KR101379238B1 - 열처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응 챔버의 실링 구조를 단순화하고 반응 챔버의 실링 정도를 용이하게 조정할 수 있도록 한 열처리 시스템을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 열처리 시스템은 반응 공간과 상기 반응 공간의 개방단을 가지는 반응 챔버; 상기 반응 챔버를 둘러싸는 외부 챔버; 상기 반응 챔버의 개방단에 결합되어 상기 반응 공간에 연통되는 기판 출입구를 형성하는 기판 출입구 모듈; 상기 기판 출입구를 개폐하는 도어 챔버; 및 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링하는 실링 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 실링 모듈은 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸도록 상기 기판 출입구 모듈에 형성된 실링 지지부; 슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 나란하게 배치된 슬라이딩 링; 슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 사이에 배치된 M(단, M는 2 이상의 자연수)개의 오-링들; 슬라이딩 가능하도록 상기 M개의 오-링들 사이에 배치된 N(단, N은 M-1인 자연수)개의 중간 링; 및 상기 기판 출입구 모듈에 형성되어 상기 M개의 오-링들이 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입 모듈 사이를 실링하도록 상기 슬라이딩 링을 상기 실링 지지부 쪽으로 슬라이딩시키는 실링 가압부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

열처리 시스템{Thermal treatment system}

본 발명은 CIGS 태양전지의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광흡수층을 형성하기 위한 열처리 시스템에 관한 것이다.

태양전지(Solar Cell)는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.

태양전지의 구조 및 원리를 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체층과 N(nagative)형 반도체층을 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공은 P형 반도체층 쪽으로 이동하고 상기 전자는 N형 반도체층 쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생된다.

이와 같은 태양전지는 벌크형(Bulk) 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.

상기 벌크형(Bulk) 태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체층을 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.

상기 박막형 태양전지는 광흡수층을 구성하는 재료를 기준으로 Si 박막형 태양전지와 화합물 박막형 태양전지로 나눌 수 있고, 그 중 화합물 박막형 태양전지는 다시 III-V 태양전지, CIGS 태양전지 등으로 분류할 수 있다.

상기 CIGS 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 셀레늄(Se)의 4가지 원소가 합쳐져서 구성되는 화합물을 광흡수층으로 이용한 것이다.

이하, 도면을 참조로 종래의 CIGS 태양전지에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 CIGS 태양전지의 개략적인 단면도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 CIGS 태양전지는, 기판(1), 후면전극(2), 광흡수층(3), 버퍼층(4) 및 전면전극(5)을 포함하여 이루어진다.

상기 후면전극(2)은 상기 기판(1) 상에 형성되어 있으며, 일반적으로 몰리브덴(Mo)으로 이루어진다. 상기 광흡수층(3)은 상기 후면전극(2) 상에 형성되어 있으며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)의 화합물로 이루어진다. 상기 버퍼층(4)은 상기 광흡수층(3) 상에 형성되어 있으며, 일반적으로 황화카드뮴(CdS)으로 이루어진다. 상기 전면전극(5)은 상기 버퍼층(4) 상에 형성되어 있으며, 투명한 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)로 이루어진다.

이와 같은 종래의 CIGS 태양전지는, 우선, 기판(1) 상에 몰리브덴(Mo)과 같은 물질을 이용하여 후면전극(2)을 형성하고, 다음, 상기 후면전극(2) 상에 다층의 전구체층, 예를 들어, CuGa으로 이루어진 제 1 전구체층 및 In으로 이루어진 제 2 전구체층을 차례로 적층하고 이어서 Se 분위기에서 열처리 공정을 수행하여 CIGS로 이루어진 광흡수층(3)을 형성하고, 다음, 상기 광흡수층(3) 상에 황화카드늄(CdS)을 이용하여 버퍼층(4)을 형성하고, 다음, 상기 버퍼층(4) 상에 투명한 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)을 이용하여 전면전극(5)을 형성하는 공정을 통해 제조될 수 있다.

CIGS 태양전지의 핵심은 상기 CIGS로 이루어진 광흡수층(3)에 있다. 따라서, 전지 효율 및 생산성 등을 향상시키기 위해서는 상기 광흡수층(3)에 대한 최적의 형성 방법을 찾는 것이 필수적이다. 특히, 상기 광흡수층은 전술한 바와 같이 전구체층을 적층하고 고온에서 열처리하는 공정을 통해서 형성되는데, 상기 열처리 공정을 효율적으로 제어하는 것이 큰 과제이다.

종래에 제안된 열처리 장비로서 미국 공개 특허 제 2011/0254228호가 제안된 써멀 챔버(thermal chamber)가 공지되어 있는데, 상기 공지된 써멀 챔버는 컨테인먼트 챔버(containment), 컨테인먼트 챔버에 둘러싸인 프로세스 챔버(process chamber), 프로세스 챔버에 연통되도록 상기 컨테인먼트 챔버에 결합된 칼러(collar), 및 상기 칼러와 프로세스 챔버 사이에 형성된 실링 스트럭쳐(sealing structure)로 구성된다.

상기 공지된 써멀 챔버의 실링 스트럭쳐는 4개의 오-링(O-ring)들이 서로 압축하는 방식으로 프로세스 챔버와 칼러 사이를 실링하게 된다. 즉, 프로세스 챔버의 반응 공간에서 수행되는 열처리 공정에서는 독성이 매우 강하고 발화성이 큰 반응 가스를 사용하게 되는데, 이러한 반응 가스가 외부로 유출될 경우 산소와 반응하여 폭발의 위험성이 있다. 따라서, 상기 공지된 써멀 챔버는 4개의 오-링(O-ring)들을 포함하는 실링 스트럭쳐를 이용하여 상기 열처리 공정 동안 상기 반응 공간을 실링하게 된다.

그러나, 상기 공지된 써멀 챔버의 실링 스트럭쳐는 조립시 상단부 오-링(O-ring)들의 처짐으로 인하여 조립이 어렵고, 또한 칼러에 의하여 밀착력을 가지는 구조이므로 칼러를 조립하여 진공 시험을 수행하여야만이 정상 조립 여부를 확인할 수 있으며, 이때 기밀 유지가 안될 경우 칼러를 분해하여 재세팅 작업을 진행해야만 한다.

