KR20230108815A - 쿼츠 히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쿼츠 히터에 관한 것으로서, 탄화규소 섬유를 발열체의 열선으로 사용할 수 있는 쿼츠 히터에 관한 것이다. 이를 위해 석영으로 이루어지며, 발열체 삽입 홈이 형성된 베이스 플레이트, 베이스 플레이트와 동일한 재질로 이루어지며, 베이스 플레이트와 접합되는 덮개 플레이트, 발열체 삽입 홈에 삽입되는 비금속 저항 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터가 개시된다.
Description
본 발명은 쿼츠 히터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄화규소 섬유를 발열체의 열선으로 사용할 수 있는 쿼츠 히터에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 열처리 공정에서 사용되는 석영유리는 실리콘 웨이퍼를 지지 및 운송 역할을 하기 위해 사용되며 반도체 제조 설비에서 내부의 보호, 불순물 차단 및 열전달 역할을 한다. 원형 형태의 석영 히터는 하판에 발열체가 위치할 수 있는 패턴이 형성 되어 있으며 직조 된 흑연(graphite) fiber를 위치시킨 후 상판으로 덮어 제조한다. 흑연 fiber를 사용한 장비는 고온(1000℃이상) 환경에서 산화되거나 보풀이 발생하여 상판 접합 시 불량이 발생한다. 이를 방지하기 위해 상판 접합 시 불활성 가스 (Ar, He)를 주입한다. 그러나, 흑연 fiber 고유의 보풀을 완벽하게 제거할 수 없으며 진공 혹은 불활성 가스 주입에 따른 비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 발열체의 열선으로 탄화규소(SiC) 섬유를 이용함으로써 기존의 탄소 섬유보다 높은 열 특성과 열처리에 의한 손상 가능성을 낮출 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 석영으로 이루어지며, 발열체 삽입 홈이 형성된 베이스 플레이트, 베이스 플레이트와 동일한 재질로 이루어지며, 베이스 플레이트와 접합되는 덮개 플레이트, 발열체 삽입 홈에 삽입되는 비금속 저항 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 비금속 저항 발열체는, 발열체의 열선인 섬유 다발로 이루어진 비금속 저항 발열체 다발, 섬유 다발이 내측으로 삽입되면서 섬유 다발을 감쌀 수 있도록 형성되며, 섬유 다발에서 발생되는 열의 확산이 용이하고 구부러지기 용이하도록 메쉬 타입으로 이루어진 메쉬 금속관, 발열체 삽입 홈에 삽입될 수 있도록 형성되면서 메쉬 금속관이 내측으로 삽입 고정되며, 섬유 다발로부터 발생되는 열에 의해 복사열을 방출하는 석영관을 포함한다.
또한, 섬유 다발은 직조가 안되는 탄화규소 섬유 다발이다.
또한, 탄화규소 섬유 다발의 중심영역에 꽂힘으로써 탄화규소 섬유 다발과 전기적으로 접속되는 전극봉, 전극봉에 전원을 공급하는 전원 케이블, 전원 케이블과 전극봉을 서로 전기적으로 접촉 연결시키는 슬리브를 더 포함한다.
또한, 싱기 전극봉은 Ti 소재로 이루어짐으로써 전극봉이 탄화규소 섬유 다발 속에 삽입되는 것만으로도 서로 전기적으로 접촉된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 발열체의 열선으로 탄화규소(SiC) 섬유를 이용함으로써 기존의 탄소 섬유보다 높은 열 특성과 열처리에 의한 손상 가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쿼츠 히터를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열체 삽입 홈을 도시한 도면이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비금속 저항 발열체를 도시한 도면이고,
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쿼츠 히터를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열체 삽입 홈을 도시한 도면이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비금속 저항 발열체를 도시한 도면이고,
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 쿼츠 히터는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)를 포함한다. 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20)는 서로 동일한 소재로 이루어질 수 있으며, 일예로서 석영(Quartz)으로 이루어질 수 있다. 덮개 플레이트(20)에는 웨이퍼가 재치될 수 있다. 또한, 베이스 플레이트(10)와 덮개 플레이트(20) 사이에는 별도의 추가적인 플레이트가 더 삽입 접합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(10)에는 발열체 삽입 홈(12)이 형성되어 있으며, 발열체 삽입 홈(12)에 후술하는 비금속 저항 발열체가 삽입된다. 비금속 저항 발열체에 전원이 인가되면 비금속 저항 발열체에 열이 발생하며, 이에 따라 덮개 플레이트(20)에 복사열이 생성되고, 덮개 플레이트(20)의 복사열에 의해 쿼츠 히터에 재치된 웨이퍼를 소정의 온도로 일정하게 가열할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 비금속 저항 발열체는 석영관(110), 메쉬 금속관(120), 비금속 저항 발열체 다발(130)을 포함하며, 추가적으로 전극봉(140), 슬리브(150), 전원 케이블(160)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 석영관(110)은 석영으로 이루어지며, 발열체 삽입 홈(12)에 삽입될 수 있도록 동일한 패턴 또는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 석영관(110)의 내측으로는 후술하는 메쉬 금속관(120) 및 비금속 저항 발열체 다발(130)이 삽입된다.
