KR101039152B1 - 보트 - Google Patents

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Abstract

배치식 열처리 장치에서 기판이 로딩되어 지지되는 보트에 기판의 장변측을 지지할 수 있는 제1 및 제2 지지 로드를 형성하여 열처리 진행 도중 기판이 자체 하중에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 보트가 개시된다. 본 발명에 따른 보트(100)는, 배치식 열처리 장치에서 열처리 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 챔버 내에 배치되고 복수개의 기판이 로딩되는 보트로서, 하부 프레임(110); 상부 프레임(120); 및 하부 프레임(110) 및 상부 프레임(120)과 연결되며 기판(10)의 내측 방향으로 복수개의 제1 지지 로드(210)가 형성되어 있는 복수개의 수직 프레임(200); 및 제1 지지 로드(210)에 형성된 로드 안착홈(220)에 안착되어 제1 지지 로드(210)와 연결되는 제2 지지 로드(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보트, 챔버, 보트, 기판, 지지 로드, 변형

Description

보트{Boat}
본 발명은 배치식 열처리 장치에서 기판이 로딩되어 지지되는 보트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배치식 열처리 장치에서 열처리 진행 도중 기판이 자체 하중에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록 기판의 장변측을 지지할 수 있는 제1 및 제2 지지 로드를 포함하는 보트에 관한 것이다.
평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판처리 시스템은 크게 증착 장치와 어닐링 장치로 구분될 수 있다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치로서, 예를 들어 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학 기상 증착 장치와 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 기상 증착 장치가 있다. 또한, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 증착된 막의 특성을 향상시키는 단계를 담당하는 장치로서, 예를 들어 증착된 막을 결정화 또는 상변화 시키기 위한 열처리 장치가 있다.
통상적으로 열처리 장치에는 하나의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 매엽식과 복수개의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 배치식이 있다. 매엽식은 장치의 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어서 대량 생산용으로는 배치식이 각광을 받고 있다.
배치식 열처리 장치에는 복수개의 기판에 대하여 동시에 열처리가 가능하도록 열처리 공간을 제공하는 챔버 내에 복수개의 기판이 로딩되어 지지될 수 있게 하는 보트의 사용이 필수적이다.
한편 최근 평판 디스플레이의 사이즈가 증가함에 따라 대면적 기판을 안정적으로 로딩시켜서 지지할 수 있는 보트의 필요성이 점점 증가하고 있다. 특히 종래의 보트에서는 열처리 도중에 기판의 자체 하중에 의하여 기판의 휨과 같은 변형이 발생하여 평판 디스플레이의 표시 특성이 저하되거나 균일하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배치식 열처리 장치에서 복수개로 로딩된 기판에 대하여 열처리 공정을 수행할 때 로딩된 기판의 장변측을 제1 및 제2 지지 로드로 지지하여 기판의 하중을 분산시킴으로써 열처리 도중 기판의 변형을 방지할 수 있는 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 보트는 배치식 열처리 장치에서 열처리 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 챔버 내에 배치되고 복수개의 기판이 로딩되는 보트로서, 하부 프레임; 상부 프레임; 상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임과 연결되며 상기 기판의 내측 방향으로 복수개의 제1 지지 로드가 형성되어 있는 복수개의 수직 프레임; 및 상기 제1 지지 로드에 형성된 로드 안착홈에 안착되어 상기 제1 지지 로드와 연결되는 제2 지지 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 지지 로드와 상기 제2 지지 로드는 서로 분리될 수 있다.
상기 제2 지지 로드의 단면은 원형일 수 있다.
상기 제2 지지 로드의 측면에는 상기 제1 지지 로드로부터 상기 제2 지지 로드가 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지단이 형성될 수 있다.
상기 제1 지지 로드와 상기 제2 지지 로드는 상기 기판의 장변측을 지지할 수 있다.
상기 기판은 상기 제1 지지 로드 및 상기 제2 지지 로드 중 적어도 하나에 접촉되어 지지될 수 있다.
상기 기판은 상기 제1 지지 로드 및 제2 지지 로드와 동시에 접촉되어 지지될 수 있다.
