KR100810596B1 - 씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로의 외측부와 수평이송수단 사이에 형성되어 가열로 내부를 외부 이물질 및 외부 공기로부터 차단하여 가열로 내부의 기밀성을 높일 수 있는 씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 지지판에 안착되어 이송되는 반도체 소자를 가열하는 몸체부; 상기 몸체부 내에서 지지되어 회전되며, 상기 지지판을 이송시키는 롤러; 및 상기 몸체부의 외측면에 결합되며 상기 몸체부의 외측면에 노출되는 상기 롤러의 외주부와 이격되면서 상기 롤러를 감싸도록 형성되는 고정부와, 상기 고정부와 면-접촉하고 상기 롤러를 감싸도록 형성되어 상기 롤러와 함께 회전하는 회전부를 갖는 씰링 모듈;을 포함하는 가열로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

열처리, 가열로, 반도체 소자, 롤러, 오-링

Description

씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치{A sealing module and an apparatus for heat treatment of semiconductor device having the sealing module}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 열처리 장치에 사용되는 하나의 가열로(furnace)로의 외관을 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 가열로와 가열로의 외부로 노출된 롤러와의 연결 부위에 형성된 씰링 모듈를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 선 A-A'를 따라 절취한 씰링 모듈의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 씰링 모듈를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 반도체 소자 20: 지지판

100: 장입부 200: 가열부

210: 가열로 211: 가열로의 몸체부

212: 입구 222: 몸체부의 외측면

250: 롤러 251: 롤러의 외주부

260: 씰링 모듈 270: 고정부

280: 회전부 283: 오-링

290: 지지 브라켓 300: 공정부

400: 냉각부 500: 배출부

620: 오일-씰

640: 오일-씰 지지부

본 발명은 씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치에 관한 것으로, 가열로의 외측부와 수평이송수단 사이에 형성되어 가열로 내부를 외부 이물질 및 외부 공기로부터 차단하여 가열로 내부의 기밀성을 높일 수 있는 씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치에 관한 것이다.

평판디스플레이 장치 중에서 액정표시 장치(Liquid Crystal Display) 또는 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Display)는 활성소자로서 유리기판의 표면에 형성되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 포함하여 형성된다. 이러한 박막트랜지스터는 일반적으로 투명한 유리기판 또는 석영기판의 표면에 비정 질 실리콘 박막을 증착시킨 후 이를 결정실리콘 박막으로 결정화시키고 여기에 필요한 도펀트를 주입하여 활성화시켜 형성하게 된다.

이러한 유리기판에 형성된 비정질 실리콘 박막은 일반적으로 화학증착법(Chemical Vapor Deposition Method : CVD)에 의하여 형성되며, 소정의 열처리 과정에 의하여 다결정실리콘 박막으로 결정화되며, 필요한 도펀트가 주입되어 활성화된다.

비정질실리콘 박막을 결정화하는 방법은 기존에 여러 가지 방법이 제시되고 있으며, 고상 결정화 방법(Solid Phase Crystallizaton: SPC), 금속유도 결정화 방법(Metal Induced Crystallization: MIC), 엑사이머 레이저 결정화 방법(Excimer Laser Crystallization: ELC) 등이 있다.

그리고, 도펀트 활성화 공정은, 비정질실리콘 박막의 결정화 방법과 유사하게, 레이저 조사 또는 열처리 방법이 사용된다. 예를 들면, 엑사이머 레이저 어닐링(Excimer Laser Anneals: ELA)방법, 급속 어닐링(Rapid Thermal anneals: RTA)방법, 또는 로 어닐링(Furnace Annealing: FA) 방법 등이 있다.

이렇게 유리기판에 열처리를 이용해 비정질 실리콘 박막을 결정화하거나 도펀트를 주입하여 활성화시키기 위해서는 다수의 열처리로를 포함하는 열처리 장치가 구비된다.

이러한 종래의 열처리 장치는 다수의 열처리로 각각이 독립된 구조로 형성되어 이루어지며, 유리 기판을 인접한 열처리로로 이동시키기 위한 이송 수단, 예를 들어 석영재질의 롤러를 구비한다. 그리고, 열처리로의 외부로 노출된 롤러와 열처리로 외부면의 연결부위에는, 열처리로의 외부 공기 유입을 차단하기 위해 밀봉 플레이트가 설치거나, 밀봉 역할을 하면서 롤러를 직접적으로 지지하는 스크류부 및 오링(O-ring)이 설치된다.

그런데, 유리 기판을 인접한 열처리로로 이동하기 위해 석영재질의 롤러를 회전하면 석영재질의 롤러와 밀봉플레이트의 마찰 또는 석영재질의 롤러와 스크류부 및 오링의 마찰이 발생하기 때문에, 그 마찰에 의해 마모분과 같은 이물질이 발생한다. 이렇게 발생된 마모분은 회전하는 롤러를 타고 열처리로 내부로 유입되어 열처리로 내부를 오염시키고, 결국 유리기판을 오염시키는 문제점이 있다.