따라서, 상기 공지된 써멀 챔버의 실링 스트럭쳐는 조립 시간이 많이 소요되고, 상단부 오-링(O-ring)들의 처짐 등으로 인하여 과도한 밀착력이 요구되며, 복수의 오-링(O-ring)들이 균일한 밀착력을 갖지 못하므로 장시간 사용시 열화에 의해 쉽게 누설이 발생하고, 이로 인해 부품 교체 주기가 짧아져 장시간 장비를 가동하지 못하는 손실이 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반응 챔버의 실링 구조를 단순화하고 반응 챔버의 실링 정도를 용이하게 조정할 수 있도록 한 열처리 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 열처리 시스템은 반응 공간과 상기 반응 공간의 개방단을 가지는 반응 챔버; 상기 반응 챔버를 둘러싸는 외부 챔버; 상기 반응 챔버의 개방단에 결합되어 상기 반응 공간에 연통되는 기판 출입구를 형성하는 기판 출입구 모듈; 상기 기판 출입구를 개폐하는 도어 챔버; 및 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링하는 실링 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 실링 모듈은 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸도록 상기 기판 출입구 모듈에 형성된 실링 지지부; 슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 나란하게 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 슬라이딩 링; 슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 M(단, M는 2 이상의 자연수)개의 오-링들; 슬라이딩 가능하도록 상기 M개의 오-링들 사이에 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 N(단, N은 M-1인 자연수)개의 중간 링; 및 상기 기판 출입구 모듈에 형성되어 상기 M개의 오-링들이 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입 모듈 사이를 실링하도록 상기 슬라이딩 링을 상기 실링 지지부 쪽으로 슬라이딩시키는 실링 가압부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 M개의 오-링들은 상기 슬라이딩 링의 슬라이딩에 따른 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 간의 간격에 의해 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링할 수 있다.

상기 실링 지지부는 상기 중간 링에 마주보도록 일정한 기울기로 형성된 제 1 경사면을 포함하고, 상기 슬라이딩 링은 상기 중간 링에 마주보도록 일정한 기울기로 형성된 제 2 경사면을 포함하여 구성되며, 상기 M개의 오-링들은 상기 슬라이딩 링의 슬라이딩에 따라 상기 제 1 경사면, 상기 중간 링, 및 상기 제 2 경사면에 압착되고 상기 반응 챔버의 외주면에 밀착되어 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링할 수 있다.

상기 기판 출입구 모듈은 상기 외부 챔버에 결합되어 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간을 밀폐하는 플랜지(flange); 및 상기 플랜지에 결합되어 상기 기판 출입구를 형성하는 칼러(collar)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 실링 지지부는 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 상기 플랜지의 하면 일측으로부터 상기 제 1 경사면을 가지도록 돌출되거나 상기 제 1 경사면을 가지도록 형성되어 상기 플랜지의 하면 일측에 결합되고, 상기 실링 가압부는 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 상기 플랜지의 하면 타측에 상기 제 2 경사면을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩 링과 상기 플랜지의 하면 사이는 오-링(O-ring)에 의해 실링될 수 있다.

상기 실링 가압부는 상기 플랜지의 하면 타측으로부터 상기 제 2 경사면을 가지도록 돌출되거나 상기 제 2 경사면을 가지도록 상기 플랜지의 하면 타측에 결합된 가압 지지부; 및 상기 가압 지지부에 설치되어 상기 슬라이딩 링을 상기 실링 지지부 쪽으로 밀거나 상기 가압 지지부 쪽으로 당기는 가압 부재를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가압 부재는 상기 가압 지지부와 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되어 상기 슬라이딩 링에 나사 결합된 볼트이고, 상기 볼트는 상기 가압 지지부를 지지벽으로 한 회전 운동에 따라 상기 슬라이딩 링을 슬라이딩시킬 수 있다.

상기 N개의 중간 링 각각은 상기 실링 지지부와 마주보는 일정한 기울기의 제 3 경사면; 및 상기 슬라이딩 링과 마주보는 일정한 기울기의 제 4 경사면을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 열처리 시스템은 상기 기판 출입구 모듈을 일정한 온도로 조절하기 위한 온도 조절 수단을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 또한 상기 기판 출입구 모듈의 온도를 검출하는 온도 검출 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 열처리 시스템은 상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 챔버의 내부를 냉각시키는 내부 냉각 모듈; 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간에 배치되어 상기 반응 챔버의 외벽을 가열하는 히터 부재를 포함하는 히터 모듈; 상기 버퍼 공간에 연통되어 상기 반응 챔버의 외벽을 냉각시키는 외부 냉각 모듈; 상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 공간의 가스를 배기하는 가스 배기부; 및 상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 공간의 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 일 실시 예는 실링 지지부와 슬라이딩 링 사이에 배치된 복수의 오-링(O-ring)을 포함하는 실링 모듈을 구비하고 있고, 상기 슬라이딩 링의 슬라이딩에 따른 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 간의 간격 조절을 통해 반응 챔버와 기판 출입구 모듈 사이를 실링함으로써 반응 챔버의 외주면을 완벽하게 실링할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 중간 링을 통해 복수의 오-링(O-ring) 사이를 실링함으로써 실링 구조가 단순화되고 반응 챔버의 실링 정도를 용이하게 조정할 수 있으며, 반응 챔버의 외주면에 대한 가공 오차율의 정도가 크더라도 완변한 실링이 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 CIGS 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열처리 시스템의 개략적인 단면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실링 모듈에 의한 실링 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열처리 시스템을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 따른 열처리 시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열처리 시스템의 개략적인 단면이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열처리 시스템은, 외부 챔버(100), 히터 모듈(200), 단열 부재(250), 반응 챔버(300), 기판 출입구 모듈(350), 실링 모듈(400), 도어 챔버(500), 기류 조절 모듈(550), 내부 냉각 모듈(600), 외부 냉각 모듈(700), 가스 배기부(800) 및 가스 공급부(900)를 포함하여 이루어진다.

