KR20090084726A

KR20090084726A - 열처리로

Info

Publication number: KR20090084726A
Application number: KR1020090007212A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 고바야시; 겐이찌 야마가; 겐 나까오
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP5096182B2; US20090194521A1; JP2009180462A; KR101142686B1; US8476560B2; CN101499410A; TW200947589A; TWI425584B

Abstract

열처리로는 피처리체(w)를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기(3)를 둘러싸는 통 형상의 단열재(4)와, 단열재(4)의 내주면에 나선 형상으로 설치된 저항 발열체(5)와, 단열재(4)의 내주면에 설치되고 저항 발열체(5)를 직경 방향으로 열팽창 수축 가능하게 지지하는 지지체(13)를 구비하고 있다. 열처리로는, 또한 저항 발열체(5)에 설치되고 지지체(13)의 일측면에 접촉함으로써 당해 저항 발열체(5)의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 저지 부재(15)를 구비하고 있다.

열처리로, 단열재, 저항 발열체, 이동 저지 부재

Description

열처리로 {HEAT TREATMENT FURNACE}

본원은 2008년 1월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2008-021231호에 대해 우선권을 주장하고, 당해 일본 특허 출원 제2008-021231호의 모든 내용이 참조되어 여기에 포함되는 것으로 한다.

본 발명은 수용된 피처리체에 열처리를 실시하기 위한 열처리로에 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 반도체 웨이퍼를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기(반응관)와, 이 처리 용기의 주위에 설치된 저항 발열체와, 이 저항 발열체의 주위에 설치된 단열재로 열처리로를 구성하고, 그 단열재의 내벽면에 저항 발열체가 지지체를 통해 배치되어 있다.

상기 저항 발열체로서는, 예를 들어 뱃치(batch) 처리가 가능한 열처리 장치의 경우라면, 원통 형상의 단열재의 내벽면을 따라 배치되는 나선 형상의 히터선이 사용되고, 노 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 효율이 좋은 가열을 조장할 수 있다. 상기 지지체로서는, 예를 들어 세라믹제의 것이 사용되고, 상기 히터선을 열팽창 및 열수축 가능하게 소정 피치로 지지하도록 되어 있다.

그런데, 상기 열처리로에 있어서는, 상기 히터선이 나선 형상으로 형성되어 있는 동시에 열팽창 및 열수축 가능하도록 단열재와의 사이에 간극을 취하여 지지되어 있다. 그러나, 히터선은 고온하에서 사용됨으로써 크리프 왜곡을 발생시키고, 그 선 길이는 시간과 함께 서서히 신장해 간다. 또한, 가열시에 있어서도, 히터선은 열팽창을 일으킨다. 또한, 강온시에는, 히터선에 공기를 불어내어 급속 냉각을 행하는 타입의 것도 있다. 이와 같이 승강온을 반복함으로써 히터선이 변형되어, 인접하는 히터선과 쇼트하여 단선이 발생하는 경우가 있다.

특히, 종형의 열처리로의 경우, 승강온에 의한 열팽창과 열수축의 반복에 의해 히터선이 지지체 내에서 이동할 때에 중력에 의해 약간씩 히터선이 하방으로 이동하고, 최하 턴으로 이동분이 축적해 가고, 히터선의 이동의 축적에 의해 권취 직경이 커지고, 단열재의 내면까지 도달하여 외측으로 팽창할 수 없게 된 히터선이 상하로 변형하여, 인접하는 히터선과 쇼트하면 그때에 발생하는 스파크의 열로 히터선이 단선된다.

또한, 이와 같은 문제를 해소하기 위해 히터선의 크리프나 열팽창 등에 의한 신장의 일단부측으로의 누적을 방지하기 위해, 저항 발열체의 외측부에 노(爐)의 반경 방향 외측으로 돌출된 축 형상 등의 고정 부재를 용접으로 설치하고, 이 고정 부재의 선단부를 단열재 중에 매립하여 고정하도록 한 것도 제안되어 있다(일본 특허 출원 공개 평10-233277호 공보 참조).

그러나, 전술한 바와 같이 저항 발열체의 외측부에 고정 부재를 접합하여 이 고정 부재를 단열재 중에 매립 설치함으로써 저항 발열체를 고정하고 있으므로, 저항 발열체의 열팽창 수축에 수반하는 직경 방향으로의 이동을 구속해 버려, 저항 발열체에 있어서의 고정 부재의 접합부에 응력이 집중하기 쉬워 내구성의 저하(수명의 단기화)를 초래하는 것이 생각된다. 또한, 고정 부재가 막대축 형상이므로 단열재로부터 빠지기 쉬워 유지성이 떨어지고, 저항 발열체의 고정 성능을 유지하는 것이 어려워, 내구성의 저하를 초래하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 저항 발열체의 열팽창 수축에 수반하는 직경 방향의 이동을 허용하면서 저항 발열체가 하방으로 이동하는 것을 방지할 수 있어, 저항 발열체의 내구성의 향상이 도모되는 열처리로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 열처리로는,

피처리체를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와,

상기 단열재의 내주면에 나선 형상으로 설치된 저항 발열체와,

상기 단열재의 내주면에 설치되고, 상기 저항 발열체를 직경 방향으로 열팽창 수축 가능하게 지지하는 지지체와,

상기 저항 발열체에 설치되고, 상기 지지체의 일측면에 접촉함으로써 상기 저항 발열체의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 저지 부재를 구비하고 있다.

본 발명에 의한 열처리로에 있어서,

상기 저항 발열체에 설치되고, 상기 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장 돌출된 복수의 단자판을 더 구비한 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열처리로에 있어서,

상기 이동 저지 부재는 상기 단열재측으로 돌출되지 않고 또한 상하 방향으 로 돌출되는 형상으로 저항 발열체에 용접으로 고정되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열처리로에 있어서,

상기 지지체는 선단부가 상기 단열재에 매립 설치되는 동시에 수평 방향으로 연장된 수평부와, 상기 수평부의 후단부에 설치되는 동시에 연직 방향으로 연장된 수직부를 갖고,

상기 수평부의 상면과 상기 수직부의 전방면이 곡면 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 열처리로에 있어서,

상기 수평부의 하면에 길이 방향에 따른 홈이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열처리로에 있어서,

상기 이동 저지 부재는 복수 설치되고,

하나의 이동 저지 부재는 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재에 대해 상기 단열재의 둘레 방향에서 어긋난 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 열처리로에 있어서,

상기 지지체는 상기 단열재의 둘레 방향을 따라 복수 설치되고,

하나의 이동 저지 부재가 접촉 가능한 지지체는, 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재가 접촉 가능한 지지체에 대해, 상기 단열재의 둘레 방향에서 다른 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 열처리로에 있어서,

상기 이동 저지 부재는 상기 저항 발열체와 같은 재질로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 통 형상의 단열재의 내주면에 나선 형상의 저항 발열체를 직경 방향으로 열팽창 수축 가능하게 지지하는 지지체를 축 방향에 소정 피치로 설치하는 동시에, 저항 발열체에 지지체의 일측면에 접촉하여 저항 발열체의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 방지 부재를 소정의 턴마다 설치하였으므로, 저항 발열체의 열팽창 수축에 수반하는 직경 방향의 이동을 허용하면서 저항 발열체가 하방으로 이동하는 것을 방지할 수 있어, 저항 발열체를 포함하는 열처리로의 내구성의 향상이 도모된다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해, 첨부 도면을 기초로 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명의 열처리로의 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도2는 본 발명의 열처리로의 일부를 도시하는 사시도, 도3은 본 발명의 열처리로의 부분적 횡단면도, 도4는 본 발명의 열처리로의 부분적 종단면도이다.

도1에 있어서, 1은 반도체 제조 장치의 하나인 종형의 열처리 장치이며, 이 열처리 장치(1)는 피처리체인 예를 들어 반도체 웨이퍼(w)를 한번에 다수매 수용하여 산화, 확산, 감압 CVD 등의 열처리를 실시할 수 있는 종형의 열처리로(2)를 구비하고 있다. 이 열처리로(2)는 웨이퍼(w)를 다단으로 수용하여 소정의 열처리를 행하기 위한 처리 용기(반응관이라고도 함)(3)와, 상기 처리 용기(3)를 둘러싸는 통 형상의 단열재(4)와, 상기 단열재(4)의 내주면을 따라 배치되는 나선 형상의 저항 발열체(히터선이라고도 함)(5)를 주로 구비하고 있다. 단열재(4)와 저항 발열체(5)에 의해 히터(가열 장치)(6)가 구성되어 있다.

상기 열처리 장치(1)는 히터(6)를 설치하기 위한 베이스 플레이트(7)를 구비하고 있다. 이 베이스 플레이트(7)에는 처리 용기(3)를 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 개구부(8)가 형성되어 있고, 이 개구부(8)에는 베이스 플레이트(7)와 처리 용기(3) 사이의 간극을 덮도록 도시하지 않은 단열재가 설치되어 있다.

상기 처리 용기(3)는 프로세스 튜브라고도 하고, 석영제이고, 상단부가 폐색되고 하단부가 개방된 세로로 긴 원통 형상으로 형성되어 있다. 처리 용기(3)의 개구 단부에는 외측 방향의 플랜지(3a)가 형성되고, 상기 플랜지(3a)가 도시하지 않은 플랜지 압박을 통해 상기 베이스 플레이트(7)에 지지되어 있다. 도시예의 처리 용기(3)는 하측부에 처리 가스나 불활성 가스 등을 처리 용기(3) 내에 도입하는 도입 포트(도입구)(9) 및 처리 용기(2) 내의 가스를 배기하기 위한 도시하지 않은 배기 포트(배기구)가 설치되어 있다. 도입 포트(9)에는 가스 공급원이 접속되고, 배기 포트에는 예를 들어 10 내지 10^-8 Torr(1.3 내지 1.3 × 10^-9 ㎪) 정도로 감압 제어가 가능한 진공 펌프를 구비한 배기계가 접속되어 있다.

처리 용기(3)의 하방에는, 처리 용기(3)의 하단부 개구부(노구)를 폐색하는 상하 방향으로 개폐 가능한 덮개(10)가 도시되지 않은 승강 기구에 의해 승강 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 덮개(10)의 상부에는, 노구의 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 소정 간격으로 탑재하는 보유 지지구인 석영제의 보트(12)가 적재되어 있다. 덮개(10)에는 보트(12)를 그 축심 주위로 회전하는 회전 기구(55)가 설치되어 있다. 보트(12)는 덮개(10)의 하강 이동에 의해 처리 용기(3) 내로부터 하방의 로딩 영역 내로 반출(언로드)되고, 웨이퍼(w)의 이체(移替) 후, 덮개(10)의 상승 이동에 의해 처리 용기(3) 내로 반입(로드)된다.

도5는 저항 발열체에 있어서의 단자 부재의 설치 구조를 부분적으로 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 측면도, 도6은 지지체를 도시하는 사시도, 도7은 지지체와 이동 저지 부재의 관계를 나타내는 도면, 도8은 이동 저지 부재의 사시도, 도9는 저항 발열체의 측면도이다.

상기 히터(6)는 도2 내지 도5에 도시한 바와 같이 상기 단열재(4)와, 상기 단열재(4)의 내주를 따라 배치되는 나선 형상의 저항 발열체(5)와, 상기 단열재(4)의 내주면에 축 방향에 소정 피치로 설치되고 상기 저항 발열체(5)를 지지하는 지지체(13)와, 저항 발열체(5)의 외측에 축 방향에 적절한 간격으로 배치되어 단열재(4)를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장 돌출된 복수의 단자판(14)과, 저항 발열체(5)에 소정의 턴마다 (예를 들어 1.5턴마다) 설치되고, 상기 지지체(13)의 일측면에 접촉하여 저항 발열체(5)의 하방으로의 이동을 방지하는 이동 저지 부재(스토퍼)(15)를 구비하고 있다.