또한, 석영재질의 롤러와 밀봉플레이트의 마찰 또는 석영재질의 롤러와 스크류부 및 오링의 마찰에 의해 발생되는 마모분 때문에, 석영재질 롤러의 외주부와 열처리로의 외부면이 접하는 부분에 틈이 생겨 열처리로 내부로 외부 공기가 유입된다. 이로 인해, 열처리로의 내부 분위기가 손상되어, 비정질실리콘 박막의 결정화 공정 및 도펀트 활성화 공정시 유리기판의 불량이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 가열로의 외측부와 수평이송수단 사이에 형성되어 가열로 내부를 외부 이물질 및 외부 공기로부터 차단하여 가열로 내부의 기밀성을 높일 수 있는 씰링 모듈 및 이를 포함하는 반도체 소자의 열처리 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 씰링 모듈은 고정부와 상기 고정부와 면-접촉하는 회전부를 포함하며, 상기 고정부는 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되는 고정자; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 고정자에 결합되는 조절부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 조절부에 결합되는 연결부; 및 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 연결부에 결합되는 접촉부를 포함하고, 상기 회전부는 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 고정부의 접촉부와 면-접촉하는 윤활부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 윤활부에 결합되는 회전자; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 회전자의 홀 내면에 형성된 경사면에 밀착되어 상기 회전자에 결합되는 압착부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 회전자의 경사면에 연결되는 상기 회전자의 홀 내면에 형성된 결합홈에 끼워져 상기 압착부에 결합되는 가압부; 및 상기 회전자에 형성된 끼움홀을 통해 끼워짐으로서 상기 가압부를 고정하는 고정용 스크류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부는 홀 내면에 형성된 단차부를 포함하며, 상기 접촉부는 상기 연결부의 단차부에 결합될 수 있다.

상기 회전자는 상기 윤활부와 마주보는 일면에 형성된 연결홈을 포함하며, 상기 윤활부는 상기 회전자의 연결홈에 끼워져 결합될 수 있다.

상기 고정자, 상기 연결부, 상기 회전자, 상기 가압부는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성될 수 있다.

상기 조절부로는 유연성(flexiblity)을 갖는 금속제로 형성된 벨로우즈(bellows)가 이용될 수 있다.

상기 접촉부는 실리콘 카바이드(SiC) 재질로 형성될 수 있다.

상기 접촉부와 상기 연결부의 결합은 열에 의한 압입으로 이루어질 수 있다.

상기 윤활부는 내열성과 내마모성을 갖는 폴리 이미드 수지로 형성되는 엔지니어링 플라스틱일 수 있다.

상기 윤활부와 상기 접촉부의 면-접촉은 경면가공에 의해 이루어질 수 있다.

상기 압착부는 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 씰링 모듈은 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 조절부가 연결된 상기 고정자의 면의 반대면에 형성된 홈에 결합되는 부착부를 더 포함할 수 있다.

상기 부착부는 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 씰링 모듈은 상기 고정부의 연결부에 결합되는 오일-씰; 및 상기 오일-씰을 지지하여 형성되는 오일-씰 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 오일-씰은 일측이 상기 연결부의 홀 내면에 형성된 홈에 결합되고, 타측이 상기 오일-씰 지지부에 고정되며, 상기 오일-씰의 일측과 타측은 연결면을 통해 이어질 수 있다.

상기 오일-씰의 일측과 타측은 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성되며, 상기 연결면은 탄성력을 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성될 수 있다.

상기 오일-씰 지지부는 스테인레스 스틸 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 지지판에 안착되어 이송되는 반도체 소자를 가열하는 몸체부; 상기 몸체부 내에서 지지되어 회전되며, 상기 지지판을 이송시키는 롤러; 및 상기 몸체부의 외측면에 결합되며 상기 몸체부의 외측면에 노출되는 상기 롤러의 외주부와 이격되면서 상기 롤러를 감싸도록 형성되는 고정부와, 상기 고정부와 면-접촉하고 상기 롤러를 감싸도록 형성되어 상기 롤러와 함께 회전하는 회전부를 갖는 씰링 모듈;을 포함하는 가열로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 씰링 모듈의 고정자는 상기 몸체부의 외측면에 결합용 스크류부에 의해 결합될 수 있다.

상기 오일-씰 지지부는 상기 롤러의 외주부와 마주보도록 상기 고정부의 연결부에 결합되며, 상기 오일-씰은 상기 롤러의 외주부와 상기 오일-씰 사이에 상기 롤러의 길이방향으로 상기 몸체부 내부에서 바깥으로 연장되면서 상기 롤러의 외주부와는 이격될 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 연속적인 공정이 가능하도록 일련의 장치들이 연결된 인라인(in-line)시스템으로 이루어진다.

보다 자세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 장입부(100), 가열부(200), 공정부(300), 냉각부(400), 및 배출부(500)를 구비하는 구조로 이루어진다.

이러한 반도체 소자의 열처리 장치는 장입부(100)부터 배출부(500)가 서로 접하여 연속적으로 설치되어 가열부(200)와 공정부(300)와 냉각부(400)내의 열처리 공간에 외부의 공기가 유입되는 것을 방지하게 된다.

