▶ ジュソン エンジニアリング カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-08
(54)【発明の名称】ブロックヒーター及びブロックヒーターアセンブリー
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20220201BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021535198
(86)(22)【出願日】2019-12-11
(85)【翻訳文提出日】2021-06-17
(86)【国際出願番号】 KR2019017434
(87)【国際公開番号】W WO2020130469
(87)【国際公開日】2020-06-25
(31)【優先権主張番号】10-2018-0163044
(32)【優先日】2018-12-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2019-0161569
(32)【優先日】2019-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510149600
【氏名又は名称】ジュソン エンジニアリング カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミン ミョン キ
(72)【発明者】
【氏名】キム チョン クク
(72)【発明者】
【氏名】オ ソ ヨン
(72)【発明者】
【氏名】イ テ ホ
(57)【要約】
一実施例によるブロックヒーターは、所定の熱をガスラインに供給する発熱体と、前記ガスラインと前記発熱体との間で熱を前記ガスラインに伝達する熱伝達部とを含み、前記熱伝達部は、少なくとも一側に前記ガスラインの長手方向に形成された凸部又は凹部を含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の熱をガスラインに供給する発熱体と、前記ガスラインと前記発熱体との間で熱を前記ガスラインに伝達する熱伝達部とを含み、
前記熱伝達部は、少なくとも一側に前記ガスラインの長手方向に形成された凸部又は凹部を含むことを特徴とする、ブロックヒーター。
【請求項2】
前記熱伝達部は、熱伝導効率に優れたアルミニウム素材（Ａｌ）から形成されることを特徴とする、請求項１に記載のブロックヒーター。
【請求項3】
前記熱伝達部の表面には、アノダイジング（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）処理によって酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜が形成されることを特徴とする、請求項２に記載のブロックヒーター。
【請求項4】
前記発熱体は、面状発熱体であることを特徴とする、請求項１に記載のブロックヒーター。
【請求項5】
前記発熱体を挟んで前記熱伝達部と対向して配置されるカバープレートをさらに含み、前記カバープレートの外面と前記ハウジングの内面との間には空気層（ａｉｒ ｇａｐ）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のブロックヒーター。
【請求項6】
前記熱伝達部は、前記ガスラインに対応する形状を有する第１溝と、
前記第１溝に隣接して配置され、前記ガスラインの端部に装着された連結具に対応する形状を有する第２溝とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のブロックヒーター。
【請求項7】
熱伝達部を含む複数のブロックヒーターを含み、前記熱伝達部の長手方向の両端には凸部又は凹部が配置され、前記熱伝達部の前記凸部と凹部が互いに噛み合って結合されることを特徴とする、ブロックヒーターアセンブリー。
【請求項8】
前記複数のブロックヒーターは、所定の熱をガスラインに供給する一つ以上の発熱体を含むことを特徴とする、請求項７に記載のブロックヒーターアセンブリー。
【請求項9】
前記凸部の一面は前記ガスラインと表面が当接しており、前記凹部の一面は前記ガスラインから離隔し、前記凸部の他面と当接していることを特徴とする、請求項７に記載のブロックヒーターアセンブリー。
【請求項10】
前記熱伝達部の間に配置される連結部をさらに含み、前記連結部は、前記熱伝達部と同じ熱伝導率を有する素材から形成されることを特徴とする、請求項７に記載のブロックヒーターアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はブロックヒーター及びブロックヒーターアセンブリーに関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、化学蒸着（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程は、液状物質を蒸発させて気化したガスを半導体素子の表面に薄膜状に凝着させる工程をいう。化学蒸着工程において、気化したガスが流動する経路であるガスラインに熱が均一に伝達されなければ液状物質が不均一に加熱されてパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）などの不良が発生する。したがって、ガスライン全体にわたってどのくらいに一定した温度が提供されるかは半導体製造効率と直結する問題である。
【0003】
上述した問題を解消するために、ガスラインを均一な温度に加熱するための手段としてブロックヒーターに対する研究が倦まず弛まず行われていた。
【0004】
図１は既存のブロックヒーターの概略的な構成図である。
