KR101317333B1 - 기판 변형 방지용 보트 - Google Patents

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Abstract

열처리 과정 중에 기판이 기판 홀더에 밀착되도록 함으로써 기판의 균일한 냉각이 이루어지도록 하는 기판 변형 방지용 보트가 개시된다. 본 발명에 따른 기판 변형 방지용 보트는, 기판 홀더에 의해 지지되는 복수개의 기판을 탑재한 상태에서 챔버에 로딩되는 기판 변형 방지용 보트로서, 제1 메인 바디부(200a); 및 제2 메인 바디부(200b)를 포함하고, 제1 및 제2 메인 바디부(200a, 200b)는 하부 프레임(210a, 210b); 상부 프레임(220a, 220b); 하부 프레임(210a, 210b) 및 상부 프레임(220a, 220b)과 연결되는 복수개의 수직 프레임(230a, 230b); 및 기판 홀더(20)를 지지하는 홀더 지지 로드(300a, 300b)를 포함하며, 수직 프레임(230a, 230b), 홀더 지지 로드(300a, 300b) 및 기판 홀더(20)의 내부에는 가스 라인(400)이 형성되고, 가스 라인(400) 내부의 가스 흐름에 의해 가스 라인(400) 내부의 압력을 저하시켜 기판(10)이 기판 홀더(20)의 상부면에 전체적으로 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
기판 변형 방지용 보트, 기판, 기판 홀더

Description

기판 변형 방지용 보트{Boat For Preventing Substrate Warpage}
본 발명은 기판 변형 방지용 보트에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 열처리 과정 종료 후 기판을 냉각할 때 공압에 의해 기판과 기판 홀더가 밀착되도록 함으로써 기판의 균일한 냉각이 이루어지도록 하는 기판 변형 방지용 보트에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러짐에 따라, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판 처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
평판 디스플레이의 대면적화 경향 및 생산성 제고 측면에서 복수개의 평판 디스플레이를 동시에 처리할 수 있는 배치식 대면적 기판 처리 시스템이 주목을 받고 있다.
그러나. 종래의 대면적 기판 처리 시스템에서는 열처리 종료 후 기판 냉각시 기판의 전면적에 걸쳐 냉각이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 이는 열처리 과정 중에 여러가지 이유로 기판과 기판을 지지하는 기판 홀더 사이에 국부적인 이격이 발생하는 데서 비롯된다. 즉, 기판이 기판 홀더 상에 밀착되지 못하 고 국부적인 이격이 발생한 부분은 상기 밀착된 부분보다 냉각 속도가 빠르게 되어서 결과적으로 기판의 전면적에 걸쳐 균일한 냉각이 이루어지지 못하였다. 이와 같은 기판 냉각의 불균일성은 기판의 변형을 가져오고 이에 따라 평판디스플레이의 품질과 제품의 수율이 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 이러한 문제점은 기판이 대면적화됨에 따라 더욱 두드러지고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판 처리(기판 열처리) 과정 종료 후 기판 냉각시 공압에 의해 기판이 기판 홀더에 밀착되게 함으로써 기판 전체에 걸쳐 균일한 냉각이 이루어지도록 하는 기판 변형 방지용 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 기판 처리(기판 열처리) 과정 종료 후 기판 냉각시 공압에 의해 기판이 기판 홀더에 밀착되게 함으로써 기판 전체에 걸쳐 균일한 열처리가 수행되게 함으로써 평판디스플레이의 수율과 품질이 향상되도록 하는 기판 변형 방지용 보트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기판 변형 방지용 보트는, 기판 홀더에 의해 지지되는 복수개의 기판을 탑재한 상태에서 챔버에 로딩되는 기판 변형 방지용 보트로서, 상기 보트는 소정의 가스 라인을 포함하고 상기 가스 라인 내부의 압력을 저하시켜 상기 기판이 상기 기판 홀더의 상부면에 전체적으로 밀 착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기판 변형 방지용 보트는, 기판 홀더에 의해 지지되는 복수개의 기판을 탑재한 상태에서 챔버에 로딩되는 기판 변형 방지용 보트로서, 제1 메인 바디부; 및 제2 메인 바디부를 포함하고, 상기 제1 및 상기 제2 메인 바디부는 하부 프레임; 상부 프레임; 상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임과 연결되는 복수개의 수직 프레임; 및 상기 기판 홀더를 지지하는 홀더 지지 로드를 포함하며, 상기 수직 프레임, 상기 홀더 지지 로드 및 상기 기판 홀더의 내부에는 가스 라인이 형성되고, 상기 가스 라인 내부의 가스 흐름에 의해 상기 가스 라인 내부의 압력을 저하시켜 상기 기판이 상기 기판 홀더의 상부면에 전체적으로 밀착되도록 한다.