저항 발열체(5)는, 예를 들어 철(Fe), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al)의 합금선인 칸탈선(kanthal線)으로 이루어져 있다. 이 저항 발열체(5)의 굵기는 열처리로(2)의 사양에 따라서도 다르지만, 예를 들어 직경이 4 ㎜ 정도인 것이 사용된다.

상기 저항 발열체(5)는 상기 단열재(4)의 내벽면을 따라, 단열재(4)와 접촉하지 않는 소정의 권취 직경 및 소정의 피치로 나선 형상으로 형성되어 있다. 단열재의 내경은 예를 들어 600 ㎜로 된다. 저항 발열체(5)는 내열성 및 전기 절연성을 갖는 재료 예를 들어 세라믹으로 이루어지는 지지체(13)를 통해 원통 형상의 단열재(4)의 내측에 소정 열량을 확보할 수 있는 소정의 배열 피치 예를 들어 10 ㎜ 및 단열재(4)의 내벽면으로부터 소정의 간극(s) 예를 들어 s = 10 ㎜를 이격한 상태에서, 열팽창 및 열수축 가능(나선의 반경 방향 및 둘레 방향으로 이동 가능)하게 지지되어 있다.

상기 지지체(13)는 도3, 도6 내지 도7에 도시한 바와 같이, 선단부가 상기 단열재(4)에 매립 설치되는 동시에 수평 방향으로 연장된 수평부(13a)와, 이 수평부(13a)의 후단부에 설치되는 동시에 연직 방향으로 연장된(후단부로부터 기립 상승한)수직부(13b)를 갖고 있다. 이 경우, 저항 발열체(5)가 열팽창 수축에 의해 미끄럼 이동할 때의 마찰 저항을 감소시키기 위해, 상기 수평부(13a)의 적어도 상면 및 상기 수직부(13b)의 전방면 즉 저항 발열체(5)와 접촉할 수 있는 부분이 곡면 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 도6에 도시한 바와 같이 수평부(13a)의 상면에 상부 R부(16)가 형성되고, 수직부(13b)의 전방면에 노 중심 방향 R부(17)가 형성되어 있다. 지지체(13)의 열용량을 작게 하기 위 해, 수평부(13a)의 하면에는 길이 방향을 따라 홈(18)이 마련되어 있다.

또한, 수평부(13a)의 하면에 있어서의 홈(18)의 양측부에는 하부 R부(19)가 형성되어 있고, 만일 저항 발열체(5)가 수평부(13a)의 하면에 접촉하였다 해도 그 마찰 저항을 저감시킬 수 있도록 되어 있다. 수평부(13a)의 선단부에는, 단열재(4)로부터의 빠짐 방지를 위해, 양측으로 돌출된 돌출부(20)가 설치되어 있다. 상기 지지체(13)의 수직부(13b)의 상단부와 하단부에는, 서로 결합할 수 있는 오목부(21)와 볼록부(22)가 형성되어 있고, 도7에 도시한 바와 같이 오목부(21)와 볼록부(22)를 결합시켜 상하에 지지체(13)의 수직부(13b)를 중첩하여 배치함으로써, 지지체(13)가 단열재(4)의 축 방향에 소정의 피치로 직렬로 배치되어 있다. 지지체(13)는 단열재(4)의 내주면에 둘레 방향으로 소정의 간격 예를 들어 30도의 간격으로 배치되어 있다. 단열재(4)의 내벽면과 지지체(13)의 수직부(13b)의 전방면과의 간격(t)은 예를 들어 10 ㎜로 되고, 상하의 지지체(13)의 수평부(13a) 사이에 형성되는 홈부(23)의 간극(h)은 예를 들어 5 ㎜로 된다.