상기 하부 프레임, 상기 상부 프레임, 상기 수직 프레임 및 상기 제1 및 제2 지지 로드의 재질은 석영 또는 내열성 플라스틱을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배치식 열처리 장치에서 보트에 로딩된 기판의 장변측을 지지할 수 있는 제1 및 제2 지지 로드를 형성하여 기판에 대한 열처리 공정이 진행될 때 기판의 하중을 분산시켜 기판의 변형을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 배치식 열처리 장치에서 보트에 로딩된 기판에 대하여 기판의 변형 없이 열처리 공정을 진행할 수가 있어서 기판 상에 형성되는 평판 디스플레이의 표시 특성을 향상시키는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 의한 보트는 복수개의 기판에 대하여 동시에 열처리가 진행되는 배치식 열처리 장치에서 사용될 수 있다. 상기 배치식 열처리 장치는 내부에 열처리 공간이 제공되는 챔버, 기판을 가열하기 위한 히터 및 열처리 공정 분위기 조절을 위한 분위기 가스의 공급과 배기를 위한 가스 공급관 및 가스 배기관을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 배치식 열처리 장치의 구성과 배치식 열처리 장치 를 이용한 열처리 공정은 이 분야에서는 널리 알려져 있는 공지 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)의 제1 지지 로드(210)와 제2 지지 로드(230)의 연결 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)의 제1 지지 로드(210)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)의 제2 지지 로드(230)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)에 기판(10)이 로딩되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)에 기판(10)이 로딩되어 있는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 보트(100)는 하부 및 상부 프레임(110, 120), 수직 프레임(200) 및 수직 프레임(200)에 복수개로 설치되는 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
배치식 열처리 장치에서는 열처리 공간을 제공하는 챔버(미도시)의 내부에 보트(100)가 설치되어 있는 상태에서 기판(10)을 로딩한 후 열처리 공정을 진행할 수 있으며, 경우에 따라서는 챔버의 외부에 설치된 보트(100)에 기판(10)을 로딩하고 그 상태에서 보트(100)를 챔버의 내부로 장입한 후 열처리 공정을 진행할 수도 있다.
하부 프레임(110)과 상부 프레임(120)은 후술하는 수직 프레임(200)과 함께 보트(100)의 기본적인 골격을 이룬다.
하부 프레임(110)과 상부 프레임(120)은 각각 소정의 사이즈를 갖는 직사각형의 형상을 기지며, 서로 소정 거리로 이격되어 보트(100)의 양측으로 평행하게 동일한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
이때 하부 프레임(110)과 상부 프레임(120)의 사이즈는 통상적으로 평판 디스플레이 제조용 배치식 열처리 장치에 로딩되는 직사각형 형상의 기판(10)의 사이즈를 고려하여 결정되는 것이 좋다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이 하부 프레임(110)은 기판(10)의 장변 길이보다 길게 설정될 수 있고, 상부 프레임(120)의 길이는 기판(10)의 장변 길이보다 짧게 설정될 수 있다.
수직 프레임(200)은 전술한 하부 프레임(110) 및 상부 프레임(120)에 연결되어 보트(100)의 기본적인 골격을 이룬다.
수직 프레임(200)의 양단은 각각 하부 프레임(110) 및 상부 프레임(120)과 연결된다. 이때, 수직 프레임(200)은 보트(100)에 로딩되는 기판(10)의 장변측에 배치되어 하부 및 상부 프레임(110, 120)과 연결된다.
수직 프레임(200)은 복수개가 설치되며 이 경우 수직 프레임(200)의 형상 및 길이는 모두 동일한 것이 바람직하다. 도 1에 도시한 바와 같이, 수직 프레임(200)의 개수는 기판(10)의 장변측마다 3개씩 모두 6개가 설치되는 것으로 되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다만 보트(100)에 로딩되는 기판(10)의 안정적인 지지를 위하여 수직 프레임(200)은 보트(100)의 양측으로 배치된 하부 프레임(110)과 상부 프레임(120)의 네 모서리를 연결할 수 있도록 최소한 4개를 설치하는 것이 바람직하다.
제1 지지 로드(210)는 제1 수직 프레임(200)의 일측에 형성되어 보트(100)에 로딩되는 기판(10)의 장변측을 지지하는 역할을 한다. 이때, 제1 지지 로드(210)는 기판(10)의 내측 방향을 향하도록 형성된다.
각각의 수직 프레임(200)에는 동일한 개수의 제1 지지 로드(210)가 동일한 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 수직 프레임(200) 당 형성되어 있는 제1 지지 로드(210)의 개수는 보트(100)에 로딩될 수 있는 기판(10)의 총 개수와 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 도 1을 참조할 때 보트(100)에 형성되어 있는 제1 지지 로드(210)의 총 개수는 기판(10) 개수의 6배가 될 수 있다. 예를 들어, 보트(100)에 27개의 기판(10)이 로딩될 수 있다면 제1 지지 로드(210)의 총 개수는 162개가 될 수 있다.