또한, 반도체 소자의 열처리 장치는 각 구성부가 독립적으로 제어되는 온도 제어 모듈과 독립적으로 구동되는 수평이송수단을 구비하여 형성되므로 각 구성부 별로 단계적으로 온도를 올리거나 내리면서 열처리를 수행할 수 있다.

또한, 반도체 소자의 열처리 장치는 열처리되는 반도체 소자의 변형이 발생되지 않도록 반도체 소자를 별도의 지지판(setter)에 안착시켜 이송하면서 열처리를 수행하게 된다.

따라서, 반도체 소자의 열처리 장치는 단계적으로 반도체 소자의 온도를 상승시키면서 반도체 소자의 변형 또는 손상을 방지할 수 있게 되므로 보다 빠른시간 내에 반도체 소자의 열처리를 수행할 수 있게 된다.

또한, 반도체 소자의 열처리 장치는 반도체 소자의 변형을 방지하면서 빠른시간 내에 열처리를 수행하게 되므로 보다 높은 온도, 600℃이상의 온도에서도 유리기판을 포함하는 반도체 소자의 열처리가 가능하게 된다.

반도체 소자의 열처리 장치에 의하여 열처리 되는 반도체 소자는 열처리가 필요한 다양한 반도체 소자를 의미하며, 상부에 비정질실리콘 박막이 형성된 유리기판, 다결정실리콘 TFT(Thin Film Transistor)가 형성된 유리기판을 포함한다. 또한, 반도체 소자는 상면에 반도체 박막을 형성하기 위하여 예비수축(pre-compaction)이 필요한 유리기판을 포함한다. 이하에서는, 반도체 소자가 비정질실리콘 박막이 형성된 유리기판인 경우에 대하여 설명한다.

먼저, 반도체 소자의 열처리 장치의 전체적인 구성을 설명한다.

장입부(100)는 열처리되는 반도체 소자를 소정 온도로 예열하여 가열부(200)로 이송하게 된다. 장입부(100)는 반도체 소자, 즉 비정질실리콘 박막이 형성된 유리기판이 변형되지 않도록 지지하면서 소정온도(예를 들면 200℃)까지 균일하게 예열하게 된다.

가열부(200)는 이송되는 반도체 소자를 소정의 온도로 가열하여 공정부(300)로 이송하게 된다. 가열부(200)는 독립적으로 온도가 제어되는 적어도 2개의 가열로(furnace)(210)를 포함하여 구성되며, 열처리 온도를 고려하여 적정한 수로 구성된다. 상기 가열로(furnace)는 그 내부에서 균일하게 온도로 제어되는 것이 바람직하다.

따라서, 가열부(200)는 각 가열로(210)가 각각 단계별로 적정한 온도로 설정되어 유지되며, 바람직하게는 마지막 가열로는 설정온도를 열처리 온도로 설정하여 가열부(200)에서 일부 열처리가 진행될 수 있도록 한다. 예를 들면, 반도체 소자의 열처리 온도가 600℃ 이면, 가열부(200)는 바람직하게는 3개의 가열로(210)를 포함 하여 구성되며, 장입부(100)에 연결된 첫번째 가열로는 장입부(100)의 예열온도를 300℃ 이상으로 유지되며, 두번째 가열로와 세번째 가열로는 열처리 온도인 600℃ 이상으로 유지하게 된다. 즉, 반도체 소자는 저온에서는 빠르게 가열온도를 상승시켜도 변형이 방지될 수 있으나, 고온에서는 변형이 발생할 가능성이 있으므로 서서히 가열온도를 상승시키는 것이 바람직하게 된다. 따라서, 가열부(200)는 가열로(210)의 유지 온도를 저온에서는 빠르게 가열되고, 고온에서는 서서히 가열되도록 설정하는 것이 바람직하게 된다.

공정부(300)는 이송된 반도체 소자를 소정의 열처리 온도에서 열처리하게 되며, 열처리가 종료되면 소정 온도로 유지되는 냉각부(400)로 이송하게 된다. 공정부(300)는 가열부(200)에 접하여 설치되며 할로겐램프로 구성되는 램프히터에 의한 가열과 유도기전력에 의한 유도가열에 의하여 이송되는 반도체 소자를 순간적으로 높은 온도로 가열하게 된다. 따라서, 공정부(300)는 반도체 소자를 순간적으로 높은 온도로 가열하며, 반도체 소자의 변형을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 공정부(300)는 유도기전력의 발생을 위한 자성코아와 유도코일을 포함하여 형성된다.

냉각부(400)는, 가열부(200)와 마찬가지로, 독립적으로 온도가 제어되는 적어도 2개의 가열로(furnace)(410)를 포함하여 구성되며, 공정부(300)에 연결된 첫번째 가열로는 공정부(300)의 열처리 온도로 유지되며, 두번째 가열로는 500℃ 정도로 유지하며, 세번째 가열로는 배출 온도를 고려하여 300℃ 이하로 유지하게 된다. 따라서, 냉각부(400)는 보다 빠른 시간 내에 반도체 소자를 냉각시키는 것이 가능하게 된다. 냉각부(400)는 이송된 반도체 소자를 단계별로 소정 온도로 냉각시 킨 후 배출부(500)로 이송하게 된다.

배출부(500)는 이송된 반도체 소자의 변형이 발생되지 않는 소정 온도(일반적으로 100℃ 이하)까지 반도체 소자가 변형되지 않도록 균일하게 냉각시켜 다음 공정으로 이송하게 된다. 따라서, 냉각부(400)는 이송되는 반도체 소자가 균일하게 냉각될 수 있도록 하는 다양한 냉각수단을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 배출부(500)는 반도체 소자의 균일한 냉각을 위하여 반도체 소자의 상면을 가열할 수 있는 가열수단을 구비할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 열처리 장치에 사용되는 하나의 가열로(furnace)의 외관을 도시한 사시도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치에 사용되는 가열로(furnace)(210)는 지지판(20)에 안착되어 이송되는 반도체 소자(10)를 가열하는 몸체부(211)와, 몸체부(211) 내에서 지지되어 회전되며 반도체 소자(10)와 지지판(20)을 수평으로 이송시키는 롤러(250), 및 롤러(250)와 몸체부(211)의 외측면(222)에 결합되며 롤러(250)를 감싸도록 형성되는 고정부 및 고정부와 면-접촉하고 롤러(250)를 감싸도록 형성되어 롤러(250)와 함께 회전하는 회전부를 갖는 씰링 모듈(260)을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 가열로(210)로는 가열부, 공정부, 및 배출부에 모두 사용될 수 있으며, 아래에서는 가열부(200)의 가열로(210)를 예로 들어 설명할 것이다.

가열로(210)는 일측에 지지판(20)과 반도체 소자(10)가 장입되는 입구(212)와 타측에 지지판(20)과 반도체 소자(10)가 배출되는 출구(미도시)가 소정 높이로 형성된다. 또한, 가열로(210)는 내부에 지지판(20)이 이송되어 가열되는 위치를 감지하는 위치센서(미도시)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 가열로(210)는 내부에 질소 가스와 같은 불활성 가스를 일정하게 공급하는 가스 공급수단(미도시)을 구비할 수 있다. 가열로(210)는 공급되는 가스에 의하여 내부가 일정한 분위기의 내압으로 유지될 수 있으며, 외부의 공기가 유입되는 것이 방지되어 내부 온도가 보다 균일하게 유지될 수 있다. 가스 공급수단을 바람직하게는 가스가 가열로(210)의 상부에서 내부로 공급되고 가열로(210)의 하부로 배출되도록 구성된다.

몸체부(211)는 상부 몸체(211a) 및 하부 몸체(211b)로 이루어진다.

상부 몸체(211a) 및 하부 몸체(211b)는 내부에 내벽을 따라 부착되는 단열재(미도시), 가열로(210) 내부의 균일한 가열을 위하여 소정의 금속판으로 이루어지는 전도판(미도시), 단열재 및 전도판 사이에 개재된 가열수단(미도시)을 구비한다. 여기서, 상부 몸체(211a) 및 하부 몸체(221b)의 내부면은 석영재질로 형성되어 내부의 열처리 공간이 오염되는 것을 방지하게 된다. 그리고, 가열수단은 일반적인 열처리로에서 적용되는 저항 히터 및 램프 히터 중 어느 하나일 수 있다.

롤러(250)는 대략 원기둥 형상으로 형성되며, 가열로(210)의 내측에 소정 간격으로 다수 개가 설치된다. 롤러(250)는 가열로(210)의 크기와 이송되는 지지판(20)의 크기에 따라 소정 간격으로 형성된다. 이러한 롤러(250)는 지지판(20)의 이송방향, 입구(212)와 출구(미도시)의 방향에 수직한 방향으로 설치되며, 가열로(210)의 외부로 연장되어 별도의 회전수단(미도시)의하여 회전된다. 여기서, 롤러(250)는 석영(quartz)으로 형성되어 지지판(20)의 이송과정에서 마찰에 따른 오 염물질의 발생이 최소화되도록 한다.

한편, 미설명 부호인 290은 롤러(250)에 연결되어 롤러(250)를 지지하는 지지 브라켓이다.

씰링 모듈(260)은 몸체부(211)의 외측면(222)과 가열로(210) 외부로 노출된 롤러(250)와의 연결부위에 형성되는 것으로, 롤러(250)와 가열로(210) 내부로 외부 공기가 유입되지 않도록 실링부재로서 역할을 하면서 일부가 롤러(250)에 거의 닿지 않을 정도로 롤러를 감싸게되어 롤러(250)를 지지하는 지지부재로서 역할을 한다. 이러한 씰링 모듈(260)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서는 도 3 및 도 4를 통해 설명하기로 한다.

도 3은 도 2에 도시된 가열로와 가열로의 외부로 노출된 롤러와의 연결 부위에 형성된 씰링 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 선 A-A'를 따라 절취한 씰링 모듈의 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 씰링 모듈(260)은 몸체부(211)의 외측면(222)과 롤러(250)의 연결부위에 롤러(250)의 외주부(251)와 이격되면서 롤러(250)를 감싸도록 형성되는 고정부(270)와, 고정부(270)와 면-접촉하고 롤러(250)의 외주부(251)에 거의 닿지 않을 정도로 롤러(251)를 감싸도록 형성되는 회전부(280)를 포함한다.

씰링 모듈(260)의 고정부(270)는 고정자(stator)(271), 결합용 스크류부(272), 부착부(273), 조절부(274), 연결부(275) 및 접촉부(276)를 포함한다. 그리고, 씰링 모듈(260)의 회전부(280)는 윤활부(281), 회전자(rotar)(282), 압착 부(283), 가압부(284) 및 고정용 스크류부(285)를 포함한다.

고정부(270)의 고정자(271)는 중앙에 롤러(250)보다 큰 직경을 갖는 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 고정자(271)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입되어 롤러(250)의 외주부(251)에 이격된 채로 롤러(250)를 감싼다.

이러한 고정자(271)는 가열로(210)에 포함되는 몸체부(211)의 외측면(222)에 결합용 스크류부(272)를 이용해 결합된다. 여기서, 고정자(271)와 가열로(210)에 포함되는 몸체부(211)의 외측면(222)과의 부착력을 높이기 위해, 가열로(210)에 포함되는 몸체부(211)의 외측면(222)과 고정자(271) 사이에 부착부(273)가 설치될 수 있다.

이러한 부착부(273) 또한 중앙에 롤러(250)보다 큰 직경을 갖는 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성되며, 부착부(273)로는 압착 가능한 재질, 예를 들어 고무 재질의 오-링이 이용될 수 있다.

그리고, 고정자(271)의 중앙에 형성된 홀로부터 바깥쪽 방향의 외측부에는, 결합용 스크류부(272)가 고정자(271)를 통과하여 몸체부(211)에 삽입되도록 결합용 스크류부(272)가 끼워질 수 있는 홀(271a)이 형성된다. 또한, 가열로(210)에 포함되는 몸체부(211)의 외측면(222)과 마주보는 고정자(271)의 일면에는 부착부(273)가 끼워질 수 있는 홈(271b)이 형성된다. 여기서, 고정자(271)는 감싸고 있는 롤러(250)를 외력으로부터 보호할 수 있을 정도의 강도를 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel)재질로 형성된다.

한편, 결합용 스크류부(272)는 본 발명에서 나사로 사용되나, 고정자(271)를 가열로(210)에 포함되는 몸체부(211)의 외측면(222)에 고정시킬 수 있는 것이면 어느 것이라도 무방하다.

조절부(274)는 유연성(flexibilty)을 갖는 대구경의 금속제로 형성되며, 롤러(250)에 삽입되어 롤러(250)에 이격된 채로 롤러(250)를 감싸는 형태로 고정자(271)의 타면에 용접으로 결합된다. 이러한, 조절부(274)는 롤러(250)가 외부 이물질로부터 오염되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 조절부(274)는 유연성(flexibilty)을 가지기 때문에, 이후에 설명될 회전부(280)가 롤러(250)의 회전에 의해 상·하로 이동할 경우 조절부(274)는 이동되는 회전부(280)와 동일한 방향으로 이동함으로써 롤러(250)를 중심으로 고정부(270)와 회전부(280)의 균형을 유지하는 역할을 한다. 여기서, 조절부(274)로는 유연성(flexiblity)을 갖는 금속제인 벨로우즈(bellows)가 이용될 수 있다.

연결부(275)는 중앙에 롤러(250)보다 큰 직경을 갖는 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 이러한 연결부(275)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입되고, 조절부(274)에 용접으로 결합된다. 여기서, 연결부(275) 또한 롤러(250)에 끼워져 롤러(250)의 외주부(251)에 이격된 채로 롤러(250)를 감싸며, 외력으로부터 롤러(250)를 보호할 수 있도 정도의 강도를 갖는 스테인레스 스틸(stainless steel)재질로 형성된다. 여기서, 연결부(275)는 홀 내면에 형성된 단차부(275a)를 포함하며, 단차부(275a)는 하기될 접촉부(276)가 연결부(275)에 열에 의한 압입으로 결합될 때 접촉부(276)를 잡아주는 지지체로서의 역할을 한다.

접촉부(276)는 중앙에 롤러(250)보다 큰 직경을 갖는 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 이러한 접촉부(276)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입되고, 상술한 바와 같이 연결부(275)의 단차부(275a)에 열에 의한 압입으로 결합된다. 여기서, 접촉부(275)는 하드성(hard) 및 내마모성(abrasion-resistant)이 좋은 실리콘 카바이드(SiC) 재질로 형성되어, 외부 충격 및 마찰에 대해 저항력이 높다. 이에 따라, 접촉부(275)는 롤러(250)를 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 고정부(270)는 롤러(250)에 직접적으로 접촉되지 않으면서 롤러(250)를 감싸 롤러(250)의 회전시 롤러(250)와의 마찰이 없다. 이에 따라, 고정부(270)는 롤러(250)와의 마찰로 인한 이물질 발생을 방지할 수 있으며, 또한 외부 공기의 유입을 방지할 수 있다.

