KR20140047531A - 히터 장치 및 열처리 장치 - Google Patents

히터 장치 및 열처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140047531A
KR20140047531A KR1020130117278A KR20130117278A KR20140047531A KR 20140047531 A KR20140047531 A KR 20140047531A KR 1020130117278 A KR1020130117278 A KR 1020130117278A KR 20130117278 A KR20130117278 A KR 20130117278A KR 20140047531 A KR20140047531 A KR 20140047531A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
heater element
insulating layer
heat insulating
insulation layer
Prior art date
Application number
KR1020130117278A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101652150B1 (ko
Inventor
마코토 고바야시
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20140047531A publication Critical patent/KR20140047531A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101652150B1 publication Critical patent/KR101652150B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/02—Ohmic resistance heating
    • 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
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치를 제공하는 것이다.
원통형의 단열층과, 상기 단열층의 내주측에 나선형으로 복수회 권취하여 배치된 히터 엘리먼트와, 상기 단열층의 내주측에, 상기 단열층의 축 방향을 따라 연장되며, 상기 히터 엘리먼트를 정해진 피치로 유지하는 복수의 유지 부재와, 상기 단열층 상에 마련된 돌기로서, 상기 단열층의 둘레 방향으로 인접하는 상기 유지 부재 사이에 있어서, 권취되어 있는 상기 히터 엘리먼트에 대응하는 위치에 마련된 돌기를 포함하는 히터 장치이다.

Description

히터 장치 및 열처리 장치{HEATER DEVICE AND HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 히터 장치 및 열처리 장치에 관한 것이다.
예컨대, 반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 대하여, 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리, 어닐링 처리, 에칭 처리 등의 처리가 실시된다. 일반적으로, 이러한 처리를 실시할 때에는, 피처리체를 수용하는 처리 용기와, 이 처리 용기의 외주측에 처리 용기를 둘러싸도록 배치된 히터 장치를 구비하는 각종의 열처리 장치가 이용된다(예컨대, 특허문헌 1 등 참조).
히터 장치는, 예컨대 원통체형의 단열층의 내주측에, 저항 발열체(히터 엘리먼트)를, 예컨대 나선형으로 권취하여 형성된다. 일반적으로, 이 나선형의 히터 엘리먼트의 피치(축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트의 간격)는, 예컨대 10 ㎜∼30 ㎜ 정도로 설계되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-182979호 공보
그러나, 히터 장치에서 사용되는 히터 엘리먼트는, 고온 하에서 반복 사용됨으로써 크리프 변형을 발생시켜, 그 선 길이가 경시적으로 신장된다. 이 히터 엘리먼트의 선 길이의 신장(이후, 영구 신장이라고 칭함)에 의해 히터 엘리먼트에 발생한 과잉 길이가 굴곡 변형되면, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트끼리 접촉하여, 쇼트가 발생한다. 또한, 영구 신장이나, 히터 엘리먼트의 가열 냉각에 따라 발생하는 열 신축 등의 변형에 의해 발생하는 응력이 요인으로 되어, 히터 엘리먼트가 파단되는 경우가 있다.
전술한 과제에 대하여, 히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치를 제공한다.
원통형의 단열층과,
상기 단열층의 내주측에 나선형으로 복수회 권취하여 배치된 히터 엘리먼트와,
상기 단열층의 내주측에, 상기 단열층의 축 방향을 따라 연장되며, 상기 히터 엘리먼트를 정해진 피치로 유지하는 복수의 유지 부재, 그리고
상기 단열층 상에 마련된 돌기로서, 상기 단열층의 둘레 방향으로 인접하는 상기 유지 부재 사이에 있어서, 권취되어 있는 상기 히터 엘리먼트에 대응하는 위치에 마련된 돌기
를 갖는 히터 장치.
히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 히터 장치 및 상기 히터 장치를 구비한 열처리 장치의 일례의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시형태의 히터 장치의 히터 엘리먼트 주변의 확대 개략도이다.
도 3은 종래의 히터 장치의 문제점을 설명하기 위한 히터 장치의 상면 개략도이다.