【0005】
図１を参照すると、半導体製造装置１には、気化器１０とチャンバー２０との間でガスライン３０を加熱するためのブロックヒーター４０が配置され、ブロックヒーター４０は複数に分割された単位発熱モジュール４１、４３、４５を含む。しかし、既存のブロックヒーターはつぎのような問題点を持っている。
【0006】
図１のＡに示したブロックヒーター４０の連結構造を見れば、ガスライン３０とブロックヒーター４０との間の熱膨張係数の差によって隣接して接触している単位発熱モジュール４１、４３、４５の間には所定の隙間が発生し、前記隙間によってガスライン３０の一部が外部に露出される。
【0007】
ガスライン３０が外部に露出される部位では熱伝導性低下によってコールドスポット（ｃｏｌｄ ｓｐｏｔ）が発生し、気化したガスが再び液化してガスラインの詰まり現象及び不良粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）を引き起こすなど、工程に大きな問題点を引き起こす。
【0008】
よって、気化したガスの安全性を確保することができるように、ガスラインの設定区間内で均一な温度を提供するブロックヒーターの連結構造が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
実施例は、隣接したブロックヒーターの間の連結構造が互いに重畳するように熱伝達部の形態を変形することにより、ガスラインの設定区間内で均一な温度を提供することができるブロックヒーター及びブロックヒーターアセンブリーに関するものである。
【0010】
実施例で解決しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかった他の技術的課題は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
実施例は、所定の熱をガスラインに供給する発熱体と、前記ガスラインと前記発熱体との間で熱を前記ガスラインに伝達する熱伝達部とを含み、前記熱伝達部は、少なくとも一側に前記ガスラインの長手方向に形成された凸部又は凹部を含むことを特徴とするブロックヒーターを提供する。
【0012】
前記熱伝達部は、熱伝導効率に優れたアルミニウム素材（Ａｌ）から形成されることができる。
【0013】
前記熱伝達部の表面には、アノダイジング（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）処理によって酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜が形成されることができる。
【0014】
前記発熱体は、面状発熱体であってもよい。
【0015】
前記発熱体を挟んで前記熱伝達部と対向して配置されるカバープレートをさらに含み、前記カバープレートの外面と前記ハウジングの内面との間には空気層（ａｉｒ ｇａｐ）が形成されることができる。
【0016】
前記熱伝達部は、前記ガスラインに対応する形状を有する第１溝と、前記第１溝に隣接して配置され、前記ガスラインの端部に装着された連結具に対応する形状を有する第２溝とを含むことができる。
【0017】
熱伝達部を含む複数のブロックヒーターを含み、前記熱伝達部の長手方向の両端には凸部又は凹部が配置され、前記熱伝達部の前記凸部と凹部が互いに噛み合って結合されることができる。
【0018】
前記複数のブロックヒーターは、所定の熱をガスラインに供給する一つ以上の発熱体を含むことができる。
【0019】
前記凸部の一面は前記ガスラインと表面が当接しており、前記凹部の一面は前記ガスラインから離隔し、前記凸部の他面と当接していることができる。
【0020】
前記熱伝達部の間に配置される連結部をさらに含み、前記連結部は、前記熱伝達部と同じ熱伝導率を有する素材から形成されることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の少なくとも一実施例によれば、ガスラインの設定区間内で均一な温度の熱を提供するので、ガスライン内で流動する工程ガスの状態変化を抑制し、パーティクルなどの不良粒子を著しく減少させ、蒸着膜の品質を向上させる効果を提供する。
【0022】
本実施例で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は以下の記載から本発明が属する分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】既存のブロックヒーターの概略的な構成図である。
【図2】本発明の一実施例によるブロックヒーターアセンブリーを備えた半導体製造装置の構成を概略的に示した図である。
【図5】本発明の一実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【図6】本発明の他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【図7】本発明のさらに他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【図8】本発明の一実施例による３方バルブを含むガスラインに適用されるブロックヒーターを説明するための図である。
【図9】本発明のさらに他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、前記の目的を具体的に実現することができる本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例は多様な変更を加えることができ、さまざまな形態を有することができるが、特定の実施例を図面に例示し本文に詳細に説明する。
