, 및 홈부(21)의 안쪽 벽과 히터 엘리먼트(18)의 배면의 사이에는 히터 엘리먼트(18)의 열팽창 수축 및 직경 방향의 이동을 허용할 수 있는 충분한 간극이 형성되어 있고, 또한 이들 간극에 의해 강제 냉각시의 냉각 매체가 히터 엘리먼트(18)의 배면으로 돌아들어가, 히터 엘리먼트(18)를 효과적으로 냉각할 수 있도록 되어 있다.
단열재(16)의 내주면에 설치된 히터 엘리먼트(18)는, 단열재(16)의 세로 방향에 있어서 복수, 예를 들어 5개로 구분되어도 좋다.
일 실시 형태에 따르면, 이와 같이 구분된 히터 엘리먼트(18)는, 단열재(16)의 선반부(17) 내지 홈부(21)를 따라 환 형상으로 배치되어 있어도 되지만, 이에 한정되는 거은 아니다. 예컨대, 종방향으로 2분할된 단열재(16)에 대응하여 반할 형상(원호 형상)으로 형성되는 것이 조립상 바람직하다. 상기한 바와 같이 구분된 히터 엘리먼트(18)에 관해, 그 접속(결선) 패턴으로서는, 각 단의 히터 엘리먼트(18)의 양단부가 직경 방향 외측으로 돌출되도록 절곡되어 있고, 상하로 인접하는 히터 엘리먼트(18)를 직렬로 접속하기 위해 단부끼리, 예를 들어 1단째의 종단부와 2단째의 시단부가 제1 접속판(도시 안됨)을 개재하여 접속되고, 2단째의 종단부와 3단째의 시단부가 제2 접속판(도시 안됨)을 개재하여 접속된다. 히터 엘리먼트(18)의 접속 패턴은 상기 예로 한정되지 않는 것에 유의해야 한다.
또한, 세로 방향으로 구분된 히터 엘리먼트(18)마다, 그 양단부에는 외부 전원(도시 안됨)에 접속되는 단자부(22a, 22b)가 접속되어 있다.
또한, 히터(5)를 구성하는 히터 엘리먼트(18)로서는, 상기한 구성에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성을 취할 수 있다.
또한 히터 엘리먼트(18)를 단열재(16)의 홈부(21) 내에 수납하고, 단열재(16)의 선반부(17)에 의해 지지하는 동시에, 핀 부재(20)에 의해 보유 지지하는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고 다른 방법에 의해 히터 엘리먼트(18)를 지지해도 된다.
또한 단열재(16)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33)에는, 온도 센서(50)가 설치되고, 온도 센서(50)로부터의 신호는 제어부(51)로 보내진다. 그리고 제어부(51)가 온도 센서(50)로부터의 신호에 기초하여, 전원(도시하지 않음)을 작동시키고, 이 전원으로부터 히터 엘리먼트(18)에 대해 소정의 전력을 공급하여, 공간(33) 내의 온도 제어를 행하도록 되어 있다.
단열재(16)의 형상을 보유 지지하는 동시에 단열재(16)를 보강하기 위해, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)의 비산 방지재(16c)의 외주면은 금속제, 예를 들어 스테인리스제의 외피(아우터 쉘)(28)로 덮여 있다. 물론, 다른 금속제의 부재가 사용되어도 좋다. 또한, 일 실시 형태에 따르면, 히터(5) 외부로의 열 영향을 억제하기 위해, 외피(28)의 외주면은 수냉 재킷(30)으로 덮여도 좋다. 단열재(16)의 정상부에는 이것을 덮는 상부 단열재(31)가 설치되고, 이 상부 단열재(31)의 상부에는 외피(28)의 정상부(상단부)를 덮는 스테인리스제의 천장판(32)이 설치되어 있다.