도 4는 본 실시형태의 히터 장치의 일례의 개략도이다.
도 5는 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도이다.
도 6은 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도이다.
도 7은 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도이다.
도 8은 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도이다.
이하에, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
(히터 장치 및 열처리 장치)
우선, 본 실시형태의 히터 장치 및 상기 히터 장치를 구비하는 열처리 장치의 기본 구성의 일례를 설명한다. 도 1에, 본 실시형태의 히터 장치 및 상기 히터 장치를 구비한 열처리 장치의 일례의 개략 구성도를 도시한다. 또한, 본원에 있어서는, 일례로서 반도체 장치를 형성하기 위한, 히터 장치 및 상기 히터 장치를 갖는 종형 열처리 장치의 예에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 여러가지 타입의 히터 장치 및 상기 히터 장치를 갖는 열처리 장치여도 좋다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 종형의 열처리 장치(2)는 길이 방향이 수직인 처리 용기(4)를 갖는다. 처리 용기(4)는 천장을 갖는 외측통(6)과 외측통(6)의 내측에 동심적으로 배치된 원통체의 내측통(8)을 갖는 2중 관 구조로 구성된다.
외측통(6) 및 내측통(8)은, 석영 등의 내열성 재료로 형성된다. 외측통(6) 및 내측통(8)은, 스테인리스 등으로 형성되는 매니폴드(10)에 의해, 그 하단부가 유지된다. 매니폴드(10)는 베이스 플레이트(12)에 고정된다. 한편, 매니폴드(10)를 마련하지 않고, 처리 용기(4) 전체를, 예컨대 석영에 의해 형성하는 구성이어도 좋다.
매니폴드(10)의 하단부의 개구부에는, 예컨대 스테인리스 스틸 등으로 이루어지는 원반형의 캡부(14)가, O링 등의 시일 부재(16)를 통해 기밀 밀봉 가능하게 부착되어 있다. 또한, 캡부(14)의 대략 중심부에는, 예컨대 자성 유체 시일(18)에 의해 기밀 상태로 회전 가능한 회전축(20)이 삽입 관통되어 있다. 이 회전축(20)의 하단은 회전 기구(22)에 접속되어 있고, 회전축(20)의 상단은, 예컨대 스테인리스 스틸로 이루어지는 테이블(24)이 고정되어 있다.
테이블(24) 상에는, 예컨대 석영제의 보온통(26)이 설치되어 있다. 또한, 보온통(26) 상에는, 예컨대 석영제의 웨이퍼 보트(28)가 지지구로서 배치된다.
웨이퍼 보트(28)에는, 예컨대 50장∼150장의 피처리체로서의 반도체 웨이퍼(W)가, 정해진 간격, 예컨대 10 ㎜ 정도의 피치로 수용된다. 웨이퍼 보트(28), 보온통(26), 테이블(24) 및 캡부(14)는, 예컨대 보트 엘리베이터인 승강 기구(30)에 의해, 처리 용기(4) 내에 일체로 되어 로드, 언로드된다.
매니폴드(10)의 하부에는, 처리 용기(4) 내에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입 수단(32)이 마련된다. 가스 도입 수단(32)은 매니폴드(10)를 기밀하게 관통하도록 마련된 가스 노즐(34)을 갖는다.
또한, 도 1에서는 가스 도입 수단(32)이 1개 설치되는 구성을 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 사용하는 가스종의 수 등에 의존하여, 복수의 가스 도입 수단(32)을 갖는 열처리 장치여도 좋다. 또한, 가스 노즐(34)로부터 처리 용기(4)에 도입되는 가스는, 도시하지 않는 유량 제어 기구에 의해 유량 제어된다.
매니폴드(10)의 상부에는 가스 출구(36)가 마련되어 있고, 가스 출구(36)에는 배기계(38)가 연결된다. 배기계(38)는 가스 출구(36)에 접속된 배기 통로(40)와, 배기 통로(40)의 도중에 순차 접속된 압력 조정 밸브(42) 및 진공 펌프(44)를 포함한다. 배기계(38)에 의해 처리 용기(4) 내의 분위기를 압력 조정하면서 배기할 수 있다.