【0025】
“第１”、“第２”などの用語を多様な構成要素を説明するのに使うことができるが、このような構成要素は前記用語に限定されてはいけない。また、以下で使う“上／上部／上方”及び“下／下部／下方”などのような関係的用語は、そのような実体又は要素の間のある物理的又は論理的関係又は手順を必ずしも要求するか内包するものではなく、ある一つの実体又は要素を他の実体又は要素と区別するために用いることができる。
【0026】
本出願で使用した用語はただ特定の実施例を説明するために使用したものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に他に指示しない限り、複数の表現を含む。
【0027】
以下、実施例によるブロックヒーター及びブロックヒーターアセンブリーを添付図面に基づいて説明する。
【0028】
図２は本発明の一実施例によるブロックヒーターアセンブリーを備えた半導体製造装置の構成を概略的に示した図である。
【0029】
図２を参照すると、半導体製造装置１０は、液状の工程物質を気化させる気化装置１００、気化装置１００から供給された工程ガスを内部に噴射して基板Ｓ上に薄膜を蒸着する工程チャンバー２００、気化装置１００と工程チャンバー２００との間に配置されて工程ガスの流路を形成するガスライン３００、及びガスライン３００全体を均一に加熱するブロックヒーターアセンブリー４００を含む。
【0030】
ブロックヒーターアセンブリー４００は、複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３のそれぞれに備えられる複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂ、４００ｃを含むことができる。
【0031】
複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂ、４００ｃのそれぞれはブロックヒーターアセンブリー４００を構成する単位ユニットに相当し、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂ、４００ｃが結合された組立体によってガスライン３００全体に均一な温度の熱を提供することができる。たとえ、図２には３個のブロックヒーターを備えたブロックヒーターアセンブリーを示しているが、これは例示的なものに過ぎなく、ブロックヒーターの数はガスラインの長さ又は作業者の設計によって可変することができる。
【0032】
このように、ブロックヒーターアセンブリー４００は単位ユニットから構成されたブロックヒーター４００ａ、４００ｂ、４００ｃを有することにより、維持補修作業の際、単位ユニット別に容易に着脱することができる。
【0033】
そして、複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂ、４００ｃのそれぞれは、ガスライン３００を収容する熱伝達部４１０、熱伝達部４１０を取り囲んで外観をなすハウジング４２０、及び所定の熱を供給する発熱体（図示せず）を含むことができる。
【0034】
熱伝達部４１０は長方形のブロックボディー４１１及び少なくとも一側又は他側にガスライン３００の長手方向に形成された凸部４１３又は凹部４１５を含むことができる。ここで、熱伝達部４１０の凸部４１３及び／又は凹部４１５は隣接したブロックヒーター間の結合のための連結部の役割を果たす。一方、気化装置１００及び／又は工程チャンバー２００と連通するブロックヒーター４００ａ、４００ｃの一側又は他側に形成された熱伝達部４１０の端部は平面を有することができる。
【0035】
凸部４１３は、ブロックボディー４１１の外側面から所定長さだけ突設された結合突起４１３１を含むことができる。
【0036】
凹部４１５は、ブロックボディー４１１の外側面から所定長さだけ陷沒した結合溝４１５１と結合溝４１５１が形成されることによって両端に形成される側壁４１５３とを含むことができる。
【0037】
図２に示した隣接したブロックヒーター間の結合構造を見れば次のようである。
【0038】
第２ブロックヒーター４００ｂの一側に形成された凸部４１３の結合突起４１３１は第１ブロックヒーター４００ａの他側に形成された凹部４１５の結合溝４１５１に挿着されることにより、第１ブロックヒーター４００ａと第２ブロックヒーター４００ｂが互いに結合される。
【0039】
第２ブロックヒーター４００ｂの他側に形成された凹部４１５の結合溝４１５１は第３ブロックヒーター４００ｃの一側に形成された凸部４１３の結合突起４１３１を収容することにより、第２ブロックヒーター４００ｂと第３ブロックヒーター４００ｃが互いに結合される。
【0040】
このように、隣接したブロックヒーターは、ガスライン３００の長手方向に熱伝達部４１０の凸部４１３と凹部４１５が互いに噛み合って互いに締まりばめ方式で密着して締結され、隣接したブロックヒーター間の結合領域Ｂで凸部４１３の結合突起４１３１と凹部４１５の側壁４１５３はガスライン３００の長手方向に垂直な方向に互いに重畳する。また、凸部４１３の一面４１３１ａはガスライン３００と表面が当接しており、凹部４１５の一面４１５３ａはガスライン３００から離隔して凸部４１３の他面４１３１ｂと当接している。
【0041】
図１に示した既存のブロックヒーター４０とは違い、一実施例によるブロックヒーターアセンブリー４００は、互いに隣接したブロックヒーターの凸部４１３と凹部４１５が互いに噛み合う構造に形成されて結合されるので、ガスライン３００全体にわたって均一な温度分布を維持することができる。もしくは、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３内でガスライン３００を均一に加熱することができる。
