KR101010646B1 - 히터블록 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 히터블록은 기판이 안착되는 표면을 가지는 베이스 블록; 상기 기판이 안착되는 반대면에 구비되며, 상기 베이스 블록 측과 연통되는 내부통로를 가지는 안내로드; 외측 히터 및 내측 히터로 구비되며, 상기 외측 히터 및 내측 히터는 가상의 기준선을 기준으로 양분되게 상기 베이스 블록 측에 다수개가 내설되어 양단부가 상기 내부통로를 통해 외부로 인출되는 히터; 상기 베이스 블록측에 결합되어 상기 히터를 외부로부터 차단하게 하는 히터커버; 다수개의 히터 중 어느 하나의 히터 단부를 서로 통전되게 연결하는 연결수단;을 포함하여 이루어진다.
베이스 블록, 히터, 히터커버, 연결수단

Description

히터블록{HEATER BLOCK}
본 발명은 히터블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 가열하는 히터를 분할하여 히터가 열에 의해 단선되는 것을 방지할 수 있게 하는 히터블록에 관한 것이다.
산화인듐: 산화주석으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막은 PDP(플라즈마 디스플레이 패널), LCD(액정 디스플레이), OLED(유기전계발광 디스플레이) 등의 평판 디스플레이 분야와 태양전지 등에서 투명 전극(transparent electrode)으로서 널리 사용되고 있다.
이러한 ITO 투명 전극은 SnO2, In2O3 투명 전도막이 개발된 [US 2564706, 2564708, 2564987, 2118795] 이후에 다양한 물성 연구가 이루어져 발전되고 있다. 이러한 ITO 투명 전극에 사용되는 ITO 박막은, 종래에 기판 위에서 스퍼터링(sputtering)이나 열 증착법(thermal evaporation)과 같은 물리적 증착법(physical vaper deposition: PVD)을 주로 사용하여 증착하여 형성된다. 그러나 이러한 물리적 증착법은 대면적 기판에서의 대량 생산시의 문제점을 가지고 있다.
따라서 최근에 이러한 물리적 증착법의 한계를 극복하기 위한 대안으로 화학기상 증착법(chemical vapor deposition) 혹은 원자 층 증착법(atomic layer deposition :　ALD)이 제기되고 있으며, 일부의 학교와 연구소 등에서 연구되고 있다. 여기에서 화학기상증착법은, 이송가스(carrier gas)나 액체 공급장치(liquid delivery system: LDS)를 통하여 기화된 박막 원료를 공정 챔버 내로 동시에 주입시켜 가열된 기판 위에 흡착, 분해 등의 과정을 거쳐 증착되는 원리에 의하여 박막을 증착한다. 한편, 원자층증착법은, 기화된 박막 원료들을 펄스 형태로 번갈아 가면서 주입하여 표면반응을 유도하는 방식으로 박막을 증착한다.
이러한 기상증착법에 사용되는 원료 화합물이 갖추어야 할 중요한 특성으로는, 높은 증기압, 액체 화합물, 기화 온도 및 보관 시 열적 안정성, 취급의 용이성, 공정시 반응물과의 용이한 반응성, 간단한 증착 메커니즘 및 부산물 제거의 용이성 등이 있다. 또한, ITO 박막의 경우 복합 산화물 형태의 증착이 이루어져야 하므로 각각 공정에서 증착 온도 등과 같은 공정 조건이 일치 혹은 유사해야 한다.
이렇게 화학기상증착이 실시되는 챔버 내부에서 기판을 공정 위치로 상승시키는 열원인 종래의 히터블록은 하부 전극 또는 서셉터라 통칭되고 있으며, 이러한 히터블록은 기판이 안치되는 면의 대향면 측으로 다양한 구성요소가 배치되게 되어 히터블록의 가열, 기판 측으로의 가스 공급, 정전기 발생 등과 같은 기능을 수행하도록 하고 있으며, 이때 배치되는 구성요소 중 히터블록을 일정 온도 수준까지 상승시키는 열선이 내설되어 있다.
그러나 열선의 경우 기판 크기의 증가에 따라 히터블록의 크기 또한 증가하 여 히터블록을 가열하는 열선도 상대적으로 길어질 수밖에 없어 상대적으로 열선에서 발생하는 열에 의해 열선 자체가 열팽창에 의해 단선되는 문제점이 발생하였다.
본 발명의 목적은 기판을 지지 및 가열하는 히터블록을 제공하는 데 있다.
또한 기판을 가열하는 히터를 분할하여 히터가 열에 의해 단선되는 것을 방지할 수 있게 하는 히터블록을 제공함에 있다.
본 발명에 의하면, 히터블록은, 기판이 안착되는 표면을 가지는 베이스 블록; 상기 기판이 안착되는 반대면에 구비되며, 상기 베이스 블록 측과 연통되는 내부통로를 가지는 안내로드; 외측 히터 및 내측 히터로 구비되며, 상기 외측 히터 및 내측 히터는 가상의 기준선을 기준으로 양분되게 상기 베이스 블록 측에 다수개가 내설되어 양단부가 상기 내부통로를 통해 외부로 인출되는 히터; 상기 베이스 블록측에 결합되어 상기 히터를 외부로부터 차단하게 하는 히터커버; 다수개의 히터 중 어느 하나의 히터 단부를 서로 통전되게 연결하는 연결수단;을 포함하여 이루어진다.
또한 상기 연결수단은 연결선과 상기 연결선을 감싸는 절연부재로 이루어며, 상기 연결선은 니켈-크롬(Ni-Cr)으로 이루어진다.
그리고 상기 절연부재는 세라믹 또는 플라스틱 중 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 연결수단은 선형 또는 판체 중 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 연결수단은 티그(Tungsten Inert Gas-TIG) 용접에 의해 접점된다.
본 발명에 의하면, 기판을 가열하는 히터를 분할하여 히터가 열에 의해 단선되는 것을 방지할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한 히터블록의 수명을 연장할 수 있으며, 히터블록의 유지보수에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 4을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
한편, 이하에서는 기판을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 히터블록을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 히터블록의 저면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 히터블록을 나타내는 부분 단면도이다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바에 의하면, 상기 히터블록(10)은 베이스 블록(110), 안내로드(120), 히터(130), 히터커버(140) 및 연결수단(150)을 포함하여 이루어진다.
상기 베이스 블록(110)은 베이스 블록(110)의 일면(도 1을 기준으로 베이스 블럭(110)의 상부면)에는 기판(미도시)이 놓이고 진공흡착되어 증착 공정이 수행될 수 있게 하고 있다.
상기 안내로드(120)는 베이스 블록(110)의 반대면(도 1을 기준으로 베이스 블럭(110)의 하부면)에 결합되어 베이스 블록에 내설된 다수개의 히터를 외부로 돌출할 수 있게 하고 있다. 또한 상기 안내로드에는 도면상에 기재되어 있지는 않지만 상기 베이스 블록 측으로부터 연장되는 감지센서, 가스공급 파이프 등이 외부로 돌출될 수 있게 하고 있다.
상기 히터(130)는 안내로드(120)를 통해 베이스 블록(110)의 내부에 실장되어 베이스 블록(110)을 가열할 수 있게 외부는 절연체에 의해 피복되고 내부는 코일(136)이 내설되어 있다. 또한 상기 히터(130)는 베이스 블록(110) 도 2에 도시된 기준선(L)을 기준으로 다수개가 양분되며, 베이스 블록 외측을 따라 마련되는 외측 히터(134)와 내측을 따라 마련되는 내측 히터(132)로 구성되고, 양분된 외측 히터와 내측 히터는 양단부가 베이스 블록 중앙 부분에 모여 안내로드(120)의 내부통로(미도시)를 따라 외부로 돌출되게 된다. 여기서 상기 히터는 굴곡진 형태로 마련된다.
상기 히터 커버(140)는 상기 베이스 블록에 내설된 히터에서 발산되는 열을 외부와 차단하고, 히터를 보호하기 위한 수단으로 내측면에는 단열재가 구비되어 있다.
상기 연결수단(150)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 블록에 마련된 외측 히터 및 내측 히터의 양단부 중 어느 하나의 양단을 서로 연결하기 위한 수단으로써 연결선(152)과 상기 연결선을 절연하는 절연부재(154)로 이루어지며, 상기 연결선(152)은 니켈-크롬(Ni-Cr)이고, 절연부재는 세라믹 또는 플라스틱 중 선택된 어느 하나로 이루어진다. 바람직하게는 세라믹 소재를 이용한다. 이는 히터에서 발생하는 열로 인해 절연부재가 손상되는 것을 방지할 수 있게 하기 위함이다.
예컨대 상기 외측 히터 및 내측 히터 중 어느 하나를 선택하여 선택된 하나의 히터 양단부를 연결수단을 이용해 연결되게 함으로써 히터의 길이가 길어짐에 따라 히터의 발열에 의해 코일이 단선되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서 상기 연결수단은 베이스 블록에 내설된 히터의 길이에 따라 다수개가 설치될 수 있는 것은 주지사실이다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 이를 참조하면, 돌출된 히터 양단을 판체 형태의 연결수단을 이용해 양단이 연결시킬 수도 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 곡선 형태의 연결수단이나 또는 도 4에 도시된 바와 같이 판체 형태의 연결수단을 이용해 히터를 연결시킬 수 있다.
여기서 상기 연결수단과 히터는 용접에 의해 서로 접점되게 되며, 바람직하게는 티그(Tungsten Inert Gas-TIG) 용접을 이용한다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 히터블록을 나타내는 저면 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 히터블록을 나타내는 저면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 히터블록에 따른 실시예를 나타내는 부분 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 히터블록 110 : 베이스 블록
120 : 안내로드 130 : 히터
132 : 내측 히터 134 : 외측 히터
140 : 히터 커버 150 : 연결수단
152 : 연결선 154 : 절연부재

Claims (5)

  1. 기판이 안착되는 표면을 가지며, 상기 표면의 반대면으로부터 함몰된 히터장착홈이 형성되는 베이스 블럭;
    상기 히터장착홈에 실장되어 상기 베이스 블럭을 가열하는 히터를 포함하되,
    상기 히터는,
    상기 베이스 블럭의 중앙에 일단 및 타단이 위치하며, 상기 베이스 블럭의 일측 가장자리를 따라 배치되는 제1 외측히터; 및
    상기 베이스 블럭의 중앙에 일단 및 타단이 위치하며, 상기 베이스 블럭의 타측 가장자리를 따라 배치되는 제2 외측히터를 포함하며,
    상기 제1 외측히터의 일단 및 상기 제2 외측히터의 일단은 연결수단을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 히터블럭.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결수단은,
    서로 나란한 상기 제1 외측히터의 일단 및 상기 제2 외측히터의 일단에 양단이 연결되는 와이어; 및
    상기 와이어를 감싸는 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터블럭.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결수단은,
    서로 나란한 상기 제1 외측히터의 일단 및 상기 제2 외측히터의 일단에 양단이 연결되는 'U'자 형상의 와이어; 및
    상기 와이어의 플랫부 및 라운드부를 각각 감싸는 복수의 절연부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터블럭.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 와이어를 감싸는 세라믹 튜브인 것을 특징으로 하는 히터블럭.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히터블럭은 히터장착홈 상에 설치되어 상기 히터장착홈을 외부로부터 차단하는 히터커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터블럭.
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