저항 발열체(5)에는, 도4 내지 도9에 도시한 바와 같이 상기 단열재(4)를 관통하여 외부로 연장 돌출된 전극 접속용 단자판(14)이 단열재(4)의 축 방향에 적절한 간격으로 설치되어 있고, 열처리로(2) 내인 처리 용기(3) 내를 상하 방향으로 복수의 존(zone)으로 나누어 온도 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이 단자판(14)은 저항 발열체(5)와 같은 재질로 이루어지고, 용단 방지와 방열량의 억제의 관점에서 소요 단면적의 판 형상으로 형성되어 있다.

단자판(14)을 설치하기 위해, 상기 저항 발열체(5)는 도5에 도시한 바와 같 이 중간 위치에 있어서 단자판(14)의 설치 부분에서 절단되고, 그 절단된 양단부(5a)가 단열재(4)의 반경 방향 외측으로 절곡되고, 그 절곡된 양단부(5a)가 단자판(14)의 양면에 용접으로 고정되어 있다. 특히, 용접 접합부에의 응력 집중을 완화시키기 위해, 상기 저항 발열체(5)의 절단된 양단부(5a)의 절곡부(24)는 R 굽힘 가공으로 되어 있다.

연직 방향으로 배치된 나선 형상의 저항 발열체(5)는 존마다 단자판(14)을 통해 단열재(4)에 고정되어 있지만, 지지체(13)를 통해 열팽창 및 열수축 가능하게 지지되어 있으므로, 이 상태 자체에서는 크리프나 열팽창 등에 의한 신장을 발생시킨 경우, 그 신장이 중력에 의해 각 존의 하측으로 누적되는 경향이 있다. 그래서, 저항 발열체(5)의 크리프나 열팽창 등에 의한 신장의 중력에 의한 각 존 하측으로의 누적을 방지하기 위해, 도7 내지 도9에 도시한 바와 같이 상기 저항 발열체(5)에는 상기 지지체(13)의 일측면(도7에서는 저항 발열체가 우측으로 하향 경사로 되어 있으므로 좌측면)에 접촉하여 저항 발열체(5)의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 저지 부재(15)가 소정의 턴마다 설치되어 있다.

이동 저지 부재(15)를 저항 발열체(5)의 1턴마다 배치하는 경우, 이동 저지 부재(15)가 상하에 인접함으로써 서로 접촉하여 쇼트할 우려가 있으므로, 하나의 이동 저지 부재(15)는 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재(15)에 대해, 단열재의 둘레 방향에서 어긋난 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 도1O의 (a) 또는 도10의 (b)에 도시한 바와 같이, 하나의 이동 저지 부재(15)가 접촉 가능한 지지체(13)는 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재(15)가 접촉 가능한 지지체(13)에 대해 단열재(4)의 둘레 방향에서 다른 위치에 배치되어 있는[이동 저지 부재(15)는 상하에 인접하지 않도록 둘레 방향에 지지체(13)의 1피치씩이나 수 피치씩 위치를 어긋나게 하여 배치되어 있는] 것이 바람직하다. 이에 의해, 이동 저지 부재(15)끼리가 접촉하여 쇼트하는 것을 방지할 수 있다.