【0042】
図２に示した結合領域Ｂの拡大図を見れば、ガスライン３００と熱伝達部４１０との間の熱膨張係数の差によって隣接した第１及び第２ブロックヒーター４００ａ、４００ｂの間に所定の隙間ａ１が発生しても、第１ブロックヒーター４００ａの側壁４１５３とこれと重畳する第２ブロックヒーター４００ｂの結合突起４１３１との間には矢印（直線）に沿って熱伝導経路が形成される。前記熱伝導経路によって第１ブロックヒーター４００ａから供給された熱は第２ブロックヒーター４００ｂに伝導され、第２ブロックヒーター４００ｂから供給された熱は第１ブロックヒーター４００ａに伝導されるので、前記隙間ａ１の領域で発生する温度偏差を著しく減少させることができる。
【0043】
また、所定の隙間ａ２には第１ブロックヒーター４００ａの結合溝４１５１と第２ブロックヒーター４００ｂの結合突起４１３１によって密閉空間が形成され、密閉空間の内部で矢印（同心円）に沿って熱対流経路が形成される。前記熱対流経路に沿って第１及び第２ブロックヒーター４００ａ、４００ｂから供給された熱がガスライン３００に伝達されるので、ガスライン３００の一部領域でコールドスポット（ｃｏｌｄ ｓｐｏｔ）が発生することを防止することができる。
【0044】
このように、一実施例によるブロックヒーターアセンブリー４００は、互いに隣接したブロックヒーターの熱伝達部４１０を互いに重畳する噛合構造に形成することにより、ブロックヒーター間の温度偏差を減少させるとともに、ガスライン３００の一部で発生するコールドスポットを防止する効果を提供することができる。これにより、ガスライン３００を流動する工程ガスの相変化（例えば、気相から液相への相変化を言う）ができないので、蒸着膜の品質が向上することができる。また、組立の際にアライン（ａｌｉｇｎ）が容易でないだけでなく、面接触を最大化して外部への熱損失を防止することができる。以下では、一実施例によるブロックヒーターの組立過程を説明する。
【0045】
【0046】
図３の（ａ）を参照すると、一実施例によるブロックヒーターアセンブリー４００は複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂを含み、複数のブロックヒーター４００ａ、４００ｂのそれぞれは上下又は左右に分離可能な対称形構造を有するように形成されることができる。
【0047】
そして、ガスライン３００は、円形の導管３１０、２方バルブの胴体３２０、及びボルトが取り付けられた連結具３３０を含む。
【0048】
第１ブロックヒーター４００ａの熱伝達部４１０はガスライン３００に密着して嵌合されるようにガスライン３００に対応する形状を有する。熱伝達部４１０は、ガスライン３００の導管３１０と２方バルブの胴体３２０の部分にはガスライン３００と面接触するように凹溝４１７１、４１７３が形成され、ボルトが取り付けられた連結具３３０の部分には段溝４１７５が形成され、ボルトがどの状態に位置しても接触することができるように構成される。このように、熱伝達部４１０には、ガスライン３００全体にわたって接触面積が増加するように、複数の溝４１７が形成される。これは熱伝達部４１０からガスライン３００に所定の熱が均一に伝導されるようにするためのものであり、接触状態が断絶される部位が発生すれば、この部位での熱伝導効率が格段に低下することがある。
【0049】
図３の（ｂ）を参照すると、対称構造を有するように形成された第１ブロックヒーター４００ａの中で第１単位ブロックヒーター４００ａ－１はガスライン３００の長手方向に垂直な方向に組み立てられて被加熱体のガスライン３００に均一に密着する。ここで、第１単位ブロックヒーター４００ａ－１の上部及び／又は側部にはトグルクリップ、キャッチクリップなどの締結手段５００が備えられる。
【0050】
図３の（ｃ）を参照すると、対称構造を有するように形成された第１ブロックヒーター４００ａの中で第２単位ブロックヒーター４００ａ－２は被加熱体のガスライン３００に均一に密着するとともに、第１単位ブロックヒーター４００ａ－１に備えられた締結手段５００によって第１単位ブロックヒーター４００ａ－１と堅たく締結及び結合される。
【0051】
一方、前述したように、第１ブロックヒーター４００ａを構成する第１単位ブロックヒーター４００ａ－１及び第２単位ブロックヒーター４００ａ－２はガスライン３００の長手方向を中心に対称になり、各単位ブロックヒーター４００ａ－１、４００ａ－２には同じ構成要素が含まれる。
【0052】
以下では、図４に示したブロックヒーターの断面図に基づいてブロックヒーターの各構成要素を説明する。
【0053】
【0054】
図４を参照すると、ブロックヒーター４００ａは、ガスライン３００を収容する熱伝達部４１０、熱伝達部４１０を取り囲んで外観をなすハウジング４２０、所定の熱を供給する発熱体４３０、及び発熱体４３０を遮蔽するカバープレート４４０を含むことができる。
【0055】
熱伝達部４１０はガスライン３００の形状に対応するように形成され、発熱体４３０から供給された所定の熱がガスライン３００に伝導されるようにガスライン３００の表面と接触することができる。
【0056】
熱伝達部４１０は熱伝導率に優れた素材からなることが好ましい。一例として、熱伝達部４１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）及びこれらの組合せからなる群から選択されるものを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。熱伝導の高い素材から形成された熱伝達部４１０は、発熱体４３０から伝達された熱をガスライン３００に円滑に伝導することができる。