처리 용기(4)의 외주측에는, 처리 용기(4)를 둘러싸도록 하여 웨이퍼(W) 등의 피처리체를 가열하는 히터 장치(48)가 마련된다.
히터 장치(48)는 천장면을 갖는 원통체의 단열층(50)을 갖는다. 단열층(50)은, 예컨대 열전도성이 낮으며, 부드러운 무정형의 실리카 및 알루미나의 혼합물에 의해 형성된다. 이후의 본원에 있어서, 「축 방향」, 「둘레 방향」 및 「직경 방향」이란, 각각, 원통체의 단열층(50)의 축 방향, 둘레 방향 및 직경 방향을 가리킨다.
단열층(50)은, 그 내주가 처리 용기(4)의 외면에 대하여 정해진 거리만큼 이격되도록 배치된다. 또한, 단열층(50)의 외주에는, 스테인리스 스틸 등으로 형성되는 보호 커버(51)가, 단열층(50)의 외주 전체를 덮도록 부착되어 있다.
단열층(50)의 내주측에는, 히터 엘리먼트(52)가, 나선형으로 권취하여 배치되어 있다. 한편, 히터 엘리먼트(52)의 배치의 상세는 후술하기 때문에, 도 1에서는 개략적으로 나타내고 있다.
히터 엘리먼트(52)는 단열층(50)의 내주측에 측면의 축 방향 전체에 걸쳐 권취하여 마련되어 있다.
히터 엘리먼트(52)는, 축 방향에서 복수의 존(예컨대, 4개의 존)으로 분할되어 있다. 각각의 존마다 단열층(50)에 마련되는 도시하지 않는 열전대에 의해 검출한 온도에 기초하여, 도시하지 않는 제어부에 의해, 각 존마다 독립적으로 개별로 온도 제어할 수 있는 구성으로 되어 있다.
나선형으로 권취되는 히터 엘리먼트(52)의 엘리먼트 길이는, 열처리 장치의 크기에 의존하지만, 일반적으로 15 m∼50 m 정도이다. 그 때문에, 히터 엘리먼트의 경년열화에 의해, 예컨대 1.5％의 영구 신장이 발생한 경우, 225 ㎜∼750 ㎜나 되는 영구 신장이 발생한다. 그 때문에, 히터 엘리먼트의 신장을 피하는 구조를 갖는 열처리 장치는, 열처리 장치의 장기 수명화 등의 관점에서, 매우 중요로 된다.
도 2에, 본 실시형태의 히터 장치의 히터 엘리먼트 주변의 확대 개략도를 나타낸다. 히터 장치(48)는 절연성 재료인 세라믹재로 형성된 유지 부재(54)를 갖는다. 유지 부재(54)는 단열층(50)의 내주면측으로서, 도 1의 외측통(6)의 외측에 마련된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 유지 부재(54)는, 예컨대 히터 엘리먼트(52)의 내측에 위치하는 베이스부(54a)와, 상기 베이스부로부터 히터 엘리먼트(52)의 피치 사이를 통과하여 단열층(50)의 직경 방향 외방으로 연장되는 복수의 지지부(54b)를 갖는 빗살형으로 형성된다. 지지부(54b)의 일부는 단열층(50)에 접속되고, 히터 엘리먼트(52)는 축 방향으로 인접하는 지지부(54b), 베이스부(54a) 및 단열층(50)으로 둘러싸이는 영역인 유지부(56) 내에 수용된다. 또한, 유지 부재(54)는 단열층(50)의 둘레 방향을 따라, 예컨대 정해진 간격으로 복수 배치된다. 히터 장치(48)가 유지부(56)를 갖는 구성에 의해, 히터 엘리먼트(52)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이의 간격은, 히터 장치(48)의 크기에 의존하는데, 예컨대 50 ㎜∼150 ㎜ 정도로 된다. 또한, 히터 엘리먼트(52)의 축 방향의 피치는, 예컨대 10 ㎜∼30 ㎜ 정도이며, 또한 히터 엘리먼트의 단면의 직경은, 예컨대 1 ㎜∼10 ㎜ 정도이다.