이 이동 저지 부재(15)는 저항 발열체(5)와 같은 재질로 형성되어 있다. 도8에 도시한 바와 같이 이동 저지 부재(15)는 저항 발열체(5)보다도 단열재측(반경 방향 외측)으로 돌출되지 않고 또한 상하 방향으로 돌출되는 형상에서 저항 발열체(5)에 용접(25)으로 고정되어 있다. 도시예에서는, 이동 저지 부재(15)는 저항 발열체(5)의 외주에 끼워 맞출 수 있는 링을 절반 정도로 절단한 형상(반링 형상 또는 약 C자 형상)이며, 저항 발열체의 내주측에 이동 저지 부재(15)의 오목 홈(15a)을 결합시킨 상태에서 상하 2군데의 용접(25)으로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 설치함으로써, 이동 저지 부재(15)가 단열재(4)에 접촉하는 것을 방지하여 저항 발열체(5)의 직경 방향의 자유로운 이동을 확보할 수 있는 동시에, 이동 저지시에 저항 발열체(5)에 모멘트나 응력 집중이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도11은 이동 저지 부재의 다른 형상 예를 나타내고 있다. 이동 저지 부재(15)로서는, 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 상하로 긴 직육면체 형상이고 그 상하 방향 중간부에 오목 홈(15a)을 형성한 형상이라도 좋고, 혹은 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 환봉축 형상의 것을 저항 발열체(5)의 상하에 고정하거나, 혹은 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이 각이진 축 형상의 것을 저항 발열체(5)의 상하에 고정한 형상이라도 좋다.

단열재(4)의 형상을 유지하는 동시에 단열재(4)를 보강하기 위해, 도1에 도시한 바와 같이, 단열재(4)의 외주는 금속제 예를 들어 스테인리스제의 외피(아우터 쉘)(26)로 덮여 있다. 또한, 히터 외부로의 열영향을 억제하기 위해, 외피(26)의 외주는 수냉 재킷(27)으로 덮여 있다. 단열재(4)의 정상부에는 이를 덮는 상부 단열재(28)가 설치되고, 이 상부 단열재(28)의 상부에는 외피(26)의 정상부(상단부)를 덮는 스테인리스제의 천장판(29)이 설치되어 있다.

열처리 후에 웨이퍼를 급속 강온시켜 처리의 신속화 또는 처리량의 향상을 도모하기 위해, 히터(6)에는 히터(6)와 처리 용기(3) 사이의 공간(30) 내의 분위기를 외부로 배출하는 배열계(31)와, 상기 공간(30) 내에 냉각 유체(예를 들어 공기)를 도입하여 강제적으로 냉각하는 냉각 수단(32)이 설치되어 있다. 상기 배열계(31)는, 예를 들어 히터(6)의 상부에 설치된 배기구(33)와, 상기 배기구(33)와 도시하지 않은 공장 배기계를 연결하는 도시하지 않은 배열관으로부터 주로 구성되어 있다. 배열관에는 도시하지 않은 배기 블로워 및 열교환기가 설치되어 있다.

상기 냉각 수단(32)은 상기 단열재(28)와 외피(26) 사이에 높이 방향으로 복수 형성된 고리 형상 유로(34)와, 각 고리 형상 유로(34)로부터 상기 공간(30)에 냉각 유체를 분출하기 위해 단열재(4)에 설치된 분출 구멍(35)을 갖고 있다.

상기 외피(26)의 외면에는, 각 고리 형상 유로(34)에 냉각 유체를 분배 공급하기 위한 공통의 1개의 도시하지 않은 공급 덕트가 높이 방향을 따라 설치되고, 외피(26)에는 공급 덕트 내와 각 고리 형상 유로(34)를 연통하는 연통구가 형성되어 있다. 공급 덕트에는 클린룸 내의 공기를 냉각 유체로서 흡인하고, 압송 공급하는 도시하지 않은 냉각 유체 공급원(예를 들어 송풍기)가 개폐 밸브를 통해 접속되어 있다.