제1 지지 로드(210)의 길이와 폭은 기판(10)의 장변측을 안정적으로 지지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 로드 안착홈(220)은 제1 지지 로드(210)의 단부 상면에 형성된다. 로드 안착홈(220)에는 후술하는 제2 지지 로드(230)가 안착된다.
로드 안착홈(220)은 제1 지지 로드(210)와 직교하는 방향으로 형성되고, 기판(10)의 일측 장변을 지지할 수 있도록 형성된 제1 지지 로드(210) 중, 동일 높이의 제1 지지 로드(210)에 형성되는 로드 안착홈(220)의 중심축은 동일선상에 위치 하도록 함으로써 후술하는 제2 지지 로드(230)의 안착과 제2 지지 로드(230)에 의한 제1 지지 로드(210)의 연결이 용이하도록 한다.
로드 안착홈(220)의 형상은 후술하는 제2 지지 로드(230)의 단면 형상에 대응하여 반원형의 단면으로 형성되어 있으나, 제2 지지 로드(230)의 단면 형상이 다른 형태로 형성된다면 로드 안착홈(220)도 이에 대응하여 다른 형태로 형성될 수 있다.
도 2와 도 4를 참조하면, 제2 지지 로드(230)는 제1 지지 로드(210)의 로드 안착홈(220)에 안착되어 각 수직 프레임(200)에 형성되어 있는 제1 지지 로드(210)를 서로 연결해 줌으로써, 제1 지지 로드(210)와 함께 보트(100)에 로딩되는 기판(10)의 장변측을 지지하는 역할을 한다. 이때, 제2 지지 로드(230)는 제1 지지 로드(210)와 직교하는 방향으로 안착된다.
그리고, 제2 지지 로드(230)는 사용자의 필요(열처리 장치의 수리 등)에 따라 로드 안착홈(220)에서 분리될 수 있고, 제2 지지 로드(230)가 로드 안착홈(220)에서 분리됨으로써 제2 지지 로드(230)는 제1 지지 로드(210)로부터 분리될 수 있다.
제2 지지 로드(230)는 도 4에 도시한 바와 같이, 봉 형태로 형성되고, 단면은 원형으로 형성된다.
본 실시예에서 제2 지지 로드(230)의 직경은 8mm인 것이 바람직하다. 그리고, 제2 지지 로드(230)의 길이는 하부 및 상부 프레임(110, 120)의 모서리 부위에 위치되는 제1 지지 로드(210)를 연결할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
그러나, 제2 지지 로드(230)의 길이와 직경은 기판(10)의 장변측을 안정적으로 지지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.
또한, 제2 지지 로드(230)는 단면이 원형이므로, 제2 지지 로드(230)는 기판(10) 저면과 선 접촉하게 된다. 이와 같이 기판(10)과 제2 지지 로드(230)의 접촉면이 최소화되도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제2 지지 로드(230)의 단면은 원형으로 형성되어 있지만 기판(10)의 장변과 최소의 접촉면을 유지하며 지지할 수 있다면 다른 형태의 단면(예를 들어, 육각형 또는 팔각형)으로 형성될 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 1개의 제2 지지 로드(230)가 3개의 제1 지지 로드(210)를 연결해 주므로 보트(100)에 형성되어 있는 제2 지지 로드(230)의 개수는 보트(100)에 로딩될 수 있는 기판(10) 개수의 2배가 되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 보트(100)에 27개의 기판(10)이 로딩될 수 있다면 제2 지지 로드(230)의 총 개수는 54개가 될 수 있다.
이로써 보트(100)에 로딩되는 기판(10)마다 기판(10)을 지지하는 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)가 대응된다.
제2 지지 로드(230)의 상단부는 제1 지지 로드(210)의 상단부보다 높도록 하여 기판(10)의 장변측이 제2 지지 로드(230)에 의해 지지되게 하는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 경우에 따라서는 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)의 각 상단부가 실질적으로 동일면상에 배열되게 하여 기판(10)의 장변측이 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)에 의해 동시에 지지되게 할 수도 있다.
한편, 제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)이 제2 지지 로드(230)에 연결된다. 제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)은 제2 지지 로드(230)가 로드 안착홈(220)에 안착되면 제1 지지 로드(210)의 측면에 걸리게 됨으로써, 제2 지지 로드(230)가 중심축 방향으로 슬라이딩 이동하며 제1 지지 로드(210)에서 이탈하는 것을 방지한다.