상기 가스 라인은 상기 수직 프레임의 내측으로 형성되는 제1 가스 라인; 상기 홀더 지지 로드의 내측으로 형성되는 제2 가스 라인; 및 상기 기판 홀더의 내측으로 형성되는 제3 가스 라인을 포함하고, 상기 제1, 제2 상기 및 제3 가스 라인은 연속적으로 연결될 수 있다.
상기 가스 라인이 연결되는 가스 라인 연결부; 및 상기 가스 라인 연결부의 단부에 연결되는 진공 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 라인이 연결되는 가스 라인 연결부; 및 상기 가스 라인 연결부의 단부에 연결되는 가스 공급부 및 가스 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 라인 연결부와 상기 제1 가스 라인의 연결 부위는 벤츄리관 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판에 대한 열처리 공정 수행 시 기판에 대한 가열이 완료된 후 기판의 냉각 시 공압에 의해 기판이 기판 홀더에 밀착되도록 함으로써 기판 전체에 걸쳐 균일한 냉각이 이루어지는 효과가 있다.
또한, 가열이 완료된 기판이 기판 전체에 걸쳐 균일하게 냉각되어 균일한 열처리를 수행함으로써 완성된 평판디스플레이의 수율과 품질이 향상되는 효과를 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)가 적용되는 배치식 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)의 구성을 나타내는 사시도이다.
먼저, 배치식 열처리 장치(1)에 로딩되는 기판(10)의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스 스틸 등 다양한 재질의 기판(10)이 로딩될 수 있다. 이하에서는 LCD나 OLED와 같은 평판 디스플레이나 박막형 실리콘 태양전지 분야에 가장 일반적으로 사용되는 직사각형 형상의 글래스 기판을 상정하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 배치식 열처리 장치(1)는 기판(10)에 대한 열처리 공간을 제공하는 챔버(30), 기판(10)을 가열하기 위한 히터(40) 및 열처리 공정 분위기 조절을 위한 분위기 가스의 공급과 배기를 위한 가스 공급관(미도시) 및 가스 배기관(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 챔버(30)의 하부에는 서셉터(32) 및 매니 퓰레이터(34)가 설치될 수 있다. 또한, 챔버(30)의 외측 하부에는 챔버(30)로의 보트 출입을 위해 보트를 승강시키는 승강 수단(미도시)이 설치될 수 있다. 이와 같은 배치식 열처리 장치의 구성과 배치식 열처리 장치를 이용한 열처리 공정은 이 분야에서는 널리 알려져 있는 공지 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서는 배치식 열처리 장치(1)에서 기판에 대한 열처리 과정에서 기 판의 변형을 방지하기 위해 기판 변형 방지용 보트(100)가 사용될 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)의 구성에 대해 설명하기로 한다. 참고로, 도 2에서는 편의상 가스 라인(400)(도 5 참조)의 도시는 생략하였다.
기판 변형 방지용 보트(100)는 기본적으로 제1 메인 바디부(200a) 및 제2 메인 바디부(200b)로 구성된다. 제1 및 제2 메인 바디부(200a, 200b)는 서로 대칭되는 구조로 형성되어 있으며, 소정의 간격을 가지며 분리되어 있는 것이 바람직하다. 제1 메인 바디부(200a)와 제2 메인 바디부(200b)는 서로 대칭되는 구조로 형성되어 있기 때문에, 이하에서는 제1 메인 바디부(200a)를 중심으로 하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
제1 메인 바디부(200a)는 하부 및 상부 프레임(210a, 220a), 수직 프레임(230a) 및 수직 프레임(230a)에 복수개로 설치되는 홀더 지지 로드(300a)를 포함하여 구성된다.
하부 프레임(210a)과 상부 프레임(220a)은 수직 프레임(230a)과 함께 제1 메인 바디부(200a)의 기본적인 골격을 이룬다. 하부 프레임(210a)과 상부 프레임(220a)은 각각 소정의 사이즈를 갖는 직사각형의 형상을 기지며, 서로 소정 거리로 이격되어 평행하게 동일한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
이때 하부 프레임(210a)과 상부 프레임(220a)의 사이즈는 통상적으로 평판 디스플레이 제조용 배치식 열처리 장치에 로딩되는 직사각형 형상의 기판(10)의 사 이즈를 고려하여 결정되는 것이 좋다.
수직 프레임(230a)은 전술한 하부 프레임(210a) 및 상부 프레임(220a)에 연결되어 제1 메인 바디부(200a)의 기본적인 골격을 이룬다.