본 발명의 일실시예에 따른 메쉬 금속관(120)은 후술하는 탄화규소 섬유 다발(130)이 내측으로 삽입되면서 섬유 다발(130)을 감쌀 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 메쉬 금속관(120)은 직조가 어려운 탄화규소 섬유 다발(130)을 하나로 묶을 수 있도록 형성된다. 이에 따라 각각의 탄화규소 섬유 다발(130)은 메쉬 금속관(120) 내에서 서로 한 다발로 묶이며, 전극봉(140)에 전기가 공급되면 한 다발로 서로 묶인 탄화규소 섬유 다발에서 열이 발생될 수 있다.
또한, 메쉬 금속관(120)은 탄화규소 섬유 다발(130)에서 발생한 열이 석영관(110)으로 방출(열 확산)되어 석영관(110)에서 복사열이 생성될 수 있어야 하고, 더 나아가 발열체 삽입 홈(12)과 동일하게 패턴 된 석영관(110)에 유연하게 삽입되기 위해서는 쉽게 구부러져야 한다. 이에 따라 메쉬 타입으로 제작하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 비금속 저항 발열체 다발(130)은 일예로서 직조가 어려운 탄화규소(SiC) 섬유 다발일 수 있다. 일반적으로 탄소 섬유는 쉽게 직조(yarn)할 수 있으나 탄화규소는 'Si' 특성에 의해 쉽게 꼬으기 어렵다. 이에 따라 탄화규소 섬유 다발을 하나로 묶을 수 있는 상술한 메쉬 금속관(120)이 필요하다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전극봉(140)은 전기 전도도가 높은 Ti 소재로 이루어진다. 전극봉(140)은 탄화규소 섬유 다발의 중심부에 삽입되며, 전극봉(140)에 가해진 전원 파워가 전극봉(140)을 통해 탄화규소 섬유 다발에 전달됨으로써 탄화규소 섬유 다발이 발열할 수 있다. 탄화규소 섬유 다발(130)은 높은 전기 전도도를 가지는 탄화규소 섬유이기 때문에 전극봉(140)과 접촉되는 것만으로도 충분히 전력이 전달될 수 있다. 한편, 탄화규소 섬유 각각은 상술한 메쉬 금속관(120)에 의해 서로 전기적으로 접속될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 슬리브(150)는 전극봉(140)과 전원 케이블(160)을 연결 접속시킨다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 석영관(110)은 발열체 삽입 홈(12)과 동일한 패턴으로 형성되며, 석영관(110)의 내측에는 메쉬 금속관(120)이 배치되고, 메쉬 금속관(120)의 내측에는 탄화규소 섬유 다발(130)이 배치된다. 탄화규소 섬유 다발(130)은 메쉬 금속관(120)에 의해 서로 뭉쳐 있어서 전기적으로 서로 도통될 수 있다.
탄화규소 섬유 다발(130)의 일측에는 일예로서 "+"전원이 전원 케이블에 의해 인가되고, 타측에는 "-" 전원이 전원 케이블에 의해 인가될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
10 : 베이스 플레이트
12 : 발열체 삽입 홈
20 : 덥개 플레이트
110 : 석영관
120 : 메쉬 금속관
130 : 비금속 저항 발열체 다발
131 : 탄화규소 섬유
140 : 전극봉
150 : 슬리브
160 : 전원 케이블
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160 : 전원 케이블
Claims (5)
- 석영으로 이루어지며, 발열체 삽입 홈이 형성된 베이스 플레이트,
상기 베이스 플레이트와 동일한 재질로 이루어지며, 상기 베이스 플레이트와 접합되는 덮개 플레이트,
상기 발열체 삽입 홈에 삽입되는 비금속 저항 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 비금속 저항 발열체는,
발열체의 열선인 섬유 다발로 이루어진 비금속 저항 발열체 다발,
상기 섬유 다발이 내측으로 삽입되면서 상기 섬유 다발을 감쌀 수 있도록 형성되며, 상기 섬유 다발에서 발생되는 열의 확산이 용이하고 구부러지기 용이하도록 메쉬 타입으로 이루어진 메쉬 금속관,
상기 발열체 삽입 홈에 삽입될 수 있도록 형성되면서 상기 메쉬 금속관이 내측으로 삽입 고정되며, 상기 섬유 다발로부터 발생되는 열에 의해 복사열을 방출하는 석영관을 포함하는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터.
- 제 2 항에 있어서,
상기 섬유 다발은,
직조가 안되는 탄화규소 섬유 다발인 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터.
- 제 3 항에 있어서,
상기 탄화규소 섬유 다발의 중심영역에 꽂힘으로써 상기 탄화규소 섬유 다발과 전기적으로 접속되는 전극봉,
상기 전극봉에 전원을 공급하는 전원 케이블,
상기 전원 케이블과 전극봉을 서로 전기적으로 접촉 연결시키는 슬리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터.
- 제 4 항에 있어서,
싱기 전극봉은,
Ti 소재로 이루어짐으로써 전극봉이 상기 탄화규소 섬유 다발 속에 삽입되는 것만으로도 서로 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 쿼츠 히터.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |