KR100830237B1 - 대면적 기판 처리 시스템의 서셉터 구조물 - Google Patents

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Abstract

대면적 기판 처리 시스템 내에 설치되는 서셉터 구조물이 개시된다. 본 발명에 따른 서셉터 구조물은 기판을 가열하기 위한 열원을 제공하는 히터(100), 히터(100)의 상부를 덮으면서 복수개의 기판이 장착되는 보트가 안착되는 리드 서셉터(200) 및 히터(100)의 측면을 둘러싸는 가이드 서셉터(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 서셉터 구조물은 히터에서 발생된 열이 가이드 서셉터에 의해 히터 측면으로 누출되지 않고, 히터에서 발생된 미세 분진이 챔버 내부로 확산되는 것을 방지하는 효과가 있다.
챔버, 대면적 기판, 서셉터, 히터

Description

대면적 기판 처리 시스템의 서셉터 구조물{A structure for susceptor in large area substrate processing system}
도 1은 종래의 서셉터 구조물의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 구조물의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 3은 가이드 서셉터의 본체의 구성을 나타내는 사시도.
도 4a는 리드 서셉터의 센터 파트의 구성을 나타내는 사시도.
도 4b는 리드 서셉터의 사이드 파트의 구성을 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 히터 200 : 가이드 서셉터
300 : 리드 서셉터
본 발명은 대면적 기판 처리 시스템 내에 설치되는 서셉터 구조물에 관한 것으로서, 특히, 본 발명은 평면 디스플레이 제작을 위해 유리 기판에 소정의 물질을 증착하거나 증착된 소정의 물질을 열처리하는 공정 챔버의 내부에 설치되는 서셉터 구조물에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러지기 때문에, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판 처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
박형화, 경량화 및 저 소비전력화가 가능한 평판 디스플레이의 종류로는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등이 있다.
평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 열처리 장치로 구분될 수 있다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치로서, LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 또는 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)와 같은 화학 증착 장치와 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 증착 장치가 있다. 또한, 열처리 장치는 증착 공정 후에 수반되는 어닐링 단계를 담당하는 장치이다.
예를 들자면, LCD의 경우에 있어서, 대표적인 증착 장치로는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)의 비정질 실리콘 증착 장치가 되고, 대표적인 열처리 장치로는 상기 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 장치가 된다.
이와 같은 증착 및 열처리 공정을 수행하기 위해서는 유리 기판을 적절한 온도로 가열하여야 한다. 따라서, 통상적으로 공정 챔버 내에는 유리 기판이 안착되 는 서셉터(susceptor) 구조물이 설치되는데, 이러한 서셉터 구조물 내에는 발열체인 히터가 내장되어 있어 서셉터 상에 안착되는 복수개의 유리 기판이 장착된 보트를 가열할 수 있도록 구성된다. 다시 말하여 서셉터 구조물은 공정 챔버 내에서 유리 기판을 지지하고 가열하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 서셉터 구조물의 구성을 나타내는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 대면적 기판 처리 시스템인 공정 챔버(1)의 내측 하부에는 판형의 히터(2)를 설치하고 히터(2)의 상부에는 서셉터(3)를 설치한다. 서셉터(3)의 상부에는 복수개의 유리 기판이 장착된 보트(미도시)가 안착된다. 보트가 서셉터 상에 안착되면 히터(2)를 동작시켜 유리 기판을 가열하면서 증착 또는 열처리 공정을 수행한다.
그러나 도 1과 같은 종래의 서셉터 구조물은 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 히터에서 발생한 열은 서셉터를 통하여 유리 기판으로 전달되지만 일부의 열은 히터의 측면을 통하여 방출되어 낭비됨으로써 히터의 열효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 히터의 작동 중에 발생하는 미세 분진이 히터의 측면을 통하여 유리 기판으로 확산되는 문제점이 있다. 증착 및 열처리 과정 중에 유리 기판상에 히터로부터 방출된 미세 분진이 내려앉게 되면 평판 디스플레이의 특성이 심각하게 저하될 수 있다.
또한, 서셉터가 하나의 단일 판으로 구성되어 있기 때문에 서셉터 구조물 내에 장착되는 히터(2)가 작동하지 않는 경우에 히터의 교체가 용이하지 않는 문제점 이 있다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 히터의 상면부와 측면부를 모두 감싸는 리드 서셉터 및 가이드 서셉터로 구성되는 방식을 채택함으로써 열효율이 높고 미세 분진의 확산이 차단되고 히터의 교체가 용이한 대면적 기판 처리 시스템 내에 설치되는 서셉터 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 대면적 기판 처리 시스템 내에 설치되는 서셉터 구조물은 기판을 가열하기 위한 열원을 제공하는 히터와, 상기 히터의 상부를 덮으면서 상기 기판이 안착되는 리드 서셉터 및 상기 히터의 측면을 둘러싸는 가이드 서셉터를 포함한다.
상기 리드 서셉터는 각각 분리 가능한 세 개의 파트로 구성되며, 상기 세 개의 파트는 한 개의 센터 파트 및 서로 대칭되는 구조로 상기 센터 파트의 양측으로 배치되는 두 개의 사이드 파트로 구성될 수 있다.
상기 센터 파트의 하부에는 상기 가이드 서셉터와 결합되는 돌기가 형성될 수 있다.
상기 가이드 서셉터는 서로 대칭되는 구조로 대향 배치되어 각각의 단부가 밀착되어 있으면서 각각 분리 가능한 한 쌍의 본체와 상기 본체의 양단을 연결하여 지지하도록 하는 지지 로드를 포함할 수 있다.
상기 본체의 양단 상부에는 상기 리드 서셉터와 결합되는 홈이 형성될 수 있다.
상기 리드 서셉터 및 상기 가이드 서셉터는 석영, 세라믹 또는 그래파이트 로 제조될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 구조물의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 서셉터 구조물은 기판 가열을 위한 열원을 제공하는 히터(100), 2 개의 본체로 이루어져 히터(100)의 4 측면부를 둘러싸는 가이드 서셉터(200) 및 3 개의 파트로 이루어져 히터(100)의 상면부를 덮는 리드 서셉터(300)를 기본 구성으로 한다. 리드 서셉터(300) 상에는 복수개의 기판이 장착되는 보트(미도시)가 안착된다.
도시한 바와 같이, 히터(100)는 판 형상의 발열체가 복수개 적층되어 있는 구조로 되어 있다.
가이드 서셉터(200)를 구성하는 본체 및 리드 서셉터(300)를 구성하는 파트의 개수를 상기와 같이 제한할 필요는 없다. 예를 들어, 대면적 기판 처리 시스템의 크기가 증가함에 따라 본체와 파트의 개수는 늘어날 수 있다.
가이드 서셉터(200)와 리드 서셉터(300)는 석영 또는 세라믹과 같은 내열성이 우수한 재질로 제조되는 것이 바람직하다. 이는 히터에서 발생하는 열에 의하여 서셉터의 변형이 일어나지 않게 하기 위함이다. 그러나, 열전도성을 고려할 때 가이드 서셉터(200)와 리드 서셉터(300)를 그래파이트(graphite)로 제조할 수도 있다.
도 3은 가이드 서셉터(200)를 구성하는 서로 대칭되는 2 개의 파트 중 한 파트(220)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도시한 바와 같이, 가이드 서셉터(200)는 'ㄷ' 형태로 형성된 한 쌍의 본체(220)로 구성된다. 즉, 한 쌍의 본체(220)를 그 각각의 단부(端部)가 서로 마주 보도록 대향하여 배치된 후 이들을 결합시키면 가이드 서셉터(200)가 완성된다.
이때, 한 쌍의 본체(220)에 의해 히터의 4 측면이 모두 둘러싸이게 하는 것이 바람직하다.
본체(220)에는 본체의 양단을 연결하는 지지 로드(240)가 설치된다. 지지 로드(240)는 히터(100)와 접촉되지 않도록 본체(220)의 단변부(短邊部) 중 최상부 부근에 설치한다.
한 쌍의 본체(220)의 결합에 의해 가이드 서셉터(200)가 완성될 때, 본체(220)에 연결되어 있는 지지 로드(240)는 서로 평행하게 된다.