(종래의 문제점)
도 3에, 종래의 히터 장치의 문제점을 설명하기 위한 히터 장치의 개략도를 도시한다. 도 3의 (a)는 종래의 히터 장치의 상면 개략도이며, 도 3의 (b)는 종래의 히터 장치의 직경 방향의 단면 개략도이다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)의 실선은, 히터 장치(48)의 사용 전의 히터 엘리먼트(52)의 배치 부분을 나타낸다. 히터 장치(48)의 장기간 사용에 의해, 히터 엘리먼트(52)의 선 길이가 신장되기 때문에, 미리 히터 엘리먼트(52)와 단열층(50) 사이에는 갭이 마련된다. 제조 시에 있어서의, 단열층(50)과 히터 엘리먼트(52)의 거리(도 3에 있어서의 L1의 길이; 클리어런스라고도 칭함)는, 히터 장치(48)의 사이즈나 사용 온도 등을 고려하여, 사용 온도에서의 열팽창량 정도, 구체예로서는 3 ㎜∼10 ㎜ 정도로 된다. 히터 엘리먼트(52)가 단열층(50)과 접촉할 때까지는, 이 클리어런스에 의해, 히터 엘리먼트(52)의 가열 냉각에 따르는 열 신축에 의한 변위가 허용된다. 또한, 클리어런스(L1)는, 다른 말로 하면, 베이스부(54a)로부터 단열층(50)까지의 거리에서, 제조 시에 있어서의 히터 엘리먼트(52)의 직경을 뺀 길이라고 볼 수 있다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)의 파선은, 히터 장치(48)의 장기간 사용 후의 히터 엘리먼트(52)의 배치예이다. 히터 장치(48)의 장기간 사용에 의해 히터 엘리먼트(52)의 선 길이가 신장하며, 히터 엘리먼트(52)는 유지 부재(54) 상을 직경 방향 외측을 향하여 이동하여 단열층(50)에 접촉한다. 그 상태에서 더욱 히터 엘리먼트(52)의 선 길이가 신장하면, 직경 방향으로는 신장의 여유 공간이 존재하지 않기 때문에, 히터 엘리먼트(52)가 변형된다. 히터 장치(48)의 추가적인 사용에 의해 히터 엘리먼트의 변형이 진행되면, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리 접촉하여, 쇼트된다고 하는 문제가 있었다.
다음에, 종래의 문제점을 해결할 수 있는, 본 실시형태의 히터 장치의 구성에 대해서 설명한다.
(제1 실시형태)
히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치의 일 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
도 4에, 본 실시형태의 히터 장치의 일례의 개략도를 도시한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 실시형태의 히터 장치(48)는, 단열층(50) 상에 마련된 돌기(60)를 갖는다. 돌기(60)는 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이에 있어서, 권취되어 있는 히터 엘리먼트(52)에 대응하는 위치에 마련된다.
도 4에 있어서의 실선은 히터 엘리먼트(52)가 돌기(60)에 접촉하기 직전의 히터 엘리먼트(52)를 나타내고, 도 4에 있어서의 파선은 히터 엘리먼트(52)가 돌기(60)에 접촉한 후의 히터 엘리먼트(52)를 나타낸다. 히터 장치(48)가 돌기(60)를 가짐으로써, 히터 엘리먼트(52)는 그 변형의 방향이 직경 방향 내측으로 방향 부여된다. 그 때문에, 히터 장치(48)의 추가적인 사용에 의해 히터 엘리먼트(52)의 변형이 진행되어도, 축 방향에의 신장이 억제되기 때문에, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리 접촉할 가능성을 저감시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 히터 장치(48)에 대하여, 단열층(50) 상의 위치로서, 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이에 있어서, 권취되어 있는 히터 엘리먼트(52)에 대응하는 위치에 돌기(60)를 갖고 있으면, 돌기(60)의 분포 형태는 한정되지 않는다. 도 5에, 돌기(60)의 일 형태를 설명하기 위한 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도를 도시한다.