씰링 모듈(260)에 포함되는 회전부(280)의 윤활부(281)는 롤러(250)보다 큰 직경을 갖는 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 이러한 윤활부(281)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입되고, 고정부(270)의 접촉부(276)와 경면 가공에 의해 면-접촉으로 연결된다. 여기서, 윤활부(281)로는 내열성과 내마모성을 갖는 폴리이미드 수지로 형성되는 엔지니어링 플라스틱이 이용된다. 이렇게 내열성과 내마모성을 갖는 윤활부(281)는 반도체 소자의 열처리시 고온의 환경에서 변형이 적으며, 롤러(250)의 회전시 고정부(270)의 접촉부(276)와 회전부(280)의 윤활부(281)의 접촉 마찰에 따라 발생하는 마모분의 발생을 방지할 수 있다.

회전자(rotator)(282)는 중앙에 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 이 때, 회전자(282)의 홀은 회전자(282)가 롤러(250)에 삽입시 롤러(250)의 외주부(251)에 닿지 않은 정도의 직경을 갖도록 형성된다. 이렇게, 회전자(282)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입시 롤러(250)의 외주부(251)에 닿지 않을 정도로 위치하므로, 회전자(282)와 롤러(250) 사이에 외부 이물질이 유입될 공간이 거의 없다. 따라서, 외부 이물질이 회전하는 롤러(250)를 타고 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 회전자(282)는 롤러(250)에 삽입되어 윤활부(281)와 결합되도록, 윤활부(281)와 대향하는 면에 윤활부(281)가 끼워질 수 있도록 형성된 연결홈(282a)을 포함한다. 이러한 회전자(282)의 연결홈(282a)은 윤활부(281)가 회전자(282)에 결합될 때, 윤활부(281)를 잡아주는 지지체로서의 역할을 한다.

그리고, 회전자(282)는 이후에 설명될 압착부(283)가 결합될 수 있도록 홀 내면에 형성된 경사면(282b)과, 또한 이후에 설명될 가압부(284)가 결합될 수 있도록 경사면(282b)에 연결되는 홀 내면에 형성된 결합홈(282c)과, 또한 이후에 설명될 고정용 스크류부(285)가 끼워질 수 있도록 외주부에 형성된 끼움홀(282d)을 포함한다. 여기서, 회전자(282)의 경사면(282b)은 압착부(283)가 회전자(282)에 결합될 때 압착부(283)를 잡아주는 지지체로서의 역할을 하며, 회전자(282)의 결합홈(282c)은 가압부(284)가 압착부(283)에 결합될 때 가압부(284)를 잡아주는 지지체로서의 역할을 한다. 이렇게 회전자(282)에 형성되는 경사면(282b)은 단차부로 형성될 수도 있다. 상기와 같이 구성되는 회전자(282)는 롤러(250)를 외부로부터 보호할 수 있는 정도의 강도를 갖는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성된다.

압착부(283)는 중앙에 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성되고 롤러(250)에 삽입되어 회전자(282)와 가압부(284) 사이에 위치한다. 이때, 압착부(283)의 홀은 압착부(283)가 롤러(250)에 삽입시 롤러(250)의 외주부(251)에 닿지 않은 정도의 직경을 갖도록 형성된다.

이러한 압착부(283)는 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)에 삽입시 회전자(282)에 형성된 경사면(282b)에 밀착되어 회전자(282)에 견고하게 결합된다. 다시 말해서, 압착부(283)는 가압부(284)에 의해 회전자(282)의 경사면(282b)에 밀착될 때 압착부(283) 자체가 압축되어 회전자(282)에 견고하게 밀착된다. 이러한 압착부(283)는, 가열로(210) 외부로 노출되며 가열로(210)에 포함된 몸체부(211)로부터 바깥방향으로 멀리 떨어진 롤러(250)의 일부분을 외부 공기로부터 미리 차단하여 가열로(210)의 기밀을 유지한다. 물론, 가열로(210) 외부로 노출된 롤러(250)의 일부분을 제외한 롤러(250)의 나머지 부분은 고정부(270), 윤활부(281) 및 회전자(282)로 감싸져 있어 밀봉이 이루어져 있지만, 실질적으로, 압착부(283)가 가열로(210) 외부로 노출된 롤러(250)의 외주부(251)에 거의 닿지 않을 정도로 위치하면서 회전자(282)에 밀착되어 가열로(210)의 기밀을 높이는 역할을 하며 동시에 롤러(250)를 지지하는 역할을 한다. 여기서, 압착부(283)로는 탄성력이 있는 재질, 예를 들어 고무재질의 오-링(O-ring)이 이용된다. 이렇게 압착부(283)는 탄성력을 갖는 재질의 오-링(O-ring)으로 이루어져 압축 및 팽창이 가능하기 때문에, 롤러(250)의 외주부(251)에 접촉되어도 롤러(250)의 회전을 방해시키지는 않는다.