【0057】
熱伝達部４１０の表面は耐食性及び耐磨耗性に優れるようにアノダイジング（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）処理され、前記処理によって熱伝達部４１０の表面には酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）被膜が形成されることができる。
【0058】
そして、熱伝達部４１０の一端にはガスライン３００の外周面に対応する形状を有する少なくとも一つの溝４１７（例えば、凹溝４１７１、４１７３及び段溝４１７５を含む）が形成され、他端には発熱体４２０を収容するように所定の深さに陷沒した収容溝４１９が形成されることができる。
【0059】
発熱体４３０は、ガスライン３００に流動する工程ガスを一定温度に加熱することができるように、熱伝達部４１０に所定の熱を供給することができる。
【0060】
発熱体４３０は、発熱部位が前面に均一に分布するように、温度分布が均一な面状発熱体から形成されることができる。
【0061】
発熱体４３０は熱伝達部４１０の他端に形成された収容溝４１９に装着されることができる。ここで、収容溝４１９と発熱体４２０との間に別途の空間又はエアポケット（ａｉｒ ｐｏｃｋｅｔ）が形成されないように、収容溝４１９の深さ乃至幅と発熱体４２０の厚さ乃至幅はそれぞれ互いに対応することができる。その理由は、収容溝４１９と発熱体４２０との間の接合面にエアポケットが発生する場合、部分発熱によって熱伝達部４１０に均一な温度を提供することができないからである。
【0062】
カバープレート４４０は発熱体４３０を挟んで熱伝達部４１０と対向して配置される。また、カバープレート４４０は、収容溝４１９に装着された発熱体４３０を遮蔽するように、熱伝達部４１０の他端及び発熱体４３０上に配置される。
【0063】
カバープレート４４０は発熱体４３０から発散される熱の均一度を向上させ、発熱体４３０の位置を固定するために提供されることができ、一例として炭化ケイ素（Ｓｉｃ）素材からなることができる。
【0064】
ハウジング４２０は熱伝達部４１０及び／又はカバープレート４４０を取り囲んでブロックヒーター４００ａの外観をなすことができる。
【0065】
ハウジング４２０は、発熱体４３０から供給された熱がブロックヒーター４００ａの外部に漏出することを遮断するために、高耐熱性断熱材から構成されることができる。高耐熱性断熱材の一例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、ＰｏｌｙＥｔｈｅｒ Ｅｔｈｅｒ Ｋｅｔｒｏｎ）などの素材を使うことができる。
【0066】
また、断熱乃至発熱性能を向上させるために、ハウジング４２０の内側面には発熱体４３０から放出される熱を熱伝達部４１０に反射するためのコーティング層が提供されることもできる。
【0067】
そして、ハウジング４２０の内面とカバープレート４４０の外面との間には所定の空気層（ａｉｒ ｇａｐ）４５０が形成されることができる。その理由は、ハウジング４２０の内部に空気層４５０が形成されない場合、発熱体４３０で生成された熱がカバープレート４４０を介してハウジング４２０の内部に伝導され、前記伝導された熱によってハウジング４２０の断熱性能が著しく低下することができるからである。
【0068】
よって、一実施例によるブロックヒーター４００ａは、ハウジング４２０の内部に別途の空気層４５０を形成することにより、発熱体４３０とハウジング４２０との間の熱流動経路を制御し、ハウジング４２０の断熱性能を確保することができる。
【0069】
ここで、空気層４５０の幅ｄ１は発熱体４３０の幅ｄ２と同一であるか対応することができる。もしくは、空気層４５０の面積は発熱体４３０の面積と同一であるか対応することもできる。
【0070】
一方、前述したように、発熱体４３０は均一な温度の熱を提供するために熱伝達部４１０の収容溝４１９とカバープレート４４０によって遮蔽されるように設計される。ここで、熱伝達部４１０の一側及び／又は他側には設計上の理由で発熱体４２０が直接配置されない。したがって、ガスライン３００全体にわたって局部的な温度差が発生しないようにするためには、隣接したブロックヒーターと連結される熱伝達部４１０の一側及び／又は他側での熱伝導効率を高めることができる方案が必要である。これについて、図５～図７を参照して以下で説明する。
【0071】
【0072】
図５は本発明の一実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【0073】
図５の（ａ）に示した分解斜視図を参照すると、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂは一側と他側にそれぞれ凹部４１５と凸部４１３が形成された同じ形状を有する。ここで、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂはガスライン３００の長手方向に順次配置されることができる。
【0074】
第１熱伝達部４１０ａは一側に形成された凹部４１５ａ及び他側に形成された凸部４１３ａを含み、第２熱伝達部４１０ｂは一側に形成された凹部４１５ｂ及び他側に形成された凸部４１３ｂを含むことができる。
【0075】
凸部４１３はブロックボディー４１１の外側面から所定長さだけ突設された結合突起４１３１を含み、凹部４１５は、ブロックボディー４１１の外側面から所定長さだけ陷沒した結合溝４１５１と、結合溝４１５１が形成されることによって両端に形成される側壁４１５３とを含む。
【0076】
図５の（ｂ）に示した組立斜視図を参照すると、第１熱伝達部４１０ａの他側に形成された凸部４１３ａは第２熱伝達部４１０ｂの一側に備えられた凹部４１５ｂと重畳して互いに締まりばめ方式で密着して締結される。
【0077】
凹部４１５ｂは凸部４１３ａが挿入可能な大きさに形成され、結合突起４１３１が結合溝４１５１の内側に装着されることができるように、結合突起４１３１の幅は結合溝４１５１の幅と同一であることができる。ここで、結合突起４１３１の幅はおよそ３ｍｍ～８ｍｍであることができるが、本発明の範疇が必ずしもこれに限定されるものではない。
【0078】
一方、第１発熱体（図示せず）から供給された熱は第１熱伝達部４１０ａの他側凸部４１３ａと重畳した第２熱伝達部４１０ｂの一側凹部４１５ｂを介して第２熱伝達部４１０ｂに伝導され、第２発熱体（図示せず）から供給された熱は第２熱伝達部４１０ｂの一側凹部４１５ｂと重畳した第１熱伝達部４１０ａの他側凸部４１３ａを介して第１熱伝達部４１０ａに伝導されることができる。
【0079】
このように、第１熱伝達部４１０ａの他側結合突起４１３１とこれと重畳する第２熱伝達部４１０ｂの一側側壁４１５２との間には矢印に沿って熱伝導経路が形成されるので、隣接した第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂが結合される領域Ｂで温度補償がなされることができる。これにより、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂ全体にわたって均一な温度分布を維持することができる。もしくは、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３内でガスライン３００を均一に加熱することができる。
【0080】
図６は本発明の他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【0081】
図６の（ａ）に示した分解斜視図を参照すると、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂのそれぞれは両側に凹部４１５ａ又は凸部４１３ｂが形成され、互いに異なる形状を有する。ここで、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂはガスライン３００の長手方向に互いに交互に配置されることができる。
【0082】
第２熱伝達部４１０ｂは両側に凸部４１３ｂが形成され、第２熱伝達部４１０ｂの一側と他側に配置される第１及び第３熱伝達部４１０ａ、４１０ｃはそれぞれ両側に凹部４１５ａ、４１５ｃが形成されることができる。このように、両側に凹部４１５ａ、４１５ｃがそれぞれ形成された第１及び第３熱伝達部４１０ａ、４１０ｃの間に第２熱伝達部４１０ｂが配置される場合、使用者は維持補修作業の際、所定の熱伝達部を容易に着脱することができるという利点がある。
【0083】
図６の（ｂ）に示した組立斜視図を参照すると、第１熱伝達部４１０ａの他側に形成された凹部４１５ａは第２熱伝達部４１０ｂの一側に備えられた凸部４１３ｂと重畳して互いに締まりばめ方式で密着して締結され、第２熱伝達部４１０ｂの他側に形成された凸部４１３ｂは第３熱伝達部４１０ｃの一側に備えられた凹部４１５ｃと重畳して互いに締まりばめ方式で密着して締結される。
【0084】
図示のように、隣接した熱伝達部は互いに重畳する噛合構造に形成されることにより、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの結合領域Ｂ１及び／又は第２及び第３熱伝達部４１０ｂ、４１０ｃの結合領域Ｂ２のそれぞれに熱伝導経路が形成され、形成された熱伝導経路に沿って温度補償がなされるので、第１～第３熱伝達部４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ全体にわたって均一な温度分布を維持することができる。もしくは、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３内でガスライン３００を均一に加熱することができる。
【0085】
図７は本発明のさらに他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーの熱伝達部を示す斜視図である。
【0086】
図７の（ａ）に示した分解斜視図を参照すると、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂのそれぞれは両側に凹部４１５ａ、４１５ｂが形成され、互いに同じ形状を有する。ここで、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの間には連結部４１２が配置されることができる。
【0087】
連結部４１２は第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの凹部４１５ａ、４１５ｂに挿入可能な大きさを有するように形成され、連結部４１２の幅ｄ３は第１熱伝達部４１０ａの他側結合溝４１５１の第１幅ｄ４と第２熱伝達部４１０ｂの一側結合溝４１５１の第２幅ｄ５の和と同一であることができる。ここで、連結部４１２の幅ｄ３はおよそ３ｍｍ～８ｍｍであることができるが、本発明の範疇が必ずしもこれに限定されるものではない。
【0088】
連結部４１２は熱伝導率に優れた素材からなることができる。一例として、連結部４１２は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）及びこれらの組合せからなる群から選択されるものを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0089】