도 5의 (a)의 실시형태에서, 돌기(60)는 단열층(50)의 축 방향을 따라 리브 형상으로 형성되어 있다. 한편, 도 5의 (b)의 실시형태에서 도시하는 바와 같이, 돌기(60)는 히터 엘리먼트(52)의 피치마다 형성되어도 좋다. 그러나, 도 5의 (a)의 실시형태는 히터 엘리먼트(52)가 자체의 중량이나 외적 요인에 의해 축 방향으로 이동한 경우에 있어서도, 히터 엘리먼트(52)가 반드시 돌기(60)와 접촉하여, 히터 엘리먼트(52)의 변형의 방향이 직경 방향 내측으로 부여되기 때문에 바람직하다. 또한, 도 5의 (a)의 실시형태는 돌기(60)를 단열층(50)과 일체적으로 형성하는 경우에, 용이하게 돌기(60)를 형성할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 돌기(60)는 단열층(50)의 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이의 중앙에 마련되어도 좋고, 단열층(50)의 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이를 3 또는 그 이상으로 수 등분한 위치에 마련되어도 좋다.
돌기(60)는 히터 엘리먼트(52)가 돌기(60)에 접촉한 경우에, 히터 엘리먼트(52)의 변형을 직경 내측 방향으로 부여할 수 있으면, 그 형상은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 단열층(50)의 축 방향에서 본 단면 형상으로, 원형, 반원형, 삼각형, 직사각형 등의 형상이어도 좋다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 단열층(50)과 동일한 재료로 단열층(50)과 일체적으로 돌기(60)를 형성하여도 좋고, 미리 다른 부재로 돌기(60)를 형성하여 단열층(50)에 부착하여도 좋다.
또한, 제1 실시형태의 변형예로서, 미리 히터 엘리먼트(52)를 직경 방향 내측으로 굴곡하도록 변형시켜 두어도 좋다. 이에 의해, 히터 엘리먼트(52)의 선 길이가 신장하여 단열층(50)[또는 돌기(60)]과 접촉한 경우에 있어서도, 미리 히터 엘리먼트(52)의 변형의 방향이 직경 방향 내측으로 부여되어 있기 때문에, 히터 엘리먼트(52)가 더욱 변형된 경우에 있어서도, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리 접촉하는 것을 억제한다.
이상, 제1 실시형태의 히터 장치(48)는, 둘레 방향으로 인접하는 유지 부재(54) 사이에 있어서, 권취되어 있는 히터 엘리먼트(52)에 대응하는 위치에, 돌기(60)를 갖는다. 돌기(60)를 가짐으로써, 히터 엘리먼트(52)가 돌기(60)에 접촉한 후에 있어서, 그 변형의 방향이 직경 방향 내측으로 방향 부여된다. 그 때문에, 히터 장치(48)의 추가적인 사용에 의해, 히터 엘리먼트(52)의 변형이 진행되어도, 축 방향으로의 신장이 억제되기 때문에, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리 접촉할 가능성을 저감시킬 수 있다.
(제2 실시형태)
히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치의 다른 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
도 6에, 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도를 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 6의 (a)는 제2 실시형태의 히터 장치의 상면 개략도이며, 도 6의 (b)는 제2 실시형태의 히터 장치의 직경 방향의 단면 개략도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 실시형태의 히터 장치(48)는, 단열층(50)의 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리 접촉하는 것을 방지하기 위한 접촉 방지 부재(62)를 갖는다. 이 접촉 방지 부재(62)는, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트 사이에 마련된다.