열처리 후에 웨이퍼(W)를 급속 강온시켜 처리의 신속화 내지 처리량의 향상을 도모하기 위해, 히터(5)에는 단열재(16)와 처리 용기(3) 사이의 공간(33) 내의 분위기를 외부로 배출하는 배열계(35)와, 상기 공간(33) 내로 냉각 매체를 도입하여 처리 용기(3)를 강제적으로 냉각하는 강제 냉각 수단(36)이 설치되어 있다. 상기 배열계(35)는, 예를 들어 히터(5)의 상부에 형성된 배기구(37)와, 상기 배기구(37)와 도시하지 않은 공장 배기계를 연결하는 도시하지 않은 배열관으로 주로 구성되어 있다. 배열관에는 도시하지 않은 배기 블로워 및 열교환기가 설치되어 있다.
일 실시 형태에 따르면, 냉각 매체로서는, 공기, 불활성 가스(질소 가스) 또는 물을 사용할 수 있다.
상기 강제 냉각 수단(36)은, 상기 단열재(16)의 비산 방지재(16c)와 외피(28) 사이에 상하 방향으로 복수 형성된 환 형상 유로(38)와, 각 환 형상 유로(38)로부터 단열재(16)의 중심 경사 방향으로 냉각 매체를 분출하여 상기 공간(33)의 주위 방향으로 선회류를 발생시키기 위해 단열재(16)에 형성된 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍(40)을 갖고 있다. 상기 환 형상 유로(38)는, 단열재(16)의 외주면에 띠 형상 또는 환 형상의 단열성 구획 부재(41)를 부착함으로써 형성되어 있다. 상기 냉각 매체 분출 구멍(40)은, 상기한 바와 같이 각 환 형상 유로에 대응하여 형성되고, 단열재(16)에 있어서의 상하에 인접하는 히터 엘리먼트(18)의 사이인 선반부(17)에 이것을 직경 방향의 내외로 관통하도록 형성되어 있다. 이와 같이 냉각 매체 분출 구멍(40)을 선반부(17)에 형성함으로써, 히터 엘리먼트(18)에 방해되는 일 없이 냉각 매체를 상기 공간(33)으로 분출할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기 외피(28)의 외주면에는, 각 환 형상 유로(38)에 냉각 매체를 분배 공급하기 위한 공통의 1개의 공급 덕트(49)가 높이 방향을 따라 설치되고, 외피(28)에는 공급 덕트(49) 내와 각 환 형상 유로(38)를 연통하는 연통구(28a)가 형성되어 있다. 공급 덕트(49)에는, 압송 공급하는 도시하지 않은 냉각 매체 공급원(예를 들어, 송풍기)이 개폐 밸브(49A)를 통해 접속되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 복수의 환 형상 유로(38)에 접속된 공통의 1개의 공급 덕트(49)에 개폐 밸브(49A)를 접속함으로써, 환 형상 유로(38) 내를 흐르는 냉각 매체의 유량을 일괄하여 조정할 수 있다. 일 실시 형태에 따르면, 공급 덕트(49) 내를 각 환 형상 유로(38)마다 구획하고, 각 환 형상 유로(38)에 대응하는 공급 덕트(49)의 구획된 영역마다 개폐 밸브를 접속해도 된다. 이와 같이 각 환 형상 유로(38)에 대응하여, 각각 개폐 밸브를 접속함으로써, 각 환 형상 유로(38) 내에 흐르는 냉각 매체의 유량을 개별로 조정할 수 있다.
다음에 단열재(16)에 대해, 이하 상세하게 서술한다. 상술한 바와 같이, 단열재(16)는 알루미나, 실리카로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재를 포함하는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면에 완충재(16d)를 개재하여 설치된 비산 방지재(16c)를 갖고 있다(도 1 및 도 2 참조).