도 4a는 리드 서셉터의 센터 파트(320)의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4b는 리드 서셉터의 사이드 파트(380)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도시한 바와 같이, 리드 서셉터(300)는 직사각형의 플레이트 형상을 갖는 1 개의 센터 파트(320)와 직사각형의 플레이트 형상을 갖는 서로 대칭인 2 개의 사이드 파트(380)로 구성된다. 2 개의 사이드 파트(380)는 센터 파트(320)의 양쪽으로 결합된다.
이때, 리드 서셉터(300)는 히터(100)의 상부 전체를 덮을 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
리드 서셉터의 센터 파트(320)에는 가이드 서셉터의 본체(220)에 결합되기 위한 돌기(340)가 형성된다. 돌기(340)는 센터 파트(320)의 하부에 형성되며, 바람직하게는 4 꼭지점 부근에 형성된다.
이때, 가이드 서셉터(200)와 리드 서셉터(300)의 결합을 위해서, 가이드 서셉터(200)의 본체(220)의 양단 상부에는 돌기(340)가 삽입되는 홈(260)이 형성된다(도 3 참조).
여기서, 홈(260)의 형성 위치는 본체(22)의 단변부(短邊部)와 지지 로드(240)가 연결되는 영역에 근접하는 것이 바람직하다.
따라서, 한 쌍의 본체(220)의 결합에 의해 가이드 서셉터(200)가 완성된 후, 리드 서셉터(300)가 가이드 서셉터(200)에 결합될 때, 리드 서셉터(300)의 하부에 형성된 돌기(340)는 가이드 서셉터(200)에 형성된 홈(260)에 삽입된다. 이때, 돌기(340)가 홈(260)에 삽입된 상태에서 지지 로드(240)는 리드 서셉터(300)의 하부면에 접촉되어 리드 서셉터(300)를 지지한다.
이와 같이 본 발명에 따른 서셉터 구조물은 히터의 상면부와 4 측면부를 모두 둘러싸면서 복수개의 파트로 구성되는 방식으로서 히터의 상면부만을 덮으면서 단일 파트로 구성되는 종래의 방식에 비하여 다음과 같은 장점이 있다.
먼저, 종래의 방식과는 달리 서셉터 구조물이 히터의 상면부와 4 측면부를 모두 둘러싸고 있기 때문에 히터의 열이 모두 기판 가열에 사용되어 히터의 열효율 을 높일 수 있다. 아울러, 히터로부터 발생하는 미세 분진의 영향을 최소화할 수 있어서 평판 디스플레이 특성이 향상될 수 있다.
또한, 종래의 방식과는 달리 서셉터 구조물이 복수개의 파트로 구성되기 때문에 히터 고장시 히터를 용이하게 교체할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
본 발명에 따른 서셉터 구조물은 히터의 상면부와 4 측면부를 모두 감싸는 리드 서셉터 및 가이드 서셉터로 구성되는 방식을 채택함으로써 히터의 열효율이 높고 미세 분진의 확산이 차단되고 히터의 교체가 용이하다는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 대면적 기판 처리 시스템 내에 설치되는 서셉터 구조물에 있어서,
    기판을 가열하기 위한 열원을 제공하는 히터와,
    상기 히터의 상부를 덮으면서 상기 기판이 안착되는 리드 서셉터와,
    상기 히터의 측면을 둘러싸는 가이드 서셉터를 포함하고,
    상기 리드 서셉터는
    각각 분리 가능한 세 개의 파트로 구성되며,
    상기 세 개의 파트는 한 개의 센터 파트 및 서로 대칭되는 구조로 상기 센터 파트의 양측으로 배치되는 두 개의 사이드 파트인 것을 특징으로 하는 서셉터 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센터 파트의 하부에는 상기 가이드 서셉터와 결합되는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서셉터 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 서셉터는
    서로 대칭되는 구조로 대향 배치되어 각각의 단부가 밀착되어 있으면서 각각 분리 가능한 한 쌍의 본체와,
    상기 본체의 양단을 연결하여 지지하도록 하는 지지 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 본체의 양단 상부에는 상기 리드 서셉터와 결합되도록 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서셉터 구조물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 리드 서셉터 및 상기 가이드 서셉터는 석영, 세라믹 또는 그래파이트로 제조되는 특징으로 하는 서셉터 구조물.
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