また、連結部４１２は第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂと同じ熱伝導率を有する素材から形成されることが好ましい。仮に、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂと連結部４１２の熱伝導率が互いに異なる場合、ガスライン３００の部位ごと伝導される熱量に差が発生し、よってガスライン３００全体にわたって均一な温度分布を維持することができないからである。
【0090】
図７の（ｂ）に示した組立斜視図を参照すると、連結部４１２は第１熱伝達部４１０ａの他側に形成された凹部４１５ａ及び第２熱伝達部４１０ｂの一側に形成された凹部４１５ｂと重畳して互いに締まりばめ方式で密着して締結される。
【0091】
ここで、連結部４１２の前面４１２ａはガスライン３００の表面と当接しており、前記前面４１２ａの反対側の背面４１２ｂはブロックボディー４１１と同一面上に配置される。そして、連結部４１２の上面及び下面のそれぞれは凹部４１５ａ、４１５ｂと直接接触し、側面はブロックボディー４１１と直接当接している。
【0092】
一方、第１発熱体（図示せず）から供給された熱は第１熱伝達部４１０ａの他側凹部４１５ａと重畳する連結部４１２を介して第２熱伝達部４１０ｂに伝導され、第２発熱体（図示せず）から供給された熱は第２熱伝達部４１０ｂの一側凹部４１５ｂと重畳する連結部４１２を介して第１熱伝達部４１０ａに伝導されることができる。すなわち、隣接した第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂは連結部４１２によって互いに重畳する噛合構造が形成され、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの結合領域Ｂに熱伝導経路が形成され、形成された熱伝導経路に沿って温度補償がなされるので、第１及び第２熱伝達部４１０ａ、４１０ｂ全体にわたって均一な温度分布を維持することができる。もしくは、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３内でガスライン３００を均一に加熱することができる。
【0093】
以下では、図８を参照して３方バルブを含むガスライン３００に適用可能なブロックヒーターの構造について説明する。
【0094】
図８は本発明の一実施例による３方バルブを含むガスラインに適用されるブロックヒーターを説明するための図である。
【0095】
説明の便宜のために、図２で前述した内容と重複する内容は省略し、相違点を主に説明する。
【0096】
図８を参照すると、ブロックヒーターアセンブリー８００は、複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１～ｚ６のそれぞれに備えられる複数のブロックヒーター４００ａ～４００ｆを含むことができる。
【0097】
図８のＣ領域に示したように、複数のヒーティングゾーンｚ１～ｚ６の中で第５ヒーティングゾーンｚ５に備えられたガスライン３００は気化装置１００から流入した工程ガスを工程チャンバー２００ａ又はＥＶＡＣ２００ｂに選択的に流出させる３方バルブをさらに含むことができる。
【0098】
３方バルブは、流入口３４１及び第１及び第２流出口３４２、３４３が形成されたバルブ胴体３４０、前記バルブ胴体３４０に内蔵され、工程ガスが流れる通路を開閉するか方向を転換するボール（図示せず）などを含む。
【0099】
図３で前述したように、２方バルブを備えたガスライン３００と密着する熱伝達部４１０は前記ガスライン３００に嵌合されるようにガスライン３００に対応する形状を有する。特に、熱伝達部４１０には、２方バルブの胴体３２０と面接触するように、前記バルブ胴体３２０の外周面に対応する形状を有する凹溝４１７３が形成される。
【0100】
しかし、図８に示したように、３方バルブを備えたガスライン３００と密着する熱伝達部４１０の場合、３方バルブの胴体３４０に形成される溝４１７７は異なる形状を有することができる。仮に、前記バルブ胴体３４０の外周面に対応する形状を有するように熱伝達部４１０の表面に所定の溝を形成する場合、作業上の理由でバルブヘッド（図示せず）を装着することが不可能である。その理由は、２方バルブとは違い、３方バルブの場合、ガスラインの干渉によってバルブヘッド（図示せず）が取り付けられる位置が限定されるからである。
【0101】
よって、一実施例によるブロックヒーター４００ｅの熱伝達部４１０の表面には３方バルブを収容するための所定の溝４１７７が形成されることができる。前記溝４１７７は３方バルブの胴体３４０を収容するように十分な大きさを有するように形成されることができる。ここで、前記溝４１７７の内径はバルブ胴体３４０の外径より大きく形成される。
【0102】
そして、ブロックヒーター４００ｅは、前記溝４１７７とバルブ胴体３４０との間の空間に熱伝達部４１０と同じ熱伝導率を有する素材から形成された充填部４６０をさらに含むことができる。これは所定の熱が熱伝達部４１０からガスライン３００に均一に伝導されるようにするためのもので、前記溝４１７７の形成によって接触状態が断絶される部位での熱伝導効率を高めるためのものである。充填部４６０はガスライン３００に対する面接触を最大化して効果的な熱伝達を遂行することができる。
【0103】
図９は本発明のさらに他の実施例によるブロックヒーターアセンブリーを示した斜視図である。
【0104】