이 중 외측 단열재(16b)는, 적어도 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 그 단열 성능이 극히 높아져 있다. 이로 인해 단열재(16)를 일반적인 단열재의 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)만으로 구성하는 경우에 비해, 단열재(16)의 전체 두께의 증가를 억제하여 단열재의 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 외측 단열재(16b)의 내면은, 일반적인 단열재의 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)에 의해 덮이고, 외측 단열재(16b)의 외면은 완충재(16d)를 개재하여 설치된 비산 방지재(16c)에 의해 덮여 있으므로, 비산되기 쉬운 외측 단열재(16b)의 미분 실리카재가 외측 단열재(16b)의 내면측으로부터 외측으로 비산되는 일 없이, 또한 외측 단열재(16b)의 외면측으로부터 외측으로 비산되는 것도 방지할 수 있다.
또한 외측 단열재(16b)는, 적어도 압축된 미분 실리카재를 포함하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 그 외에 미분 실리카재에 미분 탄화규소를 첨가해도 되고, 혹은 미분 티타니아를 첨가해도 된다. 이와 같이 외측 단열재(16b)는 적어도 미분 실리카재를 포함하고, 또한 미분 탄화규소 혹은 미분 티타니아를 첨가한 재료를 압축함으로써 얻어진다.
다음에 외측 단열재(16b)의 구조에 대해 상세하게 서술한다.
(구조·성분)
무기질 파이버에 의해 보강한 세라믹 분말 성형체이며, 0.1㎛ 이하의 비폐쇄 셀 구조물.
주성분은 분말 직경 5 내지 30㎚ 정도의 SiO2이며, 여기에 적외선의 불투과재로서 SiC, ZrO2, TiO2, Al2O3 등이 소망에 의해 적외선의 투과를 더욱 억제하기 위해 첨가되어도 좋다.
(전열 특성)
·고체의 전열 특성
극히 작은 재료를 사용하고 있으므로 접촉 부분이 매우 작고 열전도도가 작다.
·기체의 전열 특성
형성 셀이 0.1㎛로, 이것은 공기의 평균 자유 공정보다도 작으므로 분자간의 충돌이 저지되어 열전도도가 작다.
·적외 투과 특성
SiC, ZrO2, TiO2, Al2O3 등의 적외선의 불투과재를 첨가함으로써, 복사열을 차단하여 적외선의 투과를 최소한으로 억제할 수 있다.
이상으로부터 정지 공기의 열전도도를 하회하는 우수한 단열 특성을 갖는다.
여기서 압축된 미분 실리카재의 열전도도를 알루미나, 실리카 등의 무기질 섬유와 정지 공기와 비교하여, 표 1에 나타낸다.
또한 외측 단열재(16b)의 외면에 설치되는 완충재(16d)는, 재료의 열팽창을 흡수하기 위해 설치하는 것이 바람직하고, 예를 들어 유연성과 내열성이 우수한 브래킷(섬유화한 세라믹 파이버를 적층하여 브래킷 형상으로 한 것)과 같은 재료가 생각된다. 일 실시 형태에 따르면, 외측 단열재(16b)의 외면에 완충재(16d)를 설치하는 일 없이 비산 방지재(16c)를 직접 설치해도 좋다. 다른 실시 형태에 따르면, 외측 단열재(16b)의 외면에 완충재(16d)를 설치하는 일 없이 외측 단열재(16b)와 비산 방지재(16c) 사이에 공기층을 개재시켜도 된다.
또한, 비산 방지재(16c)는, 미분 실리카재의 비산을 방지하는 것으로, 스테인리스와 같은 금속제의 비산 방지재를 사용해도 좋다. 다른 실시 형태에 따르면, 그 밖의 비산 방지재(16c)로서, 석영, 혹은 알루미나 등의 세라믹제의 비산 방지재, 혹은 내측 단열재(16a)와 같은 실리카, 알루미나를 포함하는 무기질 섬유로 이루어지는 비산 방지재를 사용할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 단열재(16)의 비산 방지재(16c)와 외피(28) 사이에, 환 형상 유로(38)가 높이 방향으로 복수 형성되어, 단열재(16)의 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b), 및 비산 방지재(16c)를 관통하여 환 형상 유로(38)와 내부 공간(33)을 연통하는 냉각 매체 분출 구멍(40)이 형성되어 있다(도 3 참조). 이 경우, 냉각 매체 분출 구멍(40)의 내면 중, 외측 단열재(16b)에 대응하는 부분은 비산 방지재(16c)에 의해 덮여 있다.