수직 프레임(230a)의 양단은 각각 하부 프레임(210a) 및 상부 프레임(220a)과 연결된다. 이때, 수직 프레임(230a)은 보트(100)에 로딩되는 기판(10)의 장변측에 배치되어 하부 및 상부 프레임(210a, 220a)과 연결된다.
수직 프레임(230a)은 복수개가 설치되며 이 경우 수직 프레임(230a)의 형상 및 길이는 모두 동일한 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 프레임(230a)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(230a)은 보트(100)의 양측으로 배치된 하부 프레임(210a)과 상부 프레임(220a)의 네 모서리를 연결할 수 있도록 최소한 4개는 설치하는 것이 바람직하다.
각각의 수직 프레임(230a)에는 동일한 개수의 홀더 지지 로드(300a)가 동일한 간격으로 형성된다. 홀더 지지 로드(300a)는 수직 프레임(230a)의 일측에 형성되어 보트(100)에 로딩되는 기판 홀더(20)의 장변측을 지지하는 역할을 한다. 이때, 홀더 지지 로드(300a)는 기판 홀더(20)의 내측 방향을 향하도록 형성된다.
수직 프레임(230a)당 형성되어 있는 홀더 지지 로드(300a)의 개수는 보트(100)에 로딩될 수 있는 기판 홀더(20)의 총 개수와 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 보트(100)에 형성되어 있는 홀더 지지 로드(300a)의 총 개수는 기판 홀더(20) 개수의 6배가 될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조할 때 보트(100)에 27개의 기판 홀더(20)가 로딩될 수 있다면 홀더 지지 로드(300a)의 총 개수는 162개가 될 수 있다.
홀더 지지 로드(300a)의 길이와 폭은 기판 홀더(20)의 장변측을 안정적으로 지지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.
본 발명에서는 기판 변형 방지용 보트(100)의 내부에 가스 라인(400)이 형성될 수 있다. 가스 라인(400)은 수직 프레임(230a), 홀더 지지 로드(300a) 및 기판 홀더(20)의 내측으로 각각 형성되는 제1, 제2 및 제3 가스 라인(410, 420, 430) 및 흡입홀(440)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)에 형성된 제1 및 제2 가스 라인(410, 420)의 구성을 상세히 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 가스 라인(410)은 수직 프레임(230a)의 내부에 형성된다. 제1 가스 라인(410)은 제2 가스 라인(420) 및 후술하는 가스 라인 연결부(510)과 각각 연결된다. 제2 가스 라인(420)은 홀더 지지 로드(300a)의 내부에 형성된다. 제2 가스 라인(420)은 제1 가스 라인(410) 및 후술하는 제3 가스 라인(430)과 연결된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)에 가스 라인 연결부(510)와 진공 펌프(520)가 연결된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)에 가스 라인 연결부(510)와 가스 공급부(531) 및 가스 배출부(532)가 연결된 상태를 개략적으로 나 타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제3 가스 라인(430)은 기판 홀더(20)의 내부에 형성된다. 제3 가스 라인(430)은 제2 가스 라인(420) 및 후술하는 흡입홀(440)과 연결된다. 흡입홀(440)은 일단은 기판 홀더(20)의 상부면으로 노출되고 타단은 제3 가스 라인(430)과 연결된다. 흡입홀(440)은 기판 홀더(20) 상에 소정의 간격으로 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 라인(400)은 제1, 제2 및 제3 가스 라인(410, 420, 430) 및 흡입홀(440)이 연속적으로 연결된 것으로서, 본 발명에서는 가스 라인(400) 내부의 압력이 저하되도록 하여 기판(10)이 기판 홀더(20)의 상부면에 전체적으로 밀착되도록 할 수 있다.