상기 외부 챔버(100)는 열처리 시스템의 외곽 구조를 구성하는 것으로서, 일측이 개방되도록 형성되어 상기 반응 챔버(300)를 둘러싸고 있다. 보다 구체적으로는, 상기 외부 챔버(100)는 상기 반응 챔버(300)와 소정의 거리를 두고 이격된 상태로 상기 반응 챔버(300)를 둘러싸고 있다. 이로 인해, 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이에는 소정의 버퍼 공간(150)이 마련된다.

상기 히터 모듈(200)은 상기 반응 챔버(300)에 열을 공급하는 것으로서, 제 1 히터 부재(200a) 및 제 2 히터 부재(200b)를 포함하여 이루어진다.

상기 제 1 히터 부재(200a)는 상기 외부 챔버(100)와 상기 반응 챔버(300) 사이의 버퍼 공간(150)에 형성되어 있고, 상기 제 2 히터 부재(200b)는 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간과 마주하는 상기 도어 챔버(500)의 전방에 형성되어 있다.

비교적 넓은 면적으로 형성되는 상기 제 1 히터 부재(200a)는 상기 반응 챔버(300) 외곽의 서로 다른 위치에 배치되는 복수 개의 히터들을 포함하여 이루어질 수 있고, 이 경우 복수 개의 히터들 각각은 독립적으로 온도가 제어됨으로써 상기 반응 챔버(300)의 내부가 전체적으로 균일한 온도로 유지되도록 한다.

상기 단열 부재(250)는 상기 히터 모듈(200)에서 발생된 열이 외부로 유출되지 않고 상기 반응 챔버(300) 쪽으로 잘 전달되도록 하는 것으로서, 제 1 단열 부재(250a) 및 제 2 단열 부재(250b)를 포함하여 이루어진다.

상기 제 1 단열 부재(250a)는 상기 제 1 히터 부재(200a)에서 발생된 열이 상기 외부 챔버(100) 쪽으로 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제 1 히터 부재(200a)와 상기 외부 챔버(100) 사이에 형성된다. 상기 제 1 단열 부재(250a)는 상기 제 1 히터 부재(200a)와 일체형으로 형성될 수도 있다.

상기 제 2 단열 부재(250b)는 상기 제 2 히터 부재(200b)에서 발생된 열이 상기 도어 챔버(500) 쪽으로 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제 2 히터 부재(200b)와 상기 도어 챔버(500) 사이에 형성된다. 상기 제 2 단열 부재(250b)는 상기 제 2 히터 부재(200b)와 일체형으로 형성될 수도 있다.

상기 반응 챔버(300)는 상기 복수 개의 기판(S)에 대한 열처리 공정을 위한 반응 공간을 가지도록 일측이 개방되도록 형성되어 상기 외부 챔버(100)의 내부에 설치된다. 이러한, 상기 반응 챔버(300)에서는 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(10)가 로딩되어 상기 복수 개의 기판(S)에 대한 열처리 공정이 수행되게 된다. 이와 같은, 반응 챔버(300)는 부식성이 매우 강한 반응 가스에 견딜 수 있는 우수한 내부식성 재료, 예로서, 석영 또는 내부식성 금속이나 비금속 재료로 이루어질 수 있다.

상기 기판 출입구 모듈(350)은 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간에 연통되도록 상기 반응 챔버(300)에 설치되어 상기 반응 챔버(300)의 기판 출입구를 형성하고, 상기 외부 챔버(100)와 반응 챔버(300) 사이의 상기 버퍼 공간(150)을 밀폐한다. 이와 같은, 상기 기판 출입구 모듈(350)은 플랜지(flange)(351) 및 칼러(collar)(353)로 이루어질 수 있다.

상기 플랜지(351)는 상기 반응 챔버(300)의 개방단 주변, 즉 상기 반응 챔버(300)의 일측 가장자리 부분의 외주면을 감싸도록 형성되는 것으로, 상기 반응 챔버(300)와 상기 외부 챔버(100) 사이의 상기 버퍼 공간(150)을 밀폐한다. 구체적으로, 상기 플랜지(351)는 플랜지 링, 및 측벽을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 플랜지 링은 상기 도어 챔버(500)에 인접한 상기 반응 챔버(300)의 개방단 주변의 외주면을 감싸도록 설치된다.

상기 측벽은 상기 도어 챔버(500)에 인접한 상기 플랜지 링의 일측으로부터 수직하게 절곡되어 상기 외부 챔버(100)의 말단에서 반응 챔버(300) 쪽으로 돌출된 돌출부(101)와 결합되어 있다. 이때, 상기 측벽의 내측면과 상기 돌출부(101) 사이에는 오-링(O-ring)과 같은 적어도 하나의 기밀 부재(355)가 개재되어 있다.

상기 칼러(353)는 상기 플랜지(351)의 외측면에 결합되어 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간에 연통되는 기판 출입구를 형성하는 것으로, 칼러 링, 제 1 및 제 2 수직부로 이루어질 수 있다.

상기 칼러 링은 원통 형태로 형성되어 상기 반응 챔버(300)의 개방단에 인접하게 배치됨으로써 상기 기판 출입구를 형성한다.

상기 제 1 수직부는 상기 칼러 링의 내측면으로부터 수직하게 절곡되어 상기 플랜지(351)의 외측면에 결합된다. 이때, 상기 제 1 수직부와 상기 플랜지(351)의 측벽 사이에는 오-링(O-ring)과 같은 적어도 하나의 기밀 부재(357)가 개재되어 있다.

상기 제 2 수직부는 상기 칼러 링의 외측면으로부터 수직하게 절곡되어 상기 도어 챔버(500)와 결합된다. 이때, 상기 제 2 수직부와 상기 도어 챔버(500) 사이의 실링을 위해 상기 제 2 수직부에는 오-링(O-ring)과 같은 적어도 하나의 기밀 부재(359)가 개재되어 있다. 여기서, 상기 적어도 하나의 기밀 부재(359)는 상기 도어 챔버(500)에 설치되어 있을 수도 있다.