이상과 같이 구성된 열처리로(2)에 따르면, 통 형상의 단열재(4)의 내주면에 나선 형상의 저항 발열체(5)를 직경 방향으로 열팽창 수축 가능하게 지지하는 지지체(13)를 축 방향에 소정 피치로 설치하는 동시에, 저항 발열체(5)에 지지체(13)의 일측면에 접촉하여 저항 발열체(5)의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 저지 부재(15)를 소정의 턴마다 설치하고 있으므로, 저항 발열체(5)의 크리프나 열팽창 등에 의한 신장이 일단부측으로 누적되는 현상을 방지하는 것이 가능해진다. 따라서, 저항 발열체(5)의 일단부측의 권취 직경이 증대하여 단열재(4)의 내주면과 접촉하는 일이 없어지므로, 저항 발열체(5)의 버클링 등의 변형이나 쇼트에 의한 파단이 발생하는 일이 없어지고, 저항 발열체(5)의 내구성의 향상이 도모된다. 또한, 종래의 고정 부재와 같이 저항 발열체 자체를 고정하는 것이 아닌, 저항 발열체(5)의 직경 방향의 열팽창 수축 이동을 허용할 수 있으므로, 저항 발열체(5)에 모멘트나 응력 집중을 발생시킬 우려가 없고, 저항 발열체(5) 나아가서는 열처리로(2)의 내구성의 향상(수명의 장기화)이 도모된다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 용기로서는, 도입관부 및 배기관부를 갖는 내열 금속 예를 들어 스테인리스강제의 원통 형상의 매니폴 드를 하단부에 접속하여 이루어지는 것이라도 좋고, 또한 이중관 구조라도 좋다.

도1은 본 발명의 열처리로의 실시 형태를 개략적으로 도시하는 종단면도.

도2는 본 발명의 열처리로의 일부를 도시하는 사시도.

도3은 본 발명의 열처리로의 부분적 횡단면도.

도4는 본 발명의 열처리로의 부분적 종단면도.

도5는 저항 발열체에 있어서의 단자 부재의 설치 구조를 부분적으로 도시하는 도면과, 당해 도면의 측면도.

도6은 지지체를 도시하는 사시도.

도7은 지지체와 이동 저지 부재의 관계를 나타내는 도면.

도8은 이동 저지 부재의 사시도.

도9는 저항 발열체의 측면도.

도10은 이동 저지 부재의 다른 배치예를 설명하는 설명도.

도11은 이동 저지 부재의 다른 형상예를 설명하는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 열처리 장치

2 : 열처리로

3 : 처리 용기

4 : 단열재

5 : 저항 발열체

6 : 히터

7 : 베이스 플레이트

9 : 도입 포트

31 : 배열계

32 : 냉각 수단

Claims

피처리체를 수용하여 열처리하기 위한 처리 용기를 둘러싸는 통 형상의 단열재와,

상기 단열재의 내주면에 나선 형상으로 설치된 저항 발열체와,

상기 단열재의 내주면에 설치되고, 상기 저항 발열체를 직경 방향으로 열팽창 수축 가능하게 지지하는 지지체와,

상기 저항 발열체에 설치되고, 상기 지지체의 일측면에 접촉함으로써 상기 저항 발열체의 하방으로의 이동을 저지하는 이동 저지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 저항 발열체에 설치되고, 상기 단열재를 직경 방향으로 관통하여 외부로 연장 돌출된 복수의 단자판을 더 구비한 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 이동 저지 부재는 상기 단열재측으로 돌출되지 않고 또한 상하 방향으로 돌출되는 형상으로 저항 발열체에 용접으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 지지체는 선단부가 상기 단열재에 매립 설치되는 동시 에 수평 방향으로 연장된 수평부와, 상기 수평부의 후단부에 설치되는 동시에 연직 방향으로 연장된 수직부를 갖고,

상기 수평부의 상면과 상기 수직부의 전방면이 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제4항에 있어서, 상기 수평부의 하면에 길이 방향에 따른 홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 이동 저지 부재는 복수 설치되고,

하나의 이동 저지 부재는 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재에 대해, 상기 단열재의 둘레 방향에서 어긋난 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제6항에 있어서, 상기 지지체는 상기 단열재의 둘레 방향을 따라 복수 설치되고,

하나의 이동 저지 부재가 접촉 가능한 지지체는, 상하 방향에서 인접하는 다른 이동 저지 부재가 접촉 가능한 지지체에 대해, 상기 단열재의 둘레 방향에서 다른 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제1항에 있어서, 상기 이동 저지 부재는 상기 저항 발열체와 같은 재질로 형 성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.