이와 같이 냉각 매체 분출 구멍(40)의 내면 중 외측 단열재(16b)에 대응하는 부분이 비산 방지재(16c)에 의해 덮여 있으므로, 외측 단열재(16b)가 냉각 매체 분출 구멍(40)의 내측으로 노출되는 일은 없어, 외측 단열재(16b) 중의 미분 실리카재가 냉각 매체 분출 구멍(40) 내로 비산되어 내부 공간(33)측으로 보내지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 12의 (a)에 있어서, 단열재(16)의 비산 방지재(16c)와 외피(28) 사이에 환 형상 유로(38)가 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 단열재(16)의 내측 단열재(16a)와 외측 단열재(16b) 사이에 공간을 형성하여, 이 내측 단열재(16a)와 외측 단열재(16b) 사이를 강제 냉각용 환 형상 유로(38)로서 사용해도 된다[도 12의 (b) 참조].
이 경우, 외측 단열재(16b)의 외면을 비산 방지재(16c)에 의해 덮는 동시에 외측 단열재(16b)의 내면도 비산 방지재(16e)에 의해 덮을 필요가 있고, 내측 단열재(16a)를 관통하여 냉각 매체 분출 구멍(40)이 형성된다.
이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 단열재(16)는 일반적인 단열재의 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면에 완충재(16d)를 개재하여 설치된 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재(16c)를 가지므로, 외측 단열재(16b)의 단열 성능을 이용함으로써, 단열재(16)의 두께를 조절하면서, 단열재(16) 전체의 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4는 단열재의 두께와 측면 방열량 비율의 관계를 도시한 그래프이며, 횡축은 단열재의 두께, 종축은 측면 방열량 비율을 도시하며, 측면 방열량 비율은, 단열재의 외면과 내면의 온도 차로부터 측정한 단열재의 측면 방열량 비율이다. 상세하게는 도 4에서, 두께 35㎜의 통상의 재료로 이루어지는 단열재[내측 단열재(16a)에 상당]에 대해, 압축된 미분 실리카재를 설치한 경우의 본 발명에 의한 측면 방열량 비율 A와, 두께 35㎜의 통상의 재료로 이루어지는 단열재[내측 단열재(16a)에 상당]에 더하여, 마찬가지로 통상의 재료로 이루어지는 단열재를 설치하여 통상의 재료로 이루어지는 단열재의 두께를 단순히 크게 한 경우의 비교예에 의한 측면 방열량 비율 B를 나타낸다.
도 4로부터 알 수 있듯이, 두께 35㎜의 통상의 재료로 이루어지는 단열재에 대해 압축된 미분 실리카재를 설치한 경우(본 발명), 압축된 미분 실리카재의 두께가 40㎜까지는 측면 방열량 비율이 크게 감소하여, 단열재(16)의 단열 성능이 향상된다. 또한 압축된 미분 실리카재의 두께를 40㎜ 이상으로 크게 해도, 측면 방열량 비율의 변동은 작아진다. 이로 인해, 일 실시 형태에 따르면, 압축된 미분 실리카재의 두께는 40㎜ 정도로 한다.
압축된 미분 실리카재의 두께를 40㎜ 정도로 하면, 단열재(16)의 전체로서의 두께는 75㎜로 된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 비교예에 있어서 통상의 재료로 이루어지는 단열재의 두께를 전체적으로 75㎜로 한 경우의 측면 방열량 비율(B) 45％에 비하면, 본 발명에 따르면, 압축된 미분 실리카재의 두께를 40㎜로 하고, 단열재(16)의 전체로서의 두께를 75㎜로 한 경우의 측면 방열량 비율(A)은 20％로 되어, 측면 방열량 비율을 각별히 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 압축된 미분 실리카재를 포함하는 외측 단열재(16b)는 비산 방지재(16c)에 의해 덮여 있으므로, 외측 단열재(16b) 중의 미분 실리카재가 외측으로 비산되는 일은 없다.