상기 실링 모듈(400)은 상기 반응 챔버(300)와 상기 기판 출입 모듈(350) 사이를 실링하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 실링 모듈(400)은 상기 기판 출입 모듈(350)의 플랜지와 이에 중첩되는 상기 반응 챔버(300)의 외주면 사이에 개재되어 상기 반응 챔버(300)와 상기 기판 출입 모듈(350) 사이를 실링한다. 이와 같은, 상기 실링 모듈(400)에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 도어 챔버(500)는 상기 기판 출입구 모듈(350)에 형성된 기판 출입구를 개방시키거나 폐쇄시키는 것으로, 이송 장치에 연결되어 있어 상기 이송 장치의 동작에 의해서 상기 기판 출입구를 개폐하게 된다. 여기서, 상기 이송 장치는 상기 도어 챔버(500)를 상기 기판 출입구 모듈(350)과 가까워지거나 멀어지도록 이송하는 전후측 이송 장치, 및 상기 도어 챔버(500)를 상기 기판 출입구와 마주하는 위치에서 그렇지 않은 위치로 이송하는 좌우측 이송 장치로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 이송 장치가 적용될 수 있다. 이와 같은, 상기 이송 장치에 의해 상기 도어 챔버(500)가 상기 기판 출입구 모듈(350)의 칼러(353)와 결합되면, 상기 도어 챔버(500)와 상기 기판 출입구 모듈(350)의 칼러(353) 사이는 상기 적어도 하나의 기밀 부재(359)에 의해 기밀됨으로써 최종적으로는 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간이 밀폐되어 상기 반응 챔버(300) 내의 반응 가스가 외부로 유출되지 않게 된다.

상기 기류 조절 모듈(550)은 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간과 마주하도록 설치되어 상기 반응 공간 내의 기류를 조절한다. 보다 구체적으로, 상기 기류 조절 모듈(550)은 상기 반응 공간에 로딩된 보트(10)에 마주하는 상기 도어 챔버(500)의 전방에 형성되어 있으며, 특히, 상기 제 2 히터 부재(200b)의 전방에 배치되면서 상기 도어 챔버(500)의 전방에 고정될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 도어 챔버(500)의 반대편에 해당하는 상기 반응 챔버(300)의 후방에 추가로 설치되거나 상기 반응 챔버(300)의 후방에만 설치될 수 있다.

상기 기류 조절 모듈(550)은 상기 반응 챔버(300)의 반응 공간 내에서 기류가 순환되도록 함으로써 상기 반응 공간 전체에서 균일한 온도 분포 및 균일한 반응 가스의 농도 분포가 되도록 한다. 이와 같은, 상기 기류 조절 모듈(550)는 기류 순환 팬(fan)으로 이루어질 수 있다. 상기 기류 조절 모듈(550)는 내부식성 재료, 예로서, 석영, 또는 내부식성 금속이나 비금속 재료로 이루어질 수 있다.

상기 내부 냉각 모듈(600)은 상기 반응 챔버(300)의 내부를 빠른 시간 내에 냉각시켜 전체 공정 시간을 단축시키는 역할을 한다. 상기 반응 챔버(300)의 내부에서 반응이 완료되면, 상기 반응 챔버(300)의 내부에 로딩된 복수 개의 기판(S)이 탑재된 보트(10)를 상기 반응 챔버(300)의 외부로 언로딩해야 하는데, 이때 상기 복수 개의 기판(S)과 보트(10)가 고온으로 가열된 상태이므로 상기 반응 챔버(300)의 내부를 먼저 냉각한 후에 상기 보트(10)를 언로딩한다. 그런데, 상기 반응 챔버(300)의 내부를 자연 냉각시킬 경우, 열용량이 큰 복수 개의 기판(S)과 보트(10)를 냉각하는데 대략 5시간 내지 10시간 정도의 시간이 소요되므로, 자연 냉각을 이용하게 되면 전체 공정 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지게 된다. 따라서, 상기 반응 챔버(300)의 내부를 보다 빠른 시간 내에 냉각시키기 위해서 상기 내부 냉각 모듈(600)이 적용된다. 이와 같은, 상기 내부 냉각 모듈(600)은 제 1 순환 배관(610), 제 1 열교환 장치(620), 제 1 순환 장치(630), 및 차단 밸브(640a, 640b)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제 1 순환 배관(610)은 그 일단이 상기 기판 출입구 모듈(350), 보다 구체적으로는 상기 칼러(353)의 일측에 연결되어 있고 그 타단이 상기 칼러(353)의 타측에 연결되어 있다. 특히, 상기 제 1 순환 배관(610)과 연결되는 상기 칼러(353)의 일측 및 타측에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 제 1 순환 배관(610) 사이가 서로 연통되어 있다. 따라서, 상기 반응 챔버(300) 내부의 가스, 보다 구체적으로는 상기 반응 챔버(300) 내부의 불활성 가스는 상기 제 1 순환 배관(610)을 통해서 순환될 수 있다.

상기 제 1 열교환 장치(620)는 상기 제 1 순환 배관(610)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 1 순환 배관(610)을 통해 순환되는 불활성 가스는 상기 제 1 열교환 장치(620)에 의해서 냉각된 상태로 상기 반응 챔버(300) 내부로 전달된다.

상기 제 1 순환 장치(630)는 상기 제 1 순환 배관(610)에 연결되어 있어, 상기 제 1 순환 장치(630)의 동작에 의해서 상기 반응 챔버(300) 내부와 상기 제 1 순환 배관(610) 사이에서 불활성 가스가 순환된다. 상기 제 1 순환 장치(630)는 펌프 또는 블로우워(Blower)로 이루어질 수 있다.