접촉 방지 부재(62)는 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트 사이에 형성되어 있으면 좋기 때문에, 예컨대 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 축 방향에 정해진 피치로 돌기(60)가 형성되어 있는 경우, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 돌기(60)를 축 방향 상측과 축 방향 하측에서 사이에 두도록, 접촉 방지 부재(62)를 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 이 돌기(60)의 형태에서는 돌기(60)는 복수 존재하는 것으로 되지만, 축 방향으로 인접하는 모든 돌기 사이에 접촉 방지 부재(62)가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 리브형으로 돌기(60)가 형성되어 있는 경우, 돌기(60)가 형성되어 있지 않은 영역에 접촉 방지 부재(62)를 설치하여도 좋고, 접촉 방지 부재(62)가 돌기(60)에 맞춰지도록, 접촉 방지 부재의 일부를 가공하여도 좋다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 접촉 방지 부재(62)는, 단열층(50)에 삽입되며, 단열층(50)의 둘레 방향 및 직경 방향으로 연장되는 판재인 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 단열층(50)에 삽입되며, 단열층의 직경 방향으로 연장되는 봉재여도 좋다. 즉, 접촉 방지 부재(62)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 접촉 방지 부재(62)의 단열층(50)의 축 방향에서 본 단면은 직사각형이어도 좋으며, 예컨대 원형 또는 타원형이어도 좋다. 또한, 접촉 방지 부재(62)는 중공 형상체여도 좋다. 그러나, 단열층(50)의 축 방향에서 본 접촉 방지 부재(62)의 단면의 면적이 클수록, 접촉 방지 부재(62)에 의해, 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 효과가 크기 때문에, 접촉 방지 부재(62)는 판재인 것이 바람직하다.
단열층(50)과 동일한 재료로 단열층(50)과 일체적으로 접촉 방지 부재(62)를 형성하여도 좋고, 다른 부재를 단열층(50)에 삽입함으로써 접촉 방지 부재(62)를 형성하여도 좋다.
한편, 제1 실시형태의 히터 장치 및 제2 실시형태의 히터 장치는, 조합하여 사용하여도 좋다. 즉, 히터 장치(48)가 돌기(60) 및 접촉 방지 부재(62) 양쪽 모두를 갖는 구성이어도 좋다.
이상, 제2 실시형태의 히터 장치(48)는 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52) 사이에 접촉 방지 부재(62)가 마련된다. 접촉 방지 부재(62)를 가짐으로써, 히터 엘리먼트(52)가 단열층(50)에 접촉한 후에, 히터 엘리먼트(52)가 어떤 방향으로 변형한 경우라도 축 방향으로 인접하는 히터 엘리먼트(52)끼리의 접촉을 방지할 수 있다.
(제3 실시형태)
다음에, 본 발명의 제3 실시형태의 히터 장치에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
도 7에, 제3 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도를 도시한다. 보다 구체적으로는, 도 7의 (a)는 제3 실시형태의 히터 장치의 상면 개략도이며, 도 7의 (b)는 제3 실시형태의 히터 장치의 직경 방향의 단면 개략도이다.
제3 실시형태의 히터 장치(48)에서는 유지 부재(54)를 직경 방향으로 신장시킴으로써, 클리어런스(L1)가 종래의 히터 장치보다 길다. 전술한 대로, 일반적으로 클리어런스(L1)는, 히터 장치(48)의 사이즈나 사용 온도 등을 고려하여, 사용 온도에서의 열팽창량 정도, 구체예로서는 3 ㎜∼10 ㎜ 정도로 된다.
본 실시형태의 히터 장치(48)에서는, 히터 엘리먼트(52)의 영구 신장을 고려하여, 클리어런스(L1)를, 사용 온도에서의 열팽창량 이상, 예컨대 10 ㎜∼50 ㎜ 정도가 되도록 한다. 클리어런스(L1)를 길게 함으로써, 히터 엘리먼트(52)가 단열층(50)에 접촉하기까지의 시간적 여유를 길게 할 수 있다. 또한, 클리어런스(L1)는 50 ㎜을 넘어도 좋지만, 길어질수록, 히터 엘리먼트(52)의 유지가 곤란해진다. 또한, 열처리 장치의 대형화나 (열)처리 공간의 축소를 초래하는 경우가 있기 때문에, 히터 장치(48)의 원하는 사용 상황에 따라, 당업자는 클리어런스(L1)를 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
(제4 실시형태)
제4 실시형태로서, 전술한 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 히터 장치에 조합하는 것이 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.