본 발명의
변형예
다음에 본 발명의 변형예에 대해 도 5 내지 도 11에 의해 설명한다.
또한 도 5 내지 도 11에 도시하는 변형예에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 실시 형태와 동일 부분에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
도 5의 (a)-(c)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재를 포함하는 외측 단열재(16b)와, 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 방사상으로 연장되는 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60)으로 이루어져 있다. 또한 내측 단열재(16a)의 내주면에는, 세로 방향으로 연장되는 단면 직사각 형상의 슬릿(80)이 형성되어 있다[도 5의 (a)]. 이와 같이 외측 단열재(16b)가 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60)으로 이루어지고, 내측 단열재(16a)의 내주면에 슬릿(80)을 형성함으로써, 가열, 냉각시, 외측 단열재(16b) 및 내측 단열재(16a)가 열팽창 혹은 열수축해도, 이 열팽창 혹은 열수축을 외측 단열재(16b)의 경계면(61) 및 내측 단열재(16a)의 슬릿(80)에 의해 흡수할 수 있다.
일 실시 형태에 따르면, 외측 단열재(16b)의 각 분할 부분(60)은, 압축된 미분 실리카재로 이루어지고, 어느 정도의 두께를 갖는 원재료를 스트립 형상으로 잘라냄으로써 얻을 수 있다[도 5의 (c) 참조].
또한, 내측 단열재(16a)의 내주면에 단면 직사각 형상의 슬릿(80a)을 형성한 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 내측 단열재(16a)의 내주면에 단면 삼각 형상의 슬릿(80a)을 형성해도 된다[도 5의 (b) 참조].
다음에 외측 단열재(16b)의 변형예에 대해 도 6의 (a) 내지 (e)에 의해 설명한다.
도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 방사상으로 연장되는 경계면(64)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60)으로 되어 있다.
도 6의 (a)에 있어서, 횡단면으로부터 보아 경계면(64)은 단차부(64a)를 갖고 있고, 이로 인해 인접하는 분할 부분(60)끼리를 이 단차부(64a)에 있어서 끼워 맞춰 결합시킬 수 있다.
또한 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 외측 단열부(16b)는 세로 방향으로 분할되어, 방사상으로 연장되는 경계면(67)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60)으로 이루어지고, 경계면(67)의 외측에 외측 단열부(16b)가 마찬가지의 재료, 즉 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 충전재(63)가 개재되어 있다. 이와 같이 경계면(61)의 외측에 충전재(63)를 개재시킴으로써, 인접하는 분할 부분(60)끼리가 약간 이격되어도 경계면(67)을 통과하는 열을 이 충전재(63)에 의해 차폐할 수 있어, 외측 단열부(16b)의 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 외측 단열부(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(68)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60)으로 이루어져 있다. 또한 경계면(68)은 방사 방향에 대해 경사져 있다.
이와 같이 경계면(68)이 방사 방향에 대해 경사져 있으므로, 인접하는 분할 부분(60)끼리가 약간 이격되어도, 외측 단열재(16b)의 내면으로부터 외면으로 방열되는 열량을 억제할 수 있다.
다음에 도 6의 (d), (e)에 도시하는 바와 같이, 일례로서, 외측 단열재(16b)는 내면측으로부터 외면측을 향해 순서대로 다층으로 배치된 복수의 원주 형상 박판(65, 65)을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 각 원주 형상 박판(65)은 압축된 미분 실리카재로 이루어져 있다.
또한 도 6의 (d)에 있어서, 각 원주 형상 박판(65)은, 세로 방향으로 분할되어 단차부를 갖는 경계면(66)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 박판 분할 부분(65a)으로 이루어져 있다. 각 박판 분할 부분(65a)은 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 평판 형상의 원재료를 만곡함으로써 형성되어 있다. 각 원주 형상 박판(65)은 단차부를 갖는 경계면(69)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 박판 분할 부분(65a)으로 이루어지므로, 인접하는 박판 분할 부분(65a)끼리를 경계면(69)의 단차부에 있어서 끼워 맞춰 결합할 수 있다.
또한 내층측의 원주 형상 박판(65)의 경계면(69)과, 외층측의 원주 형상 박판(65)의 경계면(69)은, 원주 방향으로 서로 어긋나 있어, 이로 인해 외측 단열부(16b)의 내면으로부터 외면으로 방열되는 열량을 억제할 수 있다.
또한, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 각 원주 형상 박판(65)에 단차부를 갖는 경계면(69)을 설치하는 대신에, 도 6의 (e)에 도시하는 바와 같이, 각 원주 형상 박판(65)에 방사상으로 직선 형상으로 연장되는 경계면(72)을 설치해도 된다.
다음에 도 7의 (a) 내지 (e)에 의해, 단열재(16)의 다른 변형예에 대해 설명한다.
도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 내측 단열재(16a)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(71)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(70, 70)으로 이루어진다. 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 8각 형상을 이루고 있다.
도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 내측 단열재(16a)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(71a)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(70, 70)으로 이루어진다. 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 다각 통 형상, 예를 들어 8각 통 형상을 이루고, 각각의 단면은 이로 인해 다각 형상, 예를 들어 8각 형상으로 되어 있다.
또한 내측 단열재(16a)의 경계면(71a)과 외측 단열재(16b)의 경계면(61)은 원주 방향으로 서로 어긋나, 단열재(16)의 내면측으로부터 외면측으로의 열의 방출을 억제하고 있다.
도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a)는 단면 원통형을 이루고, 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고, 외측 단열재(16b)의 내면은 단면 원 형상으로 되어 있다.
도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 내측 단열재(16a)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(73)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(70, 70)으로 이루어진다. 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고, 또한 내측 단열재(16a)는 외면이 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고 내면이 단면 원형 형상을 이루고 있다. 또한 내측 단열재(16a)의 경계면(73)과 외측 단열재(16b)의 경계면(61)은 원주 방향으로 서로 어긋나, 단열재(16)의 내면측으로부터 외면측으로의 열의 방출을 억제하고 있다.
도 7의 (e)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 내측 단열재(16a)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(77)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(70, 70)으로 이루어진다. 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(74)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 사각 형상을 이루고 있다.
다음에 도 8의 (a)-(d)에 의해, 단열재(16)의 다른 변형예에 대해 설명한다.
도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(61)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고 있다.
도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 단차부(78a)를 갖는 경계면(78)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고 있다.
도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(79)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
일례로서, 내측 단열재(16a)는 단면 원통 형상을 이루고, 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루는 동시에, 외측 단열재(16b)의 내면은 단면 원형으로 되어 있다.
도 8의 (d)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중, 외측 단열재(16b)는 세로 방향으로 분할되어 경계면(80)을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분(60, 60)으로 이루어진다.
또한 외측 단열재(16b)의 경계면(80) 외측에는, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 충전재(83)가 설치되어 있다.
일례로서, 내측 단열재(16a), 외측 단열재(16b) 및 비산 방지재(16c)는, 각각 단면 다각 형상, 예를 들어 8각 형상을 이루고 있다.
다음에 도 9의 (a), (b)에 의해 단열재(16)의 또 다른 변형예에 대해 설명한다.
도 9의 (a), (b)는 단열재(16)를 도시하는 종단면도이다.
도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중 내측 단열재(16a)는 횡방향으로 분할되어 경계면(82)을 사이에 두고 다단으로 적층된 복수의 분할 부분(65)을 갖고, 외측 단열재(16b)는 횡방향으로 분할되어 경계면(84)를 사이에 두고 다단으로 적층된 복수의 분할 부분(90)을 갖고 있다.
도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
이 중 내측 단열재(16a)는 단차부(85a)를 갖는 경계면(85)을 사이에 두고 다단으로 적층된 복수의 분할 부분(65)을 갖고, 외측 단열재(16b)는 단차부(86a)를 갖는 경계(86)를 사이에 두고 다단으로 적층된 복수의 분할 부분(90)을 갖고 있다.
다음에 도 10에 의해 열처리 장치의 변형예에 대해 설명한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 열처리 장치(100)는 단열재(16)와, 단열재(16)의 상부에 설치된 상부 단열재(31)를 갖는 열처리로(2)를 구비하고 있다.
이 중 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
또한 상부 단열재(31)는, 통상의 단열 재료로 이루어지는 상부 내측 단열재(31a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 상부 외측 단열재(31b)와, 상부 외측 단열재(31b)의 외면을 덮는 비산 방지재(31c)를 갖고 있다.
또한 단열재(16)의 하부에는, 처리 용기(3)측으로 연장되는 하부 내측 단열재(31d)가 설치되어 있다.
다음에 도 11에 의해 열처리 장치의 다른 변형예에 대해 설명한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 열처리 장치(200)는 단열재(16)와, 단열재(16)의 상부에 설치된 상부 단열재(31)를 갖는 열처리로(2)를 구비하고 있다.
이 중 단열재(16)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 내측 단열재(16a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 외측 단열재(16b)와, 외측 단열재(16b)의 외면을 덮는 비산 방지재(16c)를 갖고 있다.
또한 상부 단열재(31)는, 통상의 단열 재료로 이루어지는 상부 내측 단열재(31a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 상부 외측 단열재(31b)와, 상부 외측 단열재(31b)의 외면을 덮는 비산 방지재(31c)를 갖고 있다.
또한 단열재(16)의 하부에는, 처리 용기(3)측으로 연장되는 하부 내측 단열재(31d)가 설치되어 있다.
또한 처리 용기(3)의 하방을 덮어 덮개(19)가 설치되어 있고, 이 덮개(19)는 통상의 단열 재료로 이루어지는 덮개용 내측 단열재(19a)와, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 덮개용 외측 단열재(19b)와, 덮개용 외측 단열재(10b)의 외면을 덮는 비산 방지재(19c)를 갖고 있다.
W : 반도체 웨이퍼(피처리체)
1 : 열처리 장치
2 : 열처리로
3 : 처리 용기
3a : 노구
16 : 단열재
16a : 내측 단열재
16b : 외측 단열재
16c : 비산 방지재
16d : 완충재
18 : 히터 엘리먼트
38 : 환 형상 유로
40 : 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍
60 : 분할 부분
61 : 경계면
63 : 충전재
65 : 원주 형상 박판
65a : 박판 분할 부분
66 : 경계면
70 : 분할 부분
71 : 경계면
80 : 슬릿
1 : 열처리 장치
2 : 열처리로
3 : 처리 용기
3a : 노구
16 : 단열재
16a : 내측 단열재
16b : 외측 단열재
16c : 비산 방지재
16d : 완충재
18 : 히터 엘리먼트
38 : 환 형상 유로
40 : 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍
60 : 분할 부분
61 : 경계면
63 : 충전재
65 : 원주 형상 박판
65a : 박판 분할 부분
66 : 경계면
70 : 분할 부분
71 : 경계면
80 : 슬릿
Claims (16)
- 하나 이상의 피처리체를 수용하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 주위를 덮는 단열재와,
상기 단열재의 내주면을 따라 배치된 가열 유닛을 구비하고,
단열재는 내측 단열재와, 내측 단열재와 별개로 설치된 외측 단열재를 갖고,
외측 단열재는 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 외측 단열재의 적어도 외면은 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있는, 열처리로. - 제1항에 있어서, 외측 단열재는, 미분 탄화규소 또는 미분 티타니아를 더 포함하는, 열처리로.
- 제1항에 있어서, 외측 단열재의 외면을 덮는 비산 방지재의 외측에, 비산 방지재와의 사이에서 하나 이상의 강제 냉각용 유로를 형성하는 외피가 설치되고, 비산 방지재, 외측 단열재 및 내측 단열재를 관통하여 하나 이상의 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍이 형성되어 있는, 열처리로.
- 제1항에 있어서, 외측 단열재의 내면을 덮어 비산 방지재가 설치되고, 내측 단열재와 외측 단열재의 내면측의 비산 방지재 사이에 하나 이상의 강제 냉각용 유로가 형성되고, 내측 단열재를 관통하여 하나 이상의 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍이 형성되어 있는, 열처리로.
- 제1항에 있어서, 외측 단열재는 세로 방향으로 분할되어, 경계면을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분으로 이루어지고, 각 분할 부분은 스트립 형상을 갖는, 열처리로.
- 제5항에 있어서, 외측 단열재의 분할 부분의 경계면은, 방사상으로 연장되는, 열처리로.
- 제5항에 있어서, 외측 단열재의 분할 부분의 경계면은, 방사 방향에 대해 경사져 연장되는, 열처리로.
- 제5항에 있어서, 외측 단열재의 분할 부분의 경계면에, 압축된 미분 실리카재로 이루어지는 충전재가 개재되어 있는, 열처리로.
- 제5항에 있어서, 외측 단열재는 내면측으로부터 외면측을 향해 다층으로 배치된 복수의 원주 형상 박판으로 이루어지고, 각 원주 형상 박판은 평판 형상의 박판을 만곡시켜 형성되어 있는, 열처리로.
- 제9항에 있어서, 각 원주 형상의 박판은, 세로 방향으로 분할되어 경계면을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 박판 분할 부분으로 이루어지는, 열처리로.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 강제 냉각용 유로는, 구획 부재에 의해 상하 방향으로 구획된 복수의 환 형상 유로를 포함하고, 각 환 형상 유로마다 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍이 형성되어 있는, 열처리로.
- 제11항에 있어서, 강제 냉각용 유로의 각 환 형상 유로마다, 강제 냉각용 냉각 매체의 유량이 조정되는, 열처리로.
- 제11항에 있어서, 강제 냉각용 냉각 매체 분출 구멍 중, 외측 단열재에 대응하는 부분은, 비산 방지재에 의해 덮여 있는, 열처리로.
- 제1항에 있어서, 외측 단열재의 내주면에, 세로 방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있는, 열처리로.
- 제5항에 있어서, 내측 단열재는 세로 방향으로 분할되어 경계면을 사이에 두고 서로 접하는 복수의 분할 부분으로 이루어지고, 내측 단열재의 경계면은 외측 단열재의 경계면에 대해 원주 방향으로 어긋나 있는, 열처리로.
- 하부가 노구로서 개방되고 하나 이상의 피처리체를 수납하는 처리 용기를 구비하는 열처리로와,
상기 노구를 폐색하는 덮개와,
상기 덮개 상에 적재되어 상기 하나 이상의 피처리체를 다단으로 보유 지지하는 보유 지지구와,
덮개 및 보유 지지구를 승강시켜 덮개의 개폐와 상기 처리 용기 내로의 보유 지지구의 반입 반출을 행하는 승강 기구를 구비하고,
상기 열처리로는,
상기 처리 용기의 주위를 덮는 단열재와,
상기 단열재의 내주면을 따라 배치된 가열 유닛을 구비하고,
단열재는 내측 단열재와, 내측 단열재와 별개로 설치된 외측 단열재를 갖고,
외측 단열재는 압축된 미분 실리카재를 포함하고, 외측 단열재의 적어도 외면은 미분 실리카재의 비산을 방지하는 비산 방지재에 의해 덮여 있는, 열처리 장치.
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