상기 차단 밸브(640a, 640b)는 상기 제 1 순환 배관(610)에 연결되어 있어 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응 가스가 순환되는 것을 차단한다. 상기 내부 냉각 시스템(600)은 상기 반응 챔버(300) 내부의 반응이 종료된 후 남아있는 반응 가스를 배기하고 상기 반응 챔버(300) 내부에 불활성 가스를 공급한 이후에 작동하게 되므로, 상기 불활성 가스를 상기 반응 챔버(300) 내부에 공급하기 전까지는 상기 반응 가스가 순환되는 것을 차단할 필요가 있고, 그를 위해서 상기 차단 밸브(640a, 640b)가 적용되는 것이다. 이와 같은 차단 밸브(640a, 640b)는 상기 칼러(353)와 상기 제 1 열교환 장치(620) 사이에 형성되는 제 1 차단 밸브(640a) 및 상기 칼러(353)와 상기 제 1 순환 장치(630) 사이에 형성되는 제 2 차단 밸브(640b)를 포함하여 이루어진다.

상기 외부 냉각 모듈(700)은 상기 내부 냉각 모듈(600)과 함께 반응 챔버(300)의 내부를 빠른 시간 내에 냉각시켜 전체 공정 시간을 단축시키는 역할을 한다.

상기 반응 챔버(300)의 내부와 더불어 상기 반응 챔버(300)의 외벽을 함께 냉각시킬 경우, 상기 반응 챔버(300)의 내부의 냉각 속도가 증진될 수 있으며, 따라서, 상기 반응 챔버(300)와 상기 외부 챔버(100) 사이의 버퍼 공간(150)을 냉각하도록 상기 외부 냉각 모듈(700)이 적용된 것이다. 이와 같은, 상기 외부 냉각 모듈(700)은 제 2 순환 배관(710), 제 2 열교환 장치(720), 및 제 2 순환 장치(730)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제 2 순환 배관(710)은 그 일단이 상기 외부 챔버(100)의 일측에 연결되어 있고 그 타단이 상기 외부 챔버(100)의 타측에 연결되어 있다. 상기 제 2 순환 배관(710)과 연결되는 상기 외부 챔버(100)의 일측 및 타측에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 버퍼 공간(150)과 상기 제 2 순환 배관(710) 사이가 서로 연통되어 있다. 따라서, 상기 버퍼 공간(150)의 불활성 가스는 상기 제 2 순환 배관(710)을 통해서 순환될 수 있다. 특히, 상기 제 2 순환 배관(710)의 일단 및 타단은 상기 외부 챔버(100)에 형성된 관통홀과 더불어 상기 제 1 단열 부재(250a) 및 제 1 히터 부재(200a)에 형성된 관통홀과도 연통되어 있다. 따라서, 상기 제 2 순환 배관(710)을 통해서 순환되는 불활성 가스는 상기 반응 챔버(300)와 제 1 히터 부재(200a) 사이의 공간으로 전달되기 때문에 상기 반응 챔버(300)의 외벽에 대해서 보다 효율적인 냉각이 가능하다.

상기 제 2 열교환 장치(720)는 상기 제 2 순환 배관(710)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 2 순환 배관(710)을 통해 순환되는 불활성 가스는 상기 제 2 열교환 장치(720)에 의해서 냉각된 상태로 상기 버퍼 공간(150) 내부로 전달된다.

상기 제 2 순환 장치(730)는 상기 제 2 순환 배관(710)에 연결되어 있어, 상기 제 2 순환 장치(730)의 동작에 의해서 상기 버퍼 공간(150)과 상기 제 2 순환 배관(710) 사이에서 불활성 가스가 순환된다. 상기 제 2 순환 장치(730)는 펌프 또는 블로우워(Blower)로 이루어질 수 있다.

상기 가스 배기부(800)는 상기 반응 챔버(300)의 내부의 공기 또는 상기 반응 챔버(300)의 내부에서 반응이 종료된 후 남아있는 반응 가스를 배기하는 역할을 한다. 이와 같은 가스 배기부(800)는 상기 기판 출입구 모듈(350), 보다 구체적으로는 상기 칼러(353)에 연결되어 있다. 특히, 상기 가스 배기부(800)와 연결되는 상기 칼러(353)에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 가스 배기부(800) 사이가 서로 연통되어 있다.

상기 가스 공급부(900)는 상기 반응 챔버(300)의 내부에 불활성 가스 또는 반응 가스를 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 가스 공급부(900)는 상기 기판 출입구 모듈(350), 보다 구체적으로는 상기 칼러(353)에 연결되어 있다. 특히, 상기 가스 공급부(900)와 연결되는 상기 칼러(353)에는 관통홀이 형성되어 있어, 상기 관통홀을 통해서 상기 반응 챔버(300)의 내부와 상기 가스 공급부(900) 사이가 서로 연통되어 있다.

상기 가스 배기부(800)와 상기 가스 공급부(900)는 상기 칼러(353)에 연결된 별도의 배관을 구비할 수도 있지만, 상기 칼러(353)에 연결된 하나의 배관에서 분기된 구조로 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은 실링 지지부(410), 슬라이딩 링(420), 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b), 중간 링(440), 및 실링 가압부(450)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 실링 지지부(410)는 전술한 반응 챔버(300)의 외벽을 둘러싸도록 상기 기판 출입구 모듈(350)에 형성되어 실링 영역의 일측을 정의한다. 여기서, 상기 실링 영역은 상기 기판 출입구 모듈(350)의 플랜지(351)와 반응 챔버(300)가 중첩되는 영역으로 정의될 수 있으며, 상기 실링 영역의 일측은 전술한 칼러(353)에 접하지 않는 플랜지(351)의 타측 가장자리 부분으로 정의될 수 있다.

일 실시 예에 따른 실링 지지부(410)는 상기 기판 출입구 모듈(350)의 플랜지(351)로부터 일정한 기울기의 제 1 경사면(410a)을 가지도록 상기 반응 챔버(300)의 외주면 쪽으로 돌출되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸도록 형성된 돌출부가 될 수 있다. 이때, 상기 실링 지지부(410)의 하면, 즉 상기 돌출부의 하면은 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격된다.

다른 실시 예에 따른 실링 지지부(410)는 일정한 기울기의 제 1 경사면(410a)을 가지도록 링(ring) 형태로 형성되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸도록 플랜지(351)의 하면 또는 측면에 개스킷(gasket)과 함께 결합될 수 있다. 이때, 상기 실링 지지부(410)의 하면은 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격된다.