가압부(284)는 중앙에 홀을 가지고 대략 링 형태로 형성된다. 이때, 가압 부(284)의 홀은 가압부(284)가 롤러(250)에 삽입시 롤러(250)의 외주부(251)에 닿지 않은 정도의 직경을 갖도록 형성된다.

이러한 가압부(284)는 가열로(210)의 외부에 노출된 롤러(250)에 삽입되고, 회전자(282)에 형성된 결합홈(282c)에 끼워진다. 이때, 가압부(284)에는 회전자(282)의 외주부에 형성된 끼움홀(282d)를 통해 끼워지는 고정용 스크류부(285)가 끼워질 수 있는 홈이 형성되어 있다. 이러한 고정용 스크류부(285)가 가압부(284)에 형성된 홈에 끼워져 고정되면서, 가압부(284)가 압착부(283)를 밀어줌으로써 압착부(283)를 압축시키는 역할을 한다. 여기서, 가압부(284)는 외력에 대해 저항력을 갖는 강도 높은 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성될 수 있으며, 고정용 스크류부(285)로는 결합용 스크류부(272)와 마찬가지로 나사가 사용될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 회전부(280)는 압착부(283)가 롤러(250)에 거의 닿지 않을 정도로 롤러(250)를 감싸기 때문에, 롤러(250)를 지지하면서 외부 공기의 유입을 차단할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 가열로(210)를 구성하는 몸체부(211)의 외측면(222)과 가열로(210)의 외부로 노출된 롤러(250)의 연결부위를, 롤러(250)의 외주부(251)에 이격된 채로 롤러(250)를 감싸는 고정부(270)와, 고정부(270)와 면접촉하면서 롤러(250)의 외주부(251)에 밀착되는 압착부(283)를 가지고 롤러(250)를 감싸는 회전부(280)를 포함하는 씰링 모듈(260)로 밀봉한다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 가열로(210)의 내부로 유입될 수 있는 외부 공기를 차단함으로써 가열로(210)의 기밀을 높일 수 있으며, 외부 이물질이 회전하는 롤러(250)를 통해 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가열로(210)에서 반도체 소자(10)의 열 처리시, 외부 공기 유입으로 인해 반도체 소자(10)의 공정상의 불량을 방지할 수 있으며, 외부 이물질의 유입으로 인한 반도체 소자(10)의 오염불량을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 씰링 모듈을 도시한 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치와 비교할 때 씰링 모듈에 오일-씰(620) 및 오일-씰 지지부(640)를 더 추가하는 것만 제외하고 동일한 구성요소를 갖는다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치와 동일한 구성요소에 동일한 도면 부호를 붙이고, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치의 씰링모듈은 고정부(270), 회전부(280) 및 고정부(270)의 연결부(275)에 결합된 오일-씰(620) 및 오일-씰(620)을 지지하는 오일-씰 지지부(640)를 포함한다.

오일-씰(620)은 일측(620a)이 연결부(275)의 중앙 홀 내면에 형성되는 홈(275b)에 결합되고, 타측(620b)은 이후에 설명될 오일-씰 지지부(640)에 고정된다. 여기서, 오일-씰(620)의 일측(620a) 및 타측(620b)은 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 이루어질 수 있다. 그리고, 오일-씰의 일측(620a) 및 타측(620b)을 잇는 연결면(620c)은 스테인레스 스틸 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 연결면(620)은 탄성력을 갖도록 이루어질 수 있다.

이러한 오일-씰(620)은 반도체 소자(10)를 이송하기 위해 롤러(250)를 회전시 회전부(280)의 회전에 따라 고정부(270)가 롤러(250)의 외주부로 휘어지는 등의 고정부(270)의 변형을 방지하는 역할을 한다. 또한, 오일-씰(620)은 롤러(250)의 회전시 고정부(270)의 접촉부(276)와 회전부(280)의 윤활부(281)의 면-접촉으로 인해 발생될 수 있는 마모분이 가열로(210)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

오일-씰(620)을 지지하는 오일-씰 지지부(640)는 롤러(250)의 외주부(251)와 오일-씰(620) 사이에 롤러(250)의 길이방향으로 가열로(210)의 몸체부(211) 내부로부터 바깥방향으로 연장되어 형성된다. 여기서, 오일-씰 지지부(640)는 고정부(270)가 외력에 의해 롤러(250)의 외주부(251) 방향으로 기울어졌을때 고정부(270)를 다시 평행하게 하도록 오일-씰(620)이 고정부(270)의 연결부(275)와 롤러(250)의 외주부(251) 사이에서 늘어날 수 있는 정도의 폭을 갖도록 롤러(250)의 외주부(251)로부터 이격된다. 이러한 오일-씰 지지부(640)는 오일-씰(620)을 지지할 수 있는 정도의 강도를 갖는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성된다. 여기서, 오일-씰 지지부(640)는 몸체부(211)에 일체로 형성될 수도 있으며 별도로 형성될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치와 달리 씰링 모듈에 오일-씰(620) 및 오일-씰 지지부(640)를 더 추가함으로써 가열로(210) 내부로의 외부 공기 및 외부 이물질의 유입을 1차적으로는 회전부(280)가 방지하도록 하고, 2차적으로는 오일-씰(620) 및 오일-씰 지지부(640)가 방지하도록 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 열처리 장치보다 가열로(210)의 기밀성을 더 높일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 열처리 장치는 가열로 몸체부의 외측면과 가열로의 외부로 노출된 롤러의 연결부위를 가열로의 외부에 노출된 롤러를 이격된 채로 감싸는 고정부와, 고정부와 면-접촉하고 롤러의 외주부에 거의 닿지 않을 정도록 형성되는 오-링이 이용되는 압착부를 갖는 회전부를 포함하는 씰링모듈로 밀봉함으로써, 가열로 내부로의 외부 공기 및 외부 이물질 유입을 방지할 수 있다. 따라서, 가열로를 통해 반도체 소자의 열처리시 외부 공기 및 외부 이물질에 의해 발생하는 반도체 소자의 오염불량 및 공정상의 불량을 방지할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

1. 고정부와 상기 고정부와 면-접촉하는 회전부를 포함하며,

   상기 고정부는 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되는 고정자; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 고정자에 결합되는 조절부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 조절부에 결합되는 연결부; 및 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 연결부에 결합되는 접촉부를 포함하고,

   상기 회전부는 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 고정부의 접촉부와 면-접촉하는 윤활부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 윤활부에 결합되는 회전자; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 회전자의 홀 내면에 형성된 경사면에 밀착되어 상기 회전자에 결합되는 압착부; 중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 회전자의 경사면에 연결되는 상기 회전자의 홀 내면에 형성된 결합홈에 끼워져 상기 압착부에 결합되는 가압부; 및 상기 회전자에 형성된 끼움홀을 통해 끼워짐으로서 상기 가압부를 고정하는 고정용 스크류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결부는 홀 내면에 형성된 단차부를 포함하며,

   상기 접촉부는 상기 연결부의 단차부에 결합되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전자는 상기 윤활부와 마주보는 일면에 형성된 연결홈을 포함하며,

   상기 윤활부는 상기 회전자의 연결홈에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정자, 상기 연결부, 상기 회전자, 상기 가압부는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절부로는 유연성(flexiblity)을 갖는 금속제로 형성된 벨로우즈(bellows)가 이용되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉부는 실리콘 카바이드(SiC) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉부와 상기 연결부의 결합은 열에 의한 압입으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 윤활부는 내열성과 내마모성을 갖는 폴리 이미드 수지로 형성되는 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 윤활부와 상기 접촉부의 면-접촉은 경면가공에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 압착부는 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
11. 제 1 항에 있어서,

    중앙에 홀을 가지는 링 형태로 형성되어, 상기 조절부가 연결된 상기 고정자의 면의 반대면에 형성된 홈에 결합되는 부착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 부착부는 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 고정부의 연결부에 결합되는 오일-씰; 및

    상기 오일-씰을 지지하여 형성되는 오일-씰 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 오일-씰은 일측이 상기 연결부의 홀 내면에 형성된 홈에 결합되고, 타측이 상기 오일-씰 지지부에 고정되며,

    상기 오일-씰의 일측과 타측은 연결면을 통해 이어지는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 오일-씰의 일측과 타측은 탄성력을 갖는 고무재질의 오-링으로 형성되며,

    상기 연결면은 탄성력을 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 오일-씰 지지부는 스테인레스 스틸 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 모듈.
17. 지지판에 안착되어 이송되는 반도체 소자를 가열하는 몸체부;

    상기 몸체부 내에서 지지되어 회전되며, 상기 지지판을 이송시키는 롤러; 및

    상기 몸체부의 외측면에 결합되며 상기 몸체부의 외측면에 노출되는 상기 롤러의 외주부와 이격되면서 상기 롤러를 감싸도록 형성되는 고정부와, 상기 고정부와 면-접촉하고 상기 롤러를 감싸도록 형성되어 상기 롤러와 함께 회전하는 회전부를 갖는 씰링 모듈;을 포함하는 가열로를 구비하며,

    상기 씰링 모듈은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열처리 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 롤러의 외주부와 마주보도록 상기 고정부의 연결부에 결합되는 오일-씰; 및

    상기 롤러의 외주부와 상기 오일-씰 사이에 상기 롤러의 길이방향으로 상기 몸체부 내부에서 바깥으로 연장되면서 상기 롤러의 외주부와는 이격되도록 형성되며, 상기 오일-씰을 지지하는 오일-씰 지지부를 더 포함하며,

    상기 씰링 모듈의 고정자는 상기 몸체부의 외측면에 결합용 스크류부에 의해 결합되는 것을 특징으로 반도체 소자의 열처리 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 오일-씰은 일측이 상기 연결부의 홀 내면에 형성된 홈에 결합되고, 타측이 상기 오일-씰 지지부에 고정되며,

    상기 오일-씰의 일측과 타측은 연결면을 통해 이어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 열처리 장치.

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