한편, 가스 라인(400) 내부의 압력을 저하시키기 위해서는 가스 라인(400) 내부에 가스 흐름을 발생시킬 필요가 있다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)는 가스 라인 연결부(510) 및 진공 발생부(520)를 포함하여 구성될 수 있으며(도 4 참조), 또한 가스 라인 연결부(510) 및 가스 공급부(531)와 가스 배출부(532)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 도 4를 참조하면, 제1 가스 라인(410)에는 가스 라인 연결부(510)가 연결되고 가스 라인 연결부(510)의 일측에는 진공 발생부(520), 즉 진공 펌프가 연결된다. 이와 같은 구성에 따르면, 진공 펌프(520)는 가스 라인 연결부(510) 내부의 가스를 외부로 배출함으로써 가스 라인(400) 내부에 가스의 흐름이 발생할 수 있으며 그 결과 가스 라인(400) 내부의 압력을 낮출 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 제1 가스 라인(410)에는 가스 라인 연결부(510)가 연결되고 가스 라인 연결부(510)의 양측에는 가스 공급부(531) 및 가스 배출부(532)가 연결된다. 이와 같은 구성에 따르면, 가스 공급부(531)는 가스 라인 연결부(510)의 내부로 가스를 고압으로 공급하고 가스 배출부(532)는 상기 가스를 가스 라인 연결부(510)의 외부로 배출함으로써 가스 라인(400) 내부에 가스의 흐름이 발생할 수 있으며 그 결과 가스 라인(400) 내부의 압력을 낮출 수 있다. 여기서, 가스 공급부(531)로는 가스 분사 노즐 등이 사용될 수 있고 가스 배출부(532)로는 팬(fan) 등이 사용될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 라인 연결부(510)의 제1 가스 라인(410)과 연결되는 부분의 라인 직경을 축소 형성하여 벤츄리 관(venturi tube) 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 가스 라인 연결부(510)의 내부에서 가스가 소정의 속도로 흐를 때 벤츄리 효과에 의해 보다 효율적으로 가스 라인(400)의 내부 압력을 저하시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 변형 방지용 보트(100)는 내부에 가스 라인(400)이 형성되고, 가스 라인(400) 내부의 가스 흐름에 의하여 가스 라인(400) 내부의 압력이 저하되어 기판(10)이 기판 홀더(20)의 상부면에 전체적으로 밀착되도록 한다. 그 결과 열처리 과정 중에 기판(10)과 기판 홀더(20) 사이에 국부적인 이격이 발생하는 것을 방지하여 열처리 과정 종료 후 기판 냉각시 기판의 전면적에 걸쳐 균일한 냉각이 이루어져서 기판 변형이 나타나지 않는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으 나, 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 기판 변형 방지용 보트가 적용되는 배치식 열처리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트에 형성된 제1 및 제2 가스 라인의 구성을 상세히 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트에 가스 라인 연결부와 진공 펌프가 연결되어 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 변형 방지용 보트에 가스 라인 연결부와 가스 공급부 및 가스 배출부가 연결되어 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 배치식 열처리 장치
10: 기판
20: 기판 홀더
30: 챔버
40: 히터
100: 기판 변형 방지용 보트
200a: 제1 메인 바디부
200b: 제2 메인 바디부
210a, 210b: 하부 프레임
220a, 220b: 상부 프레임
230a, 230b: 수직 프레임
300a, 300b: 홀더 지지 로드
400: 가스 라인
410: 제1 가스 라인
420: 제2 가스 라인
430: 제3 가스 라인
440: 흡입홀
510: 가스 라인 연결부
520: 진공 펌프
531: 가스 공급부
532: 가스 배출부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 상하로 간격을 가지면서 배치된 하부 프레임과 상부 프레임;
    일단부 및 타단부가 상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임에 각각 연결되며 내부에는 제1 가스 라인이 각각 형성된 복수의 수직 프레임;
    각각의 상기 수직 프레임에 간격을 가지면서 각각 복수개 형성되어 기판이 탑재 지지되는 기판 홀더를 지지하며, 내부에는 일측이 상기 제1 가스 라인과 연통된 제2 가스 라인이 형성된 홀더 지지 로드를 각각 가지면서 상호 대향되게 배치된 제1 메인 바디부와 제2 메인 바디부를 포함하며,
    상기 기판 홀더에는 상기 제1 메인 바디부의 상기 홀더 지지 로드의 제2 가스 라인의 타측 및 상기 제2 메인 바디부의 상기 홀더 지지 로드의 제2 가스 라인의 타측과 각각 연통되는 제3 가스 라인이 형성됨과 동시에, 일측은 상기 제3 가스 라인과 연통되고 타측은 상기 기판 홀더의 상면 외측과 연통되어, 상기 제1, 제2 및 제3 가스 라인의 압력이 저하되면, 상기 기판 홀더의 상면에 탑재 지지된 상기 기판을 상기 기판 홀더로 흡입하는 흡입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 변형 방지용 보트.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 제1 가스 라인과 상기 제2 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 제2 가스 라인은 가스 라인 연결부와 각각 연통되고,
    상기 가스 라인 연결부의 일측에는 진공 발생부가 연통 설치된 것을 특징으로 하는 기판 변형 방지용 보트.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 제1 가스 라인과 상기 제2 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 제2 가스 라인은 가스 라인 연결부와 각각 연통되고,
    상기 가스 라인 연결부의 일측 및 타측에는 가스 공급부 및 가스 배출부가 각각 연통 설치된 것을 특징으로 하는 기판 변형 방지용 보트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 라인 연결부와 상기 제1 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 상기 제1 가스 라인의 연통 부위 및 상기 가스 라인 연결부와 상기 제2 메인 바디부의 상기 수직 프레임의 상기 제1 가스 라인의 연통 부위는 각각 벤츄리관 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 변형 방지용 보트.
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