이와 같은, 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)과 상기 플랜지(351)의 하면 사이의 각도는 5° ~ 85°범위를 가질 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 각각의 원활한 슬라이딩을 위해 30°~ 70°범위를 가지는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 링(420)은 상기 실링 지지부(410)와 나란하도록 소정 거리로 이격되면서 슬라이딩 가능하도록 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸고 있다. 이때, 상기 슬라이딩 링(420)은 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격됨으로써 상기 반응 챔버(300)의 길이 방향과 나란한 방향을 따라 상기 반응 챔버(300)와 상기 플랜지(351) 사이에서 슬라이딩될 수 있다. 이러한, 상기 슬라이딩 링(420)은 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)과 마주보는 제 2 경사면(420a)을 가지도록 링(ring) 형태로 형성된다. 여기서, 상기 제 2 경사면(420a)은 상기 제 1 경사면(410a)과 동일한 기울기를 가질 수 있으며, 상기 중간 링(440)을 기준으로 제 1 경사면(410a)과 대칭 구조를 갖는다.

상기 플랜지(351)의 하면에 접하는 상기 슬라이딩 링(420)의 상면에는 링 삽입홈(422)이 형성되어 있다. 상기 링 삽입홈(422)에는 상기 플랜지(351)의 하면과 상기 슬라이딩 링(420) 사이를 실링하는 제 4 오-링(O-ring)(460)이 설치된다.

상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b)은 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)과 상기 슬라이딩 링(420)의 제 2 경사면(420a) 사이에 나란하게 배치되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸고 있다. 이러한, 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 각각의 직경은 상기 반응 챔버(300)와 상기 플랜지(351) 사이의 갭보다 작은 직경을 갖는다.

상기 중간 링(440)은 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 사이에 배치되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸는 것으로, 직사각 형태의 단면을 가지는 링(ring) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 중간 링(440)은 상기 반응 챔버(300)와 상기 플랜지(351) 사이의 갭보다 작은 두께를 가지면서 상기 반응 챔버(300)의 외주면보다 큰 내경을 갖는다. 이에 따라, 상기 슬라이딩 링(420)은 내경이 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격됨으로써 상기 반응 챔버(300)의 길이 방향과 나란한 방향을 따라 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 사이에서 슬라이딩될 수 있다. 이러한, 상기 중간 링(440)은 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 사이를 실링함과 아울러 상기 제 1 오-링(O-ring)(430a)이 제 1 경사면(410a)을 타고 반응 챔버(300)의 외주면으로 쪽으로 이동되도록 하고, 상기 제 2 오-링(O-ring)(430b)이 제 2 경사면(420a)을 타고 반응 챔버(300)의 외주면 쪽으로 이동되도록 한다.

상기 실링 가압부(450)는 상기 반응 챔버(300)의 외벽을 둘러싸도록 상기 기판 출입구 모듈(350)에 형성되어 실링 영역의 타측을 정의한다. 여기서, 상기 실링 영역의 타측은 전술한 칼러(353)에 접하는 플랜지(351)의 일측 가장자리 부분으로서 상기 반응 공간의 개방단을 형성하는 반응 챔버(300)의 끝단에 중첩되는 부분으로 정의될 수 있다. 이러한, 상기 실링 가압부(450)는 상기 슬라이딩 링(420)을 가압하여 상기 슬라이딩 링(420)을 상기 실링 지지부(410) 쪽으로 슬라이딩시킴으로써 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b)이 상기 슬라이딩 링(420)의 슬라이딩에 따른 상기 실링 지지부(410)와 상기 중간 링(440) 및 상기 슬라이딩 링(420) 각각의 가압에 의해 압착되어 반응 챔버(300)와 기판 출입 모듈(350) 사이를 실링하도록 한다.

이와 같은, 상기 실링 가압부(450)는 가압 지지부(452), 및 가압 부재(454)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 가압 지지부(452)는 상기 기판 출입구 모듈(350)의 플랜지(351)로부터 상기 반응 챔버(300)의 외주면 쪽으로 돌출되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸는 돌출부가 될 수 있다. 이때, 상기 가압 지지부(452)의 하면, 즉 상기 돌출부의 하면은 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격된다.

다른 실시 예에 따른 가압 지지부(452)는 사각 단면을 가지도록 링(ring) 형태로 형성되어 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸도록 플랜지(351)의 하면 또는 측면에 개스킷(gasket)과 함께 결합될 수 있다. 이때, 상기 가압 지지부(452)의 하면은 상기 반응 챔버(300)의 외주면으로부터 일정한 거리로 이격된다.

상기 가압 부재(454)는 상기 가압 지지부(452)에 설치되어 상기 슬라이딩 링(420)에 물리적인 가압력을 가해 상기 슬라이딩 링(420)을 밀거나 당기는 방식으로 슬라이딩시킨다.

일 실시 예에 따른 상기 가압 부재(454)는 상기 슬라이딩 링(420)과 상기 가압 지지부(452) 사이에 배치되어 회전 운동에 의해 상기 슬라이딩 링(420)을 밀거나 당기는 방식으로 슬라이딩시키는 볼트일 수 있다.

구체적으로, 상기 볼트의 헤드부는 상기 슬라이딩 링(420)에 마주보는 상기 가압 지지부(452)의 내측면에 접촉되고, 이로 인해 상기 가압 지지부(452)는 상기 볼트의 슬라이딩을 저지하는 역할을 한다. 이 경우, 상기 슬라이딩 링(420)에는 상기 볼트가 나사 결합되는 암나사산으로 이루어진 나사홀이 형성되어 있고, 상기 가압 지지부(452)에는 상기 볼트를 회전시키기 위한 회전 공구가 삽입되는 공구 삽입홀(454b)이 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 회전 공구에 의한 회전 운동시, 상기 볼트의 이동은 상기 가압 지지부(452)에 의해 저지되고, 이로 인해 상기 슬라이딩 링(420)이 볼트의 회전 운동에 의해 상기 실링 지지부(410) 쪽으로 밀리거나 상기 가압 지지부(452) 쪽으로 당겨지게 된다.

이와 같은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실링 가압부(450)를 이용하여 슬라이딩 링(420)을 슬라이딩시켜 상기 실링 지지부(410)과 슬라이딩 링(420) 사이의 간격을 좁힘으로써 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 각각을 상기 제 1 및 제 2 경사면(410a, 410b) 각각과 중간 링(440) 사이에 압착시킴과 동시에 상기 반응 챔버(300)의 외주면에 압착시켜 상기 기판 출입구 모듈(350), 즉 상기 플랜지(351)의 하면과 상기 반응 챔버(300) 사이를 실링하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 실링 가압부(450)의 가압 부재(454)가 정회전하게 되면, 슬라이딩 링(420)이 상기 실링 지지부(410) 쪽으로 슬라이딩되면서 상기 2 오-링(O-ring)(430b)을 가압함에 따라 상기 2 오-링(O-ring)(430b)이 상기 중간 링(440)을 가압하면서 상기 중간 링(440)의 측면에 의해 슬라이딩 링(420)의 제 2 경사면(420b)을 타고 이동하여 상기 반응 챔버(300)의 외주면에 압착 및 밀착되고, 이와 동시에 상기 중간 링(440)이 상기 2 오-링(O-ring)(430b)의 가압에 의해 상기 실링 지지부(410) 쪽으로 슬라이딩되면서 제 1 오-링(O-ring)(430a)을 가압함에 따라 제 1 오-링(O-ring)(430a)이 상기 중간 링(440)의 측면에 의해 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)을 타고 이동하여 상기 반응 챔버(300)의 외주면에 압착 및 밀착된다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은 상기 실링 가압부(450)에 의한 슬라이딩 링(420)의 슬라이딩을 이용해 상기 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 각각을 상기 제 1 및 제 2 경사면(410a, 410b) 각각과 중간 링(440) 사이에 압착시킴과 동시에 상기 반응 챔버(300)의 외주면에 압착 및 밀착시킴으로써 상기 기판 출입구 모듈(350), 즉 상기 플랜지(351)의 하면과 상기 반응 챔버(300) 사이를 실링하게 된다.

한편, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈(400)에 있어서, 상기 실링 가압부(450)의 가압 부재(454)가 기판 출입구의 전방에서 회전 운동시킬 수 있는 볼트(Bolt)로 이루어지는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 가압 부재(454)는 상기 슬라이딩 링(420)을 밀거나 당길 수 있는 거리 조절 핀으로 이루어지거나, 유압 실린더 또는 공압 실린더로 이루어질 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도로서, 이는 중간 링의 구조를 변경하여 구성한 것이다. 이하에서는, 상기 중간 링에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 실링 모듈(400)에 있어서, 상기 중간 링(440)은 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 둘러싸도록 일정한 기울기를 가지는 제 3 및 제 4 경사면(440a, 440b)을 가지는 사다리꼴 형태의 단면을 가지도록 형성되어 제 1 및 제 2 오-링(O-ring)(430a, 430b) 사이에 배치될 수도 있다.

상기 중간 링(440)의 제 3 경사면(440a)은 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)에 마주보는 것으로서, 상기 제 1 경사면(410a)과 동일한 기울기를 가지거나 다른 기울기를 가질 수 있다.

상기 중간 링(440)의 제 4 경사면(440b)은 상기 슬라이딩 링(420)의 제 2 경사면(410b)에 마주보는 것으로서, 상기 제 2 경사면(410b)과 동일한 기울기를 가지거나 다른 기울기를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실링 모듈을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은 실링 지지부(410), 슬라이딩 링(420), 제 1 내지 제 3 오-링(O-ring)(430a, 430b, 430c), 제 1 및 제 2 중간 링(440, 440'), 및 실링 가압부(450)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은 제 1 내지 제 3 오-링(O-ring)(430a, 430b, 430c) 각각이 상기 반응 챔버(300)의 외주면을 감싸는 나란하게 배치되고, 제 1 내지 제 3 오-링(O-ring)(430a, 430b, 430c) 사이사이에 제 3 및 제 4 경사면(440a, 440b)을 가지는 사다리꼴 형태의 단면으로 형성된 제 1 및 제 2 중간 링(440, 440') 각각이 배치되는 것을 제외하고는 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 실링 모듈(400)과 동일하다.

이와 같은, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 실링 모듈(400)은 실링 지지부(410)를 지지벽으로 한, 상기 실링 가압부(450)의 가압에 따른 슬라이딩 링(420)의 슬라이딩에 의해 제 1 내지 제 3 오-링(O-ring)(430a, 430b, 430c) 각각을 상기 실링 지지부(410)의 제 1 경사면(410a)과 상기 실링 가압부(450)의 제 2 경사면(420a), 제 1 및 제 2 중간 링(440, 440') 각각의 제 3 및 제 4 경사면(440a, 440b) 사이에 압착 및 밀착시킴과 동시에 상기 반응 챔버(300)의 외주면에 압착 및 밀착시킴으로써 상기 기판 출입구 모듈(350), 즉 상기 플랜지(351)의 하면과 상기 반응 챔버(300) 사이를 실링하게 된다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 실링 모듈(400)에 있어서, 상기 실링 지지부(410)와 실링 가압부(450) 사이에 배치되는 오-링(O-ring)은 M(단, M는 2 이상의 자연수)개로 이루어지고, 상기 M개의 오-링들 사이에 배치되는 중간 링은 N(단, N은 M-1인 자연수)개로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열처리 시스템을 설명하기 위한 도 2에 도시된 A 부분의 확대도로서, 이는 온도 검출 수단, 및 온도 조절 수단을 추가하여 구성한 것이다. 이하에서는, 상기 온도 검출 수단, 및 온도 조절 수단에 대해서만 설명하기로 한다.

도 7에서 알 수 있듯이, 상기 온도 검출 수단(1000)은 전술한 기판 출입구 모듈(350)에 설치되어 기판 출입구 모듈(350)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 열처리 시스템의 제어 수단(미도시)에 제공한다. 예를 들어, 상기 온도 검출 수단(1000)은 상기 기판 출입구 모듈(350)의 플랜지(351) 및 칼러(353) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.

상기 온도 조절 수단(1100)은 상기 기판 출입구 모듈(350)의 온도를 일정한 온도로 유지시켜 상기 기판 출입구 모듈(350)의 온도 상승을 방지하는 것으로, 상기 기판 출입구 모듈(350)의 플랜지(351) 및 칼러(353) 중 적어도 하나에 설치되는 온도 조절용 배관(1110)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 온도 조절용 배관(1110)에는 일정한 온도를 가지는 온도 조절 매체가 순환된다. 이때, 상기 온도 조절 매체는 상기 온도 검출 수단(1000)으로부터 검출된 온도에 따라 제어 수단에 의해 제어되는 온도 조절 수단(미도시)의 동작에 의해 상기 온도 조절용 배관(1110)에 순환될 수 있다. 예를 들어, 온도 조절 매체는 냉각수 또는 냉각 가스일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 외부 챔버 200: 히터 모듈
250: 단열 부재 300: 반응 챔버
350: 기판 출입구 모듈 351: 플랜지(flange)
353: 칼러(collar) 400: 실링 모듈
410: 실링 지지부 420: 슬라이딩 링
430a, 430b: 제 1 및 제 2 오-링(O-ring) 440: 중간 링
450: 실링 가압부 452: 가압 지지부
454: 가압 부재 500: 도어 챔버
550: 기류 조절 모듈 600: 내부 냉각 모듈
700: 외부 냉각 모듈 800: 가스 배기부
900: 가스 공급부

Claims (12)

1. 반응 공간과 상기 반응 공간의 개방단을 가지는 반응 챔버;
   상기 반응 챔버를 둘러싸는 외부 챔버;
   상기 반응 챔버의 개방단에 결합되어 상기 반응 공간에 연통되는 기판 출입구를 형성하는 기판 출입구 모듈;
   상기 기판 출입구를 개폐하는 도어 챔버; 및
   상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링하는 실링 모듈을 포함하여 구성되며,
   상기 실링 모듈은,
   상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸도록 상기 기판 출입구 모듈에 형성된 실링 지지부;
   슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 나란하게 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 슬라이딩 링;
   슬라이딩 가능하도록 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 M(단, M는 2 이상의 자연수)개의 오-링들;
   슬라이딩 가능하도록 상기 M개의 오-링들 사이에 배치되어 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 N(단, N은 M-1인 자연수)개의 중간 링; 및
   상기 기판 출입구 모듈에 형성되어 상기 M개의 오-링들이 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입 모듈 사이를 실링하도록 상기 슬라이딩 링을 상기 실링 지지부 쪽으로 슬라이딩시키는 실링 가압부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 M개의 오-링들은 상기 슬라이딩 링의 슬라이딩에 따른 상기 실링 지지부와 상기 슬라이딩 링 간의 간격에 의해 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링하는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 실링 지지부는 상기 중간 링에 마주보도록 일정한 기울기로 형성된 제 1 경사면을 포함하고,
   상기 슬라이딩 링은 상기 중간 링에 마주보도록 일정한 기울기로 형성된 제 2 경사면을 포함하여 구성되며,
   상기 M개의 오-링들은 상기 슬라이딩 링의 슬라이딩에 따라 상기 제 1 경사면, 상기 중간 링, 및 상기 제 2 경사면에 압착되고 상기 반응 챔버의 외주면에 밀착되어 상기 반응 챔버와 상기 기판 출입구 모듈 사이를 실링하는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 기판 출입구 모듈은,
   상기 외부 챔버에 결합되어 상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간을 밀폐하는 플랜지(flange); 및
   상기 플랜지에 결합되어 상기 기판 출입구를 형성하는 칼러(collar)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 실링 지지부는 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 상기 플랜지의 하면 일측으로부터 제 1 경사면을 가지도록 돌출되거나 상기 제 1 경사면을 가지도록 형성되어 상기 플랜지의 하면 일측에 결합되고,
   상기 실링 가압부는 상기 반응 챔버의 외주면을 둘러싸는 상기 플랜지의 하면 타측에 제 2 경사면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 링과 상기 플랜지의 하면 사이는 오-링(O-ring)에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 실링 가압부는,
   상기 플랜지의 하면 타측으로부터 상기 제 2 경사면을 가지도록 돌출되거나 상기 제 2 경사면을 가지도록 상기 플랜지의 하면 타측에 결합된 가압 지지부; 및
   상기 가압 지지부에 설치되어 상기 슬라이딩 링을 상기 실링 지지부 쪽으로 밀거나 상기 가압 지지부 쪽으로 당기는 가압 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가압 부재는 상기 가압 지지부와 상기 슬라이딩 링 사이에 배치되어 상기 슬라이딩 링에 나사 결합된 볼트이고,
   상기 볼트는 상기 가압 지지부를 지지벽으로 한 회전 운동에 따라 상기 슬라이딩 링을 슬라이딩시키는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 N개의 중간 링 각각은,
   상기 실링 지지부와 마주보는 일정한 기울기의 제 3 경사면; 및
   상기 슬라이딩 링과 마주보는 일정한 기울기의 제 4 경사면을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 출입구 모듈을 일정한 온도로 조절하기 위한 온도 조절 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 출입구 모듈의 온도를 검출하는 온도 검출 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 챔버의 내부를 냉각시키는 내부 냉각 모듈;
    상기 반응 챔버와 상기 외부 챔버 사이의 버퍼 공간에 배치되어 상기 반응 챔버의 외벽을 가열하는 히터 부재를 포함하는 히터 모듈;
    상기 버퍼 공간에 연통되어 상기 반응 챔버의 외벽을 냉각시키는 외부 냉각 모듈;
    상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 공간의 가스를 배기하는 가스 배기부; 및
    상기 기판 출입구 모듈을 통해 상기 반응 공간에 연통되어 상기 반응 공간의 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.

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