제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)은 사각형 플레이트를 제2 지지 로드(230)에 용접하여 연결함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 이탈 방지단(240a)은 제2 지지 로드(230)의 단부에 용접에 의해 연결되고, 제2 이탈 방지단(240b)은 제2 지지 로드(230)의 측면에 용접에 의해 연결된다. 이때, 제1 이탈 방지단(240a)과 제2 이탈 방지단(240b)은 제1 지지 로드(210)의 폭에 해당하는 정도로 이격되고, 서로 동일한 방향으로 연결된다.
제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)은 사각형이지만 제2 지지 로드(230)가 제1 지지 로드(210)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다면 사각형 이외의 다른 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)은 제2 지지 로드(230)의 양 단부 측에 각각 연결되어 있으나, 제2 지지 로드(230)의 이탈을 방지할 수 있다면 일 단부에만 연결될 수 있다. 또한, 제2 지지 로드(230)의 양 단부에 각각 연결될 수 있다.
보트(100)를 이루는 하부 및 상부 프레임(110, 120), 수직 프레임(200) 및 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)의 재질은 석영 또는 PBI(Polybenzimidazole)와 같 은 내열성 플라스틱인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지 않고, 기판에 대한 열처리 온도에 대하여 열 내구성을 갖는다면 다른 재료를 사용할 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 이탈 방지단(240a, 240b)을 형성하는 재질은 제2 지지 로드(230)를 형성하는 재질과 동일한 것이 바람직하다.
보트(100) 제작 시 하부 및 상부 프레임(110, 120)과 수직 프레임(200)은 조립식으로 연결되어 설치될 수 있으나 경우에 따라서는 용접식으로 연결되어 설치될 수도 있다.
상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트(100)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 지지 로드(210, 230)에 의해 기판(10)의 장변측이 지지되어 기판(10)의 하중이 의해 분산됨으로써 열처리 도중에 기판(10)의 자체 하중에 의한 기판의 변형을 방지할 수 있고 이에 따라 평판 디스플레이의 표시 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있는 이점이 있다.
특히 본 발명의 보트(100)는 기판(10)과 제2 지지 로드(230) 사이에 선 접촉이 이루어짐으로써 기판(10)의 열처리 공정 중에 보트(100)와 기판(10) 사이의 접촉 부분에 소정의 응력(또는 열응력)이 집중되어 기판(10)이 데미지(손상)를 받는 것을 방지할 수 있고 이에 따라 평판 디스플레이의 표시 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 기판(10)을 지지하는 제2 지지 로드(230)는 로드 안착홈(220)에서 들어올림으로써 분리가 가능하기 때문에 제2 지지 로드(230)에 손상이 발생되었을 경우에는 용이하게 교체할 수 있다. 따라서, 제2 지지 로드(230)에 대한 교체가 필 요할 때, 교체 작업이 신속히 진행될 수 있고, 이에 따라 제2 지지 로드(230)에 대한 수리 및 교체 시 기판에 대한 열처리 작업이 지연되는 것을 방지할 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트의 제1 지지 로드와 제2 지지 로드의 연결 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트의 제1 지지 로드의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트의 제2 지지 로드의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보트에 기판이 로딩되어 있는 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보트에 기판이 로딩되어 있는 상태를 나타내는 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판
100: 보트
110: 하부 프레임
120: 상부 프레임
200: 수직 프레임
210: 제1 지지 로드
220: 로드 안착홈
230: 제2 지지 로드
240a, 240b: 제1 및 제2 이탈 방지단

Claims (8)

  1. 배치식 열처리 장치에서 열처리 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 챔버 내에 배치되고 복수개의 기판이 로딩되는 보트로서,
    하부 프레임;
    상부 프레임;
    상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임과 연결되며 상기 기판의 내측 방향으로 복수개의 제1 지지 로드가 형성되어 있는 복수개의 수직 프레임; 및
    상기 제1 지지 로드에 형성된 로드 안착홈에 안착되어 상기 제1 지지 로드와 연결되는 제2 지지 로드를 포함하고,
    상기 제1 지지 로드와 상기 제2 지지 로드는 상기 기판의 장변측을 지지하는 것을 특징으로 하는 보트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지 로드와 상기 제2 지지 로드는 서로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 보트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지 로드의 단면은 원형인 것을 특징으로 하는 보트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지 로드의 측면에는 상기 제1 지지 로드로부터 상기 제2 지지 로드가 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보트.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1 지지 로드 및 상기 제2 지지 로드 중 적어도 하나에 접촉되어 지지되는 것을 특징으로 하는 보트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1 지지 로드 및 제2 지지 로드와 동시에 접촉되어 지지되는 것을 특징으로 하는 보트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프레임, 상기 상부 프레임, 상기 수직 프레임 및 상기 제1 및 제2 지지 로드의 재질은 석영 또는 내열성 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 보트.
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