도 8에, 본 실시형태의 히터 장치의 다른 예의 개략도를 도시한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 베이스부(54a)의 히터 엘리먼트(52)측의 형상이, 히터 엘리먼트(52)측으로 오목형, 예컨대 히터 엘리먼트(52)측으로 오목한 호형(弧形)으로 되어 있다. 또한, 도 8에서는, 히터 엘리먼트(52)와 대향하는 단열층(50)의 내주면의 형상이 오목형, 바람직하게는 오목한 호형으로 되어 있다.
이와 같이, 히터 엘리먼트의 형상에 맞추어, 베이스부(54a) 및/또는 단열층(50)의 형상을 설계함으로써, 효율적으로 클리어런스(L1)를 길게 할 수 있다.
이상, 제3 및 제4의 실시형태에 있어서는, 클리어런스(L1)를 길게 함으로써, 히터 엘리먼트(52)가 단열층(50)에 접촉하기까지의 시간적 여유를 길게 할 수 있다. 제3 및 제4 실시형태를 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 조합함으로써, 히터 엘리먼트끼리의 접촉을 방지할 수 있는 히터 장치를 제공할 수 있다.
2 : 열처리 장치 4 : 처리 용기
6 : 외측통 8 : 내측통
28 : 웨이퍼 보트 48 : 히터 장치
50 : 단열층 51 : 보호 커버
52 : 히터 엘리먼트 54 : 유지 부재
56 : 유지부 60 : 돌기
62 : 접촉 방지 부재 W : 피처리체

Claims (10)

  1. 원통형의 단열층과,
    상기 단열층의 내주측에 나선형으로 복수회 권취하여 배치된 히터 엘리먼트와,
    상기 단열층의 내주측에, 상기 단열층의 축 방향을 따라 연장되며, 상기 히터 엘리먼트를 정해진 피치로 유지하는 복수의 유지 부재, 그리고
    상기 단열층 상에 마련된 돌기로서, 상기 단열층의 둘레 방향으로 인접하는 상기 유지 부재 사이에 있어서, 권취되어 있는 상기 히터 엘리먼트에 대응하는 위치에 마련된 돌기
    를 포함하는 히터 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌기는, 상기 단열층의 축 방향을 따라 리브형으로 형성되는 것인 히터 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌기는, 상기 단열층의 축 방향에 정해진 피치로 형성되는 것인 히터 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기는, 상기 둘레 방향으로 인접하는 상기 유지 부재 사이의 중앙에 형성되는 것인 히터 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향으로 인접하는 상기 히터 엘리먼트 사이에 설치된 접촉 방지 부재를 더 갖는 것인 히터 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접촉 방지 부재는, 상기 단열층에 삽입되며, 상기 단열층의 둘레 방향 및 직경 방향으로 연장되는 판재인 것인 히터 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터 엘리먼트와 대향하는 상기 단열층의 내주면의 형상이 오목한 호형(弧形)인 것인 히터 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 부재는, 상기 히터 엘리먼트의 내측에 위치하는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 상기 히터 엘리먼트의 피치 사이를 통과하여, 상기 단열층의 직경 방향 외방으로 연장되어, 상기 단열층에 삽입되어 형성되는 지지부를 갖고,
    상기 베이스부의 상기 히터 엘리먼트측의 형상은, 상기 히터 엘리먼트측이 오목한 호형인 것인 히터 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 베이스부로부터 상기 단열층까지의 거리에서 상기 히터 엘리먼트의 직경을 뺀 거리는, 상기 히터 장치의 사용 온도에서의 열팽창량 이상의 거리를 갖는 것인 히터 장치.
  10. 피처리체를 수납하기 위한 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 외주에 상기 처리 용기를 둘러싸도록 배치된 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 히터 장치
    를 포함하는 열처리 장치.