図９の（ａ）に示した分解斜視図を参照すると、ブロックヒーターアセンブリー４００は、複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂ、及び前記複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの間に配置される連結部４１２を含み、複数の熱伝達部のそれぞれ４１０ａ、４１０ｂは互いに同じ形状を有するように形成されることができる。
【0105】
熱伝達部４１０ａ、４１０ｂは、ブロックボディー４１１、及び前記ブロックボディー４１１の両側面に一体に形成される一対の突出部４１５を含み、突出部４１５は‘コ’字形又は‘Ｕ’字形の横断面を有し、ブロックボディー４１１の外側面から所定の厚さｄ４だけ突出するように形成される。
【0106】
このような突出部４１５は、第１セグメント４１５１、第１セグメント４１５１と向き合う第２セグメント４１５２、及び第１及び第２セグメント４１５１、４１５２の間に配置され、発熱体（図示せず）から供給された熱が外部に漏出することを遮断する第３セグメント４１５３を含み、ガスライン３００と面接触する凹溝４１７は前記突出部４１５によって開放することができる。熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの一側及び他側にはブロックボディー４１１の外側面と突出部４１５の内周面によって取り囲まれた開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）ＯＰが形成され、前記開口ＯＰには連結部４１２が挿入されることができる。
【0107】
連結部４１２は前記熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの一側と他側に形成された開口ＯＰに密着して挿入されることができる大きさ及び／又は形状を有する。例えば、連結部４１２と開口ＯＰの横断面はその面積及び形状が互いに同一であり、連結部４１２の幅ｄ３は突出部４１５の厚さｄ４の２倍であることができる（ｄ４＝ｄ３／２）。
【0108】
また、連結部４１２は複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂと同じ熱伝導率を有する素材から形成されることが好ましく、一例として、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）及びこれらの組合せからなる群から選択されるものを含むことができる。
【0109】
図９の（ｂ）に示した組立斜視図を参照すると、連結部４１２は、複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの一側及び他側に形成された開口ＯＰと重畳して互いに締まりばめ方式で密着して締結される。
【0110】
ここで、連結部４１２の前面４１２ａはガスライン３００の表面と当接しており、前記前面４１２ａの反対側の背面４１２ｂは熱伝達部４１０ａ、４１０ｂを構成する突出部４１５の第３セグメント４１５３と直接接触する。そして、連結部４１２の上面及び下面のそれぞれは突出部４１５の第１及び第２セグメント４１５１、４１５２のそれぞれと直接接触し、側面はブロックボディー４１１と直接当接している。
【0111】
すなわち、連結部４１２は複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂとの結合によって完全に包囲され、外部に露出されない。これにより、発熱体（図示せず）から供給された熱は連結部４１２と直接接触する突出部４１５の内周面で捕獲され、外部に流出する熱の損失経路が第３セグメント４１５３によって迂回／延長されるので、ブロックヒーターアセンブリー４００の断熱効率を改善することができる。
【0112】
また、複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂは連結部４１２と噛み合う構造を有するように互いに重畳するので、隣接した複数の熱伝達部４１０ａ、４１０ｂの間には矢印に沿って熱伝導経路が形成され、前記熱伝導経路に沿って温度補償がなされるので、全体的に均一な温度分布を維持することができる。これにより、ブロックヒーターアセンブリー４００は複数に区画されたヒーティングゾーンｚ１、ｚ２、ｚ３内でガスライン３００を均一に加熱することができる。
【0113】
実施例に基づいて前述したようにいくつかの実施例のみ記述したが、その他にも多様な形態の実施が可能である。前述した実施例の技術的内容は、互いに両立することができない技術ではない限り、多様な形態に組み合せられることができ、これにより新しい実施形態を具現することもできる。
【0114】
本発明は本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範疇内で他の特定の形態に具体化することができるというのは通常の技術者に自明である。よって、前記の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはいけなく、例示的なものと見なされなければならない。本発明の範囲は添付の請求範囲の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内の全ての変更は本発明の範囲に含まれる。
発明の実施のための形態
発明の実施のための形態
【0115】
発明の実施のための形態は前述した“発明を実施するための形態”で充分に説明した。
【産業上の利用可能性】
【0116】
本発明はブロックヒーター及びブロックヒーターアセンブリーに関するものである。よって、本発明は産業上利用可能性がある。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】