KR1020130117278A 2012-10-12 2013-10-01 히터 장치 및 열처리 장치 KR101652150B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-227187 2012-10-12
JP2012227187A JP2014082014A (ja) 2012-10-12 2012-10-12 ヒータ装置及び熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140047531A true KR20140047531A (ko) 2014-04-22
KR101652150B1 KR101652150B1 (ko) 2016-08-29

Family

ID=50474470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130117278A KR101652150B1 (ko) 2012-10-12 2013-10-01 히터 장치 및 열처리 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140103024A1 (ko)
JP (1) JP2014082014A (ko)
KR (1) KR101652150B1 (ko)
TW (1) TWI547680B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5868619B2 (ja) * 2011-06-21 2016-02-24 ニチアス株式会社 熱処理炉及び熱処理装置
US10769176B2 (en) * 2015-06-19 2020-09-08 Richard Chino Method and apparatus for creating and curating user collections for network search
US10872790B2 (en) * 2014-10-20 2020-12-22 Applied Materials, Inc. Optical system
JP7122856B2 (ja) * 2018-05-02 2022-08-22 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
TWM650658U (zh) 2018-10-28 2024-01-21 美商應用材料股份有限公司 具有退火迷你環境的處理腔室
JP7203588B2 (ja) * 2018-12-17 2023-01-13 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071421A (ko) * 1997-02-18 1998-10-26 히가시 데츠로우 열처리장치
JP2000182979A (ja) 1998-12-11 2000-06-30 Tokyo Electron Ltd 被処理体支持具
KR20080080031A (ko) * 2007-02-28 2008-09-02 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리로 및 종형 열처리 장치
KR20090084726A (ko) * 2008-01-31 2009-08-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리로
KR20120014881A (ko) * 2010-08-10 2012-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2239896A (en) * 1939-07-04 1941-04-29 Riley Stoker Corp Furnace wall
US3406275A (en) * 1965-12-02 1968-10-15 Rck Inc Furnace having fingers interdigitatedly engaged with its heating elements
US3384852A (en) * 1966-02-16 1968-05-21 Btu Eng Corp High temperature electrical furnace
US5539183A (en) * 1994-06-29 1996-07-23 Beckley; John P. Vertically fitted portable electric furnace
JP5049128B2 (ja) * 2005-08-24 2012-10-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置及びこれに用いられる加熱装置並びにこれらを利用した半導体の製造方法及び発熱体の保持構造
JP5248826B2 (ja) * 2006-09-22 2013-07-31 東京エレクトロン株式会社 熱処理炉及びその製造方法
JP4445519B2 (ja) * 2007-06-01 2010-04-07 東京エレクトロン株式会社 熱処理炉及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071421A (ko) * 1997-02-18 1998-10-26 히가시 데츠로우 열처리장치
JP2000182979A (ja) 1998-12-11 2000-06-30 Tokyo Electron Ltd 被処理体支持具
KR20080080031A (ko) * 2007-02-28 2008-09-02 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리로 및 종형 열처리 장치
KR20090084726A (ko) * 2008-01-31 2009-08-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 열처리로
KR20120014881A (ko) * 2010-08-10 2012-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 소선 접촉 방지 부재 및 히터 장치의 메인터넌스 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014082014A (ja) 2014-05-08
TWI547680B (zh) 2016-09-01
KR101652150B1 (ko) 2016-08-29
TW201418654A (zh) 2014-05-16
US20140103024A1 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140047531A (ko) 히터 장치 및 열처리 장치
KR101142686B1 (ko) 열처리로
JP5868619B2 (ja) 熱処理炉及び熱処理装置
US11569098B2 (en) Heat treatment apparatus
CN108682635B (zh) 具有加热机制的晶圆座及包含该晶圆座的反应腔体
KR102414894B1 (ko) 단열 구조체 및 종형 열 처리 장치
JP6091377B2 (ja) 断熱壁体の製造方法
KR101449090B1 (ko) 히터 장치의 메인터넌스 방법
KR20140116000A (ko) 히터 장치 및 열처리 장치
JP2008258280A (ja) 加熱装置
TWI784215B (zh) 熱處理裝置
JP6087323B2 (ja) 熱処理装置、熱処理方法及びその熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
KR102179201B1 (ko) 고온 고압로용 온도 계측기
JP2009245720A (ja) フィラメントランプ
JP2015021598A (ja) 断熱ユニット及びそれを備えた熱処理装置
JP2001144023A (ja) 縦型熱処理装置
JP2009245721A (ja) フィラメントランプ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant