KR101432754B1 - In-line type heat treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인라인 열처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 가열로를 관통하는 복수개의 히터를 설치함으로써, 가열로의 전 영역의 온도를 균일하게 유지하고, 기판의 전면적에 걸쳐서 균일한 열처리를 할 수 있는 인라인 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inline heat treatment apparatus. More particularly, the present invention relates to an inline heat treatment apparatus capable of uniformly maintaining the temperature of the entire area of the heating furnace and providing a uniform heat treatment over the entire area of the substrate by providing a plurality of heaters penetrating a plurality of heating furnaces .
평판 표시 장치의 제조시 사용되는 열처리(Annealing) 장치는 기판에 증착된 막의 특성을 향상시키기 위하여 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 장치이다.A thermal annealing apparatus used in the manufacture of a flat panel display is a device for crystallizing or phase-changing a deposited film to improve the characteristics of the film deposited on the substrate.
평판 표시 장치에 사용되는 반도체층인 박막 트랜지스터는 유리 또는 석영 등의 기판에 증착 장치를 이용하여 비정질(Amorphous) 실리콘을 증착시키고, 비정질 실리콘층을 탈수소 열처리한 후, 채널을 형성하기 위한 비소(Arsenic), 인(Phosphorus) 또는 붕소(Boron) 등과 같은 도펀트를 주입한다. 그리고, 낮은 전자 이동도를 가지는 비정질 실리콘층을 높은 전자 이동도를 가지는 결정질 구조의 다결정 실리콘층으로 결정화하기 위한 결정화 공정을 실시한다.The thin film transistor, which is a semiconductor layer used in a flat panel display, is formed by depositing amorphous silicon on a substrate such as glass or quartz using a deposition apparatus, annealing the amorphous silicon layer by dehydrogenation, ), Phosphorus (Phosphorus) or boron (Boron). A crystallization process for crystallizing the amorphous silicon layer having low electron mobility into a polycrystalline silicon layer having a crystalline structure with high electron mobility is performed.
비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화하기 위해서는 비정질 실리콘층에 열 에너지를 가해야 하며, 일반적으로 가열로(Furnace)의 내부에 기판을 투입하고, 가열로의 내부에 설치된 히터 등과 같은 가열 수단으로 비정질 실리콘층에 열을 가하는 방법이 이용된다.In order to crystallize the amorphous silicon layer into a polycrystalline silicon layer, it is necessary to apply heat energy to the amorphous silicon layer. In general, a substrate is put into a furnace, and a heating means such as a heater A method of applying heat to the silicon layer is used.
종래의 열처리 장치는 한 개의 가열로를 이용하여 기판을 가열 및 냉각하는 열처리 공정을 수행하였으나, 한 개의 가열로를 이용한 종래의 열처리 장치는 기판을 제품으로 제조하는데 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 단점이 있었다. 따라서, 이를 해소하기 위하여 복수의 가열로를 연속적으로 배치하고, 기판을 각각의 상기 가열로에 순차적으로 이송시켜 기판을 열처리하는 인라인 열처리 장치가 개발되어 사용되고 있다.The conventional heat treatment apparatus has performed the heat treatment process of heating and cooling the substrate by using one heating furnace. However, in the conventional heat treatment apparatus using one heating furnace, it takes much time to manufacture the substrate as the product, There were disadvantages. Accordingly, in order to solve this problem, an inline heat treatment apparatus has been developed and used in which a plurality of heating furnaces are successively arranged and the substrates are sequentially transferred to the respective heating furnaces to heat treat the substrates.
종래의 인라인 열처리 장치에서는 가열로의 외측에 히터를 배치하거나, 판상의 히터를 사용하는 방식 등을 채용하여, 가열로의 전 영역에 걸쳐서 온도 제어가 어려운 문제점이 있었다. 또한, 최근 평판 표시 장치에 사용되는 기판의 사이즈가 대면적화 됨에 따라, 가열로 내부의 온도를 균일하게 유지하고 기판의 전면적에 걸쳐서 균일한 열처리가 가능하도록 하는 인라인 열처리 장치의 개발이 필요한 실정이다.In the conventional inline heat treatment apparatus, there is a problem that temperature control is difficult over the entire area of the heating furnace by arranging a heater outside the heating furnace or using a plate heater. Recently, as the size of a substrate used in a flat panel display has become larger, it has been necessary to develop an inline heat treatment apparatus capable of uniformly maintaining the temperature inside the heating furnace and uniformly performing heat treatment over the entire surface of the substrate.
또한, 종래의 인라인 열처리 장치에서는 회전가능하게 설치된 복수의 롤러에 기판을 직접 탑재하여 이송하는 방식을 채용하여, 상호 접촉하는 롤러와 기판 사이에 작용하는 마찰력에 의해 발생한 파티클(Particle)이 기판을 오염시킬 수 있으므로, 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional inline thermal processing apparatus, a method in which a substrate is directly mounted on a plurality of rollers provided rotatably is adopted, so that particles generated by frictional forces acting between the rollers and the substrate, which contact each other, There is a problem that the reliability of the product is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가열로의 전 영역의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inline thermal processing apparatus capable of uniformly maintaining the temperature of the entire area of a heating furnace.
또한, 본 발명은 기판의 전면적에 걸쳐서 균일한 열처리가 가능한 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an inline heat treatment apparatus capable of performing uniform heat treatment over the entire surface of a substrate.
또한, 본 발명은, 무빙(Moving)부재에 기판을 탑재 지지하여 기판을 이송함으로써, 마찰력에 의한 기판의 손상을 줄이고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an inline heat treatment apparatus capable of reducing the damage of the substrate due to frictional force and improving the reliability of the product by transporting the substrate by supporting the substrate on a moving member.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치는, 연속적으로 배치되며 기판이 열처리되는 공간을 각각 제공하는 복수개의 가열로(Furnace); 각각의 상기 가열로의 내부에 설치되어 상기 기판을 이송시키는 이송수단; 및 각각의 상기 가열로마다, 상기 기판의 이송방향에 수직한 방향으로 일정 간격을 가지면서, 각각의 상기 가열로를 관통하도록 설치되며, 상기 기판을 승온시키는 복수개의 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an inline thermal processing apparatus comprising: a plurality of furnaces arranged continuously and each providing a space for heat-treating a substrate; Transfer means installed inside each of the heating furnaces and transferring the substrate; And a plurality of heaters installed to penetrate through each of the heating furnaces and having a predetermined gap in a direction perpendicular to the feeding direction of the substrate for each of the heating furnaces and for raising the temperature of the substrate .
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 가열로의 전 영역의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, there is an effect that the temperature of the entire area of the heating furnace can be uniformly maintained.
또한, 기판의 전면적에 걸쳐서 균일한 열처리가 가능한 효과가 있다.Further, there is an effect that a uniform heat treatment can be performed over the entire surface of the substrate.
또한, 무빙(Moving)부재에 기판을 탑재 지지하여 기판을 이송함으로써, 마찰력에 의한 기판의 손상을 줄이고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the damage of the substrate due to the frictional force can be reduced and the reliability of the product can be improved by transferring the substrate by supporting the substrate on the moving member.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 개략적 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승온부의 가열로를 나타내는 확대 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온부의 가열로를 나타내는 확대 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 개략적 구성을 나타내는 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송부가 무빙부재를 지지하는 것을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기판 이송부의 확대 사시도이다.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 동작을 나타내는 정단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 사시도이다.1 is a front sectional view showing a schematic configuration of an inline heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged front sectional view showing a heating furnace of a heating part according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged side sectional view showing a heating furnace of a heating section according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan sectional view showing a schematic configuration of an inline heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing that the substrate transfer portion supports the moving member according to the embodiment of the present invention.
6 is an enlarged perspective view of the substrate transferring portion shown in Fig.
7 to 13 are front sectional views showing the operation of the inline thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a perspective view of a support member according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views, and length and area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.
본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.In this specification, the substrate may be understood as including a substrate used for a display device such as an LED, an LCD, a semiconductor substrate, a solar cell substrate, and the like.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인라인 열처리 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an inline thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 개략적 구성을 나타내는 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a schematic configuration of an inline heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 열처리 장치는 로딩부(110), 승온부(120), 공정부(130), 냉각부(140) 및 언로딩부(150)를 포함하며, 로딩부(110)와 승온부(120)와 공정부(130)와 냉각부(140)와 언로딩부(150)는 차례로 연속적으로 배치될 수 있다.1, the inline thermal processing apparatus according to the present embodiment includes a
로딩부(110), 승온부(120), 공정부(130), 냉각부(140) 및 언로딩부(150)는 각각 가열로(Furnace)(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)를 포함할 수 있다.The
기판(50)은 기판 이송 로봇(미도시)에 의해 로딩부(110)로 로딩되어 소정 온도로 균일하게 예열된 후, 승온부(120)로 이송될 수 있다. 이를 위하여, 가열로(110a)에는 히터(미도시)가 설치될 수 있다. 히터(미도시)는 후술할 히터(200)와 동일한 구조 또는 판형상의 구조를 가질 수 있다.The
승온부(120)에 대하여 도 2 및 도 3을 더 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 승온부(120)의 가열로(120a)를 나타내는 확대 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 승온부(120)의 가열로(120a)를 나타내는 확대 측단면도이다.The temperature raising
도 1 내지 도 3을 참조하면, 승온부(120)는 기판(50)을 소정 온도로 가열하여 공정부(130)로 이송할 수 있다. 승온부(120)는 독립적으로 온도가 제어되는 적어도 2개의 가열로(120a, 120b)를 포함할 수 있다. 승온부(120)의 가열로(120a, 120b)의 개수는 기판(50)의 열처리 온도를 고려하여 적정하게 마련될 수 있다. 승온부(120)의 각 가열로(120a, 120b)의 구성은 동일할 수 있다.1 to 3, the temperature-elevating
기판(50)은 저온에서는 빠르게 가열 온도를 상승시켜도 쉽게 변형되지 않지만, 고온에서는 빠르게 가열 온도를 상승시키면 변형될 수 있다. 따라서, 승온부(120)의 가열로(120a, 120b)는 저온에서는 빠르게 가열 온도가 상승되도록 설정하고, 고온에서는 서서히 가열 온도가 상승되도록 설정하는 것이 바람직하다.The
가열로(120a, 120b)의 내부에는 기판(50)을 가열하기 위한 복수의 히터(200)가 설치될 수 있다. 히터(200)는 가열로(120a, 120b)를 통과하면서 이송되는 기판(50)의 이송방향에 수직한 방향으로 일정한 간격을 가지도록 설치될 수 있다. 히터(200)는 가열로(120a, 120b)의 일측면에서 타측면을 관통하거나, 소정의 한 측면을 관통하도록 설치될 수 있으며, 봉 형상을 가질 수 있다. 도 1에서는 승온부(120), 공정부(130) 및 냉각부(140)에 히터(200)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 로딩부(110) 및 언로딩부(150)에도 히터(200)가 배치될 수 있다.A plurality of
히터(200)는 기판(50)을 사이에 두고 상하측에 설치되는 상부 히터(210) 및 하부 히터(220)를 포함할 수 있다.The
상부 히터(210)는 복수의 단위 상부 히터(210a, 210b, 210c, ...)를 포함할 수 있다. 복수의 단위 상부 히터(210a, 210b, 210c, ...)는 기판(50)의 상부에 일정한 간격을 가지며 배치되어 기판(50)의 상면을 가열할 수 있다. 하부 히터(220)는 복수의 단위 하부 히터(220a, 220b, 220c, ...)를 포함할 수 있다. 복수의 단위 하부 히터(220a, 220b, 220c, ...)는 기판(50)의 하부에 일정한 간격을 가지며 배치되어 기판(50)의 하면을 가열할 수 있다. 단위 상부 히터(210a, 210b, 210c, ...)와 단위 하부 히터(220a, 220b, 220c, ...)의 개수 및 배치 간격은 가열로(120a, 120b)의 내부 온도를 균일하게 유지하는 목적의 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.The
상부 히터(210)는 가열로(120a, 120b)의 일측면에서 타측면을 관통하여 가열로(120a, 120b)의 내부에 설치되는 상부 히터 바디(211)와, 가열로(120a, 120b)의 외부 일측면 및 외부 타측면에 배치되어 상부 히터 바디(211)를 고정되게 지지함과 동시에 상부 히터 바디(211)에 전력을 공급하는 단선이 연결될 수 있는 상부 히터 지지부(212)를 포함할 수 있다. 하부 히터(220)도 상부 히터(210)와 동일하게 하부 히터 바디(221)와 하부 히터 지지부(222)를 포함할 수 있다.The
도 2의 (a)를 참조하면, 상부 히터(210)와 하부 히터(220)는 정렬되게 배치될 수 있다. 이는 상부 히터(210)의 특정 단위 상부 히터(210a)가 최인접하는 하부 히터(220)의 특정 단위 하부 히터(220a)와 정렬되게 배치됨으로써 가능하다. 다시 말해, 상부 히터(210)의 특정 단위 상부 히터(210a)는 하부 히터(220)의 특정 단위 하부 히터(220a)와 동일한 수직선상에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), the
도 2의 (b)를 참조하면, 상부 히터(210)와 하부 히터(220)는 어긋나게 배치될 수 있다. 이는 상부 히터(210)의 특정 단위 상부 히터(210a)가 최인접하는 하부 히터(220)의 특정 단위 하부 히터(220a)와 어긋나게 배치됨으로써 가능하다. 다시 말해, 상부 히터(210)의 특정 단위 상부 히터(210a)와 이에 이웃하는 단위 상부 히터(210b)의 중간지점과, 하부 히터(220)의 특정 단위 하부 히터(220a)가 동일한 수직선상에 배치될 수 있다. 하부 히터(220)의 특정 단위 하부 히터(220a)와 이에 이웃하는 단위 하부 히터(220b)의 중간지점과, 상부 히터(210)의 특정 단위 상부 히터(210b)가 동일한 수직선상에 배치될 수 있음은 당연하다.Referring to FIG. 2 (b), the
위와 같이, 본 발명은 기판(50)의 상부 및 하부에 상부 히터(210) 및 하부 히터(220)를 가열로(120a, 120b)를 관통하도록 일정한 간격을 가지게 설치하였으므로, 가열로(120a, 120b) 내부의 전 영역의 온도를 균일하게 유지할 뿐만 아니라, 기판(50)의 전면적에 걸쳐서 균일한 열처리가 가능한 이점이 있다.As described above, since the
히터(200)는 상부 히터(210) 및 하부 히터(220) 외에, 가열로(120a, 120b)의 열 손실을 방지하기 위한 복수개의 사이드 히터(230)를 더 포함할 수 있다.The
사이드 히터(230)는 상부 히터(210) 및 하부 히터(220)와 마찬가지로 기판(50)의 이송방향에 수직한 방향으로 일정한 간격을 가지도록 설치될 수 있으며, 가열로(120a, 120b)의 하부 측면을 관통하여 내벽측과 인접하게 설치될 수 있다. 본 명세서에서는 사이드 히터(230)가 가열로(120a, 120b)의 하부 측면을 관통하는 것으로 도시되어 있으나 상부 측면을 관통하여 설치되어도 무방하다.The
사이드 히터(230)는 가열로(120a, 120b)의 하부 측면을 관통하여 가열로(120a, 120b)의 내부에 설치되는 사이드 히터 바디(231)와, 가열로(120a, 120b)의 하부 외측면에 배치되어 사이드 히터 바디(231)를 고정되게 지지함과 동시에 사이드 히터 바디(231)에 전력을 공급하는 단선이 연결될 수 있는 사이드 히터 지지부(232)를 포함할 수 있다.The
본 발명은, 사이드 히터(230)가 배치된 가열로(120a, 120b)의 양 측벽을 통해 가열로(120a, 120b) 내부의 열이 외부로 전도되어 빠져나가 기판(50)의 균일한 열처리를 방해할 수 있으므로, 기판(50) 양측에 사이드 히터(230)를 배치함으로써 보다 균일한 열처리가 가능한 이점이 있다.The heat inside the
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정부(130)는 승온부(120)에서 이송된 기판(50)을 소정의 열처리 온도에서 열처리하며, 공정부(130)의 가열로(130a)의 구성은 승온부(120)의 가열로(120a, 120b)의 구성과 동일할 수 있다.1 to 3, the
냉각부(140)는 공정부(130)에서 이송된 기판(50)을 소정 온도로 냉각시킨 후 언로딩부(150)로 이송할 수 있다. 냉각부(140)의 가열로(140a)의 구성은 승온부(120)의 가열로(120a, 120b)의 구성과 동일할 수 있으며, 냉각부(140)의 가열로(140a)의 개수는 기판(50)의 열처리 온도를 고려하여 적정한 수로 마련될 수 있다. 냉각부(140)에는 기판(50)을 균일하게 냉각시키기 위한 다양한 냉각수단이 마련될 수 있다.The
언로딩부(150)의 가열로(150a)의 구성은 로딩부(110)의 가열로(110a)의 구성과 동일할 수 있다. 그리고, 언로딩부(150)로 이송된 기판(50)은 변형되지 않도록, 예를 들면 110℃ 이하까지 균일하게 냉각된 후, 다음 공정으로 이송될 수 있다. 이를 위하여, 언로딩부(150)에는 기판(50)의 균일한 냉각을 위하여 기판(50)을 가열하기 위한 히터(미도시)가 마련될 수 있다. 히터(미도시)는 전술한 히터(200)와 동일한 구조 또는 판형상의 구조를 가질 수 있다.The configuration of the
연속적으로 배치된 로딩부(110), 승온부(120), 공정부(130), 냉각부(140) 및 언로딩부(150)의 온도 차가 완만한 구배를 가지면서 선형적으로 변하도록, 승온부(120), 공정부(130) 및 냉각부(140)의 히터(200)와, 로딩부(110) 및 언로딩부(150)의 히터(미도시)는 각각 독립적으로 설치되어, 독립적으로 제어될 수 있다.The temperature difference between the continuously loaded
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 개략적 구성을 나타내는 평단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송부(370)가 무빙부재(330)를 지지하는 것을 나타내는 사시도, 도 6은 도 5에 도시된 기판 이송부(370)의 확대 사시도이다.5 is a perspective view showing that the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치는 기판(50)이 탑재 지지되어 이송되며, 기판(50)의 이송방향과 평행하게 설치되어 기판(50)의 이송방향 또는 기판(50)의 이송방향과 반대방향을 따라 직선왕복운동하는 무빙(Moving)부재(330)를 포함할 수 있다.4 to 6, an inline thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
무빙부재(330)는 기판(50)의 이송방향과 평행하게 설치되어 기판(50)의 이송방향과 평행하게 직선왕복운동하며 상호 간격을 가지는 복수의 무빙바(331)와 무빙바(331)를 상호 연결하는 복수의 연결바(335)를 포함할 수 있다.The moving
무빙바(331)는 단위 무빙바(331a)를 복수개 연결하여 형성할 수 있다. 이를 위하여, 단위 무빙바(331a)의 일단부에는 결합돌기(331aa)가 형성되고, 타단부에는 결합돌기(331aa)가 삽입 결합되는 결합공(331ab)이 형성될 수 있다. 그리고, 결합돌기(331aa)의 외주면 및 결합공(331ab)의 내주면에는 상호 맞물려 결합가능한 치(齒)가 형성되어, 상호 인접되게 배치된 단위 무빙바(331a)의 결합돌기(331aa)를 결합공(331ab)에 결합함으로써 소정 길이를 가지는 무빙바(331)가 형성할 수 있다.The moving
연결바(335)는 무빙바(331)와 직교하는 형태로 설치되어, 무빙바(331)가 상호 멀어지는 형태로 벌어지는 것을 방지할 수 있다.The connecting
최외곽에 위치된 로딩부(110) 또는 언로딩부(150)의 가열로(110a, 150a)에는 무빙부재(330)를 운동시키는 구동유닛(350)이 설치될 수 있다. 구동유닛(350)은 가열로(110a) 또는 가열로(150a)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있고, 구동유닛(350)은 안내레일(351), 회전벨트(353), 연결부재(355) 및 모터(357)를 포함할 수 있다.A driving
안내레일(351)은 기판(50)의 이송방향과 평행하게 설치되며, 상호 간격을 가지는 복수개의 유닛으로 마련될 수 있다. 회전벨트(353)는 안내레일(351)의 내부에 지지되어 폐루프를 이루면서 회전가능하게 설치될 수 있다. 연결부재(355)의 하측 부위는 회전벨트(353)에 연결되고, 연결부재(355)의 상측 부위는 무빙부재(330)의 일단부측과 연결될 수 있다. 따라서, 모터(357)와 연동된 회전벨트(353)가 정역회전을 함으로 인해 안내레일(351)을 따라 연결부재(355)가 직선왕복운동을 하고, 연결부재(355)에 연결된 무빙부재(330)가 직선왕복운동을 할 수 있다.The guide rails 351 may be provided in parallel to the conveying direction of the
구동유닛(350)에 의하여 무빙부재(330)가 직선운동하면서 탑재된 기판(50)을 상호 인접하는 가열로(110a, 120a)(120a, 120b)(120b, 130a)(130a, 140a)(140a, 150a)로 이송할 수 있다. 그러므로, 무빙부재(330)는 최외측에 위치된 어느 하나의 가열로(110a 또는 150a)를 제외한 나머지 가열로(120a 내지 150a, 또는 110a 내지 140a)의 내부에 설치되는 것이 바람직하다.120a, 120a, 120a, 120b, 120b, 130a, 130a, 140a, 140a (140a, 140b) adjacent to each other while the moving unit (330) , 150a. Therefore, it is preferable that the moving
구동유닛(350)은 무빙부재(330)에 직접 연결되어 무빙부재(330)를 직선왕복운동시키는 실린더(미도시)로 마련될 수도 있다.The driving
각각의 가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)에는 무빙바(331)가 자중에 의하여 하측으로 처지는 것을 방지함과 동시에 무빙부재(330) 및 무빙부재(330)에 탑재된 기판(50)을 이송시키는 기판 이송부(370)가 설치될 수 있다. 일 실시예로, 무빙부재(330) 및 구동유닛(350)을 구비함이 없이 기판 이송부(370)만을 구비하는 경우라면, 기판 이송부(370)와 연결된 기판 이송부 구동유닛(미도시)을 작동시켜, 기판 이송부(370) 상에 기판(50)을 바로 탑재하여 기판(50)의 이송을 수행할 수도 있다. 다만, 본 발명의 명세서에서는, 기판 이송부(370) 상에 기판(50)이 탑재된 무빙부재(330)를 배치하여 이송을 수행하는 것으로 상정하여 설명한다.The moving
기판 이송부(370)는 이송바(371), 롤러(373), 지지홀더(375), 베어링(376), 이탈방지테(377) 및 스토퍼(378)를 포함할 수 있다.The
이송바(371)는 기판(50)의 이송방향과 수직, 즉 무빙바(331)와 수직을 이루면서 가열로(120a, 120b)의 일측 및 타측이 지지되어 회전가능하게 설치될 수 있다. 이때, 이송바(371)는 무빙바(331)의 직선운동방향을 따라 회전되어야 함은 당연하다.The
롤러(373)는 이송바(371)의 외주면에 설치되어 이송바(371)와 함께 회전할 수 있다. 롤러(373)는 무빙바(331)를 지지할 수 있으며, 견고한 지지를 위하여 롤러(373)의 외주면 중앙부에는 롤러(373)의 중심측으로 함몰 형성되어 링형상을 이루며 무빙바(331)가 삽입 지지되는 지지로(373a)가 형성될 수 있다.The
지지바(371)의 일단부측 및 타단부측은 가열로(110a)의 일측 및 타측 외측으로 노출되고, 가열로(110a)의 외측으로 노출된 지지바(371)의 일단부측 및 타단부측 외주면을 지지홀더(375)가 감싸면서 지지할 수 있다. 지지바(371)와 지지홀더(375) 사이에는 지지바(371)의 회전을 허용하는 베어링(376)이 각각 개재되고, 지지홀더(375)에는 베어링(376)이 지지홀더(375)의 외측으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지테(377)가 결합될 수 있다. 지지바(371)의 일단부측 또는 타단부측 중 어느 하나에는, 지지바(371)가 길이방향으로 유동하는 것을 방지하는 반원형의 스토퍼(378)가 이탈방지테(377) 외측에 삽입 결합될 수 있다. 스토퍼(378)를 지지바(371)의 양단부측 외주면에 설치하면, 지지바(371)가 길이방향으로 변형되었을 때, 가열로(110a)의 내부에 위치된 지지바(371)의 중앙부측이 휠 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 스토퍼(378)를 지지바(371)의 어느 한 단부측에만 결합할 수 있다.One end side of the
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)에는 기판(50)을 상승시켜 무빙부재(330)로부터 이격시킨 후 하강시키는 복수의 승강바(390)가 설치될 수 있다. 승강바(390)는 기판(50)을 무빙부재(330)에 로딩하거나, 무빙부재(330)로부터 언로딩할 때, 그리고 무빙부재(330)에 탑재된 기판(50)을 상호 인접하는 가열로(110a, 120a)(120a, 120b)(120b, 130a)(130a, 140a)(140a, 150a)로 이송할 때, 기판(50)을 상승 및 하강시킬 수 있다.1 to 3, a plurality of elevating bars 390 (see FIG. 3) are provided on the
승강바(390)의 상측 부위는 가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)의 내부에 위치되고, 하측 부위는 가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)의 외부에 위치될 수 있다. 승강바(390)의 하단부는 실린더 또는 모터 등과 같은 승강수단(392)측에 연결되며, 승강수단(392)에 의하여 승강할 수 있다.The upper portion of the lifting
한편, 승강바(390)의 하단부측이 프레임(394)에 각각 결합되고, 승강수단(392)의 피스톤이 프레임(394)의 중앙부측에 결합되면, 하나의 승강수단(392)을 이용하여 복수의 승강바(390)를 승강시킬 수 있다.On the other hand, when the lower end side of the lifting
가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a) 내부의 열이 외부로 방열되는 것을 방지하기 위하여, 승강바(390)가 관통하는 가열로(110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a)의 부위에는 단열관(396)이 결합되고, 승강바(390)는 단열관(396)에 삽입되어 승강할 수 있다.In order to prevent the heat inside the
승강바(390)가 주위의 간섭 없이 승강할 수 있도록, 승강바(390)는 무빙바(331) 사이에 위치되는 것이 바람직하고, 가열로(120a, 120b, 130a, 140a)에 설치된 상부 히터(210)는 승강바(390)가 상사점에 위치되었을 때, 승강바(390)의 상단부 보다 상측에 위치되는 것이 바람직하다.The elevating
도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 동작을 나타내는 정단면도이다.7 to 13 are front sectional views showing the operation of the inline thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치에서 기판(50)이 이송되며 열처리 되는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process in which the
먼저, 로딩부(110)의 가열로(110a)에서부터 냉각부(140)의 가열로(140a)까지 무빙부재(330)가 위치되고, 승강바(390)는 하사점에 위치될 수 있다.First, the moving
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강수단(392)을 구동시켜 승강바(390)를 상사점에 위치시키면, 승강바(390)의 상단부가 무빙부재(330)의 상측에 위치되고, 로봇 아암(미도시)에 의하여 기판(50)이 승강바(390)에 탑재될 수 있다.7, when the elevating means 392 is driven to position the elevating
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 승강바(390)를 하사점에 위치시키면, 승강바(390)에 탑재된 기판(50)이 무빙부재(330)에 탑재 지지될 수 있다. 이 상태에서, 구동유닛(350)을 정방향으로 구동시켜 무빙부재(330)를 좌측에서 우측으로 운동시키면, 로딩부(110)의 가열로(110a)에 위치된 기판(50)이, 도 9에 도시된 바와 같이, 승온부(120)의 가열로(120a)로 이송될 수 있다.8, when the elevating
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 승온부(120)의 가열로(120a)로 기판(50)이 이송되면, 기판(50)을 적절한 온도로 승온시킬 수 있다. 이 과정에서, 상부 히터(210) 및 하부 히터(220)는 기판(50)의 양면을 균일하게 승온시킬 수 있으며, 사이드 히터(230)는 가열로(120a)의 외벽을 통한 열 손실을 방지하여 가열로(120a) 내부의 전 영역의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 9, when the
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 가열로(120a)에 이송된 기판(50)을 승강바(390)에 의해 상승시킬 수 있다.Then, as shown in Fig. 10, the
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(50)이 상승된 상태에서, 구동유닛(350)를 역방향으로 구동시켜 무빙부재(330)를 우측에서 좌측으로 이동시킬 수 있다. 이 후, 로봇 아암에 의해 새로운 기판(50)이 로딩부(110)의 가열로(110a)의 승강바(390)에 탑재하여 로딩될 수 있다.11, the
이어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 승강바(390)를 하강시켜 로딩부(110)의 가열로(110a) 및 승온부(120)의 가열로(120a)에 위치된 기판(50)을 무빙부재(330)에 탑재시킬 수 있다.12, the elevating
이어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동유닛(350)을 정방향으로 구동시켜 무빙부재(330)를 좌측에서 우측으로 이동시키면, 승온부(120)의 가열로(120a)에 위치된 기판(50)은 승온부(120)의 가열로(120b)로 이송되고, 로딩부(110)의 가열로(110a)에 위치된 기판(50)은 승온부(120)의 가열로(120a)로 이송될 수 있다.13, when the driving
이러한 동작의 반복에 의하여 기판(50)이 로딩부(110)에서부터 승온부(120), 공정부(130), 냉각부(140)를 거쳐 언로딩부(150)까지 이송될 수 있다. 이송되는 과정에서 기판(50)의 전 면적은 히터(200)에 의해 균일하게 열처리 될 수 있다. 언로딩부(150)에 위치된 기판(50)을 언로딩할 때에도, 승강바(390)를 상사점으로 상승시켜, 기판(50)을 무빙부재(330)로부터 이격시킬 수 있다. 이 후, 로봇 아암으로 기판(50)을 지지하여, 기판(50)을 언로딩 할 수 있다.The
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재(61, 65)의 사시도이다.14 is a perspective view of a
기판(50)을 무빙부재(330)에 직접 탑재하였을 때, 기판(50)이 자중에 의하여 처지는 상황이 발생할 수 있다.When the
이를 방지하기 위하여, 도 14의 (a)에 도시된 판 형상의 지지부재(61)를 무빙부재(330)에 더 탑재하고, 지지판(61) 상에 기판(50)을 탑재할 수 있다. 이때, 지지부재(61)에는 기판(50)이 점 접촉 지지될 수 있는 복수의 지지돌기(61a)가 형성될 수 있다. 그리고, 지지부재(61)에는 승강바(390)가 출입할 수 있는 출입공(61b)이 형성될 수 있다.In order to prevent this, the plate-shaped
또한, 도 14의 (b)에 도시된 프레임의 형상의 지지부재(65)를 무빙부재(330)에 더 탑재하고, 지지부재(65) 상에 기판(50)을 탑재할 수 있다. 이때, 지지부재(65)에는 기판(50)이 점 접촉 지지될 수 있는 복수의 지지돌기(65a)가 형성될 수 있다. 승강바(390)는 지지부재(65)의 내부에 형성된 빈 공간을 출입하면서 승강할 수 있다.It is also possible to further mount the
위와 같이, 본 발명은 무빙부재(330)에 기판(50)을 탑재 지지하여 이송하거나, 무빙부재(330)에 지지부재(61, 65)를 더 탑재하고 지지부재(61, 65)에 기판(50)을 탑재 지지하여 이송함으로써, 이송과정 중에 마찰력에 의한 기판(50)의 손상을 줄이고, 마찰에 의한 파티클의 발생을 막아, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. Variations and changes are possible. Such variations and modifications are to be considered as falling within the scope of the invention and the appended claims.
50: 기판
61, 65: 지지부재
110: 로딩부
120: 승온부
130: 공정부
140: 냉각부
150: 언로딩부
110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a: 가열로
200: 히터
210: 상부 히터
220: 하부 히터
230: 사이드 히터
330: 무빙부재
350: 구동유닛
370: 기판 이송부
390: 승강바50: substrate
61, 65: Support member
110: loading section
120:
130:
140:
150: Unloading section
110a, 120a, 120b, 130a, 140a, 150a:
200: heater
210: upper heater
220: Lower heater
230: Side heater
330: Moving member
350: drive unit
370: substrate transfer part
390: Lift bar
Claims (16)
각각의 상기 가열로의 내부에 설치되어 상기 기판을 이송시키는 기판 이송부; 및
각각의 상기 가열로마다, 상기 기판의 이송방향에 수직한 방향으로 일정 간격을 가지면서, 각각의 상기 가열로를 관통하도록 설치되며, 상기 기판을 승온시키는 복수개의 히터를 포함하되,
상기 히터는,
상기 기판의 상부에 배치되어 상기 기판의 상면을 가열하는 상부 히터;
상기 기판의 하부에 배치되어 상기 기판의 하면을 가열하는 하부 히터; 및
상기 가열로의 하부 측면 또는 상부 측면에 설치되어, 상기 가열로의 열 손실을 방지하는 사이드 히터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.A plurality of furnaces arranged continuously and each providing a space in which the substrate is heat-treated;
A substrate transfer unit installed inside each of the heating furnaces and transferring the substrates; And
And a plurality of heaters installed to penetrate each of the heating furnaces at a predetermined interval in a direction perpendicular to a feeding direction of the substrate and to raise the temperature of the substrate for each of the heating furnaces,
The heater
An upper heater disposed on the substrate to heat an upper surface of the substrate;
A lower heater disposed below the substrate and heating a lower surface of the substrate; And
A side heater provided on a lower side or an upper side of the heating furnace to prevent heat loss of the heating furnace;
And an in-line heat treatment apparatus.
상기 상부 히터의 단위 상부 히터는 최인접하는 상기 하부 히터의 단위 하부 히터와 정렬되게 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the unit upper heater of the upper heater is disposed so as to be aligned with the unit lower heater of the lower heater which is in contact with the upper unit.
상기 상부 히터의 단위 상부 히터는 최인접하는 상기 하부 히터의 단위 하부 히터와 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the unit upper heater of the upper heater is disposed to be shifted from the unit lower heater of the lower heater that is in contact with the upper heater.
상기 복수개의 히터는 각각 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of heaters are controlled independently of each other.
상기 기판 이송부는,
상기 기판의 이송방향과 수직을 이루면서 상기 가열로에 일측 및 타측이 회전가능하게 지지되는 이송바; 및
상기 이송바의 외주면에 설치되어 상기 이송바와 함께 회전하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A transfer bar having one side and the other side rotatably supported by the heating furnace while being perpendicular to a transfer direction of the substrate; And
And a roller provided on an outer peripheral surface of the conveying bar and rotating together with the conveying bar.
상기 기판이송부 상부에 상기 기판의 이송방향과 평행을 이루면서 설치되며, 상기 기판의 이송방향 또는 상기 기판의 이송방향과 반대방향으로 직선왕복운동하면서 탑재된 상기 기판을 이송시키는 무빙(Moving)부재; 및
상기 무빙부재를 구동시키는 구동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.The method according to claim 1,
A moving member installed on the upper part of the feeding part in parallel with the feeding direction of the substrate and conveying the mounted substrate while linearly reciprocating in a feeding direction of the substrate or in a direction opposite to the feeding direction of the substrate; And
Further comprising a drive unit for driving the moving member.
상기 구동유닛은 상기 복수개의 가열로 중 일단에 위치된 상기 가열로에 설치된 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the driving unit is installed in the heating furnace located at one end of the plurality of heating furnaces.
상기 무빙부재는 상기 복수의 가열로 중 일단 또는 타단에 위치된 상기 가열로를 제외한 나머지 상기 가열로의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the moving member is disposed inside the other heating furnace except for the heating furnace located at one end or the other end of the plurality of heating furnaces.
상기 구동유닛은,
상기 기판의 이송방향과 평행하게 설치된 상호 간격을 가지는 복수의 안내레일;
상기 안내레일의 내부에 지지되며 폐루프를 이루면서 회전가능하게 설치된 회전벨트; 및
일측은 상기 회전벨트에 연결되고 타측에는 상기 무빙부재가 지지되며, 상기 회전벨트가 정역회전을 함에 따라 직선왕복운동하면서 상기 무빙부재를 운동시키는 연결부재
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.10. The method of claim 9,
The driving unit includes:
A plurality of guide rails having mutually spaced intervals provided in parallel with the conveying direction of the substrate;
A rotating belt supported inside the guide rail and rotatably provided with a closed loop; And
The moving member is connected to the rotating belt, the moving member is supported on the other side, and the connecting member for moving the moving member in a linear reciprocating motion,
And an in-line heat treatment apparatus.
상기 무빙부재는 상기 기판의 이송방향과 평행하게 설치되어 상기 기판의 이송방향과 평행하게 직선왕복운동하는 상호 간격을 가지는 복수의 무빙바와 상기 무빙바를 상호 연결하는 복수의 연결바를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the moving member includes a plurality of moving bars provided in parallel with the feeding direction of the substrate and having mutually spaced linear reciprocating movements parallel to the feeding direction of the substrate, and a plurality of connecting bars interconnecting the moving bars Inline heat treatment device.
각각의 상기 가열로에는 상기 무빙부재에 탑재된 상기 기판을 상승시켜 상기 무빙부재로부터 이격시킨 다음 하강시키는 승강바가 설치된 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein each of the heating furnaces is provided with a lift bar for lifting the substrate mounted on the moving member and moving the substrate away from the moving member and then lowering the substrate.
상기 무빙부재에는 상기 기판이 탑재 지지되는 지지부재가 탑재된 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the moving member is mounted with a supporting member on which the substrate is mounted.
상기 지지부재는 상기 기판이 접촉 지지되는 복수의 지지돌기가 형성된, 지지판 또는 프레임 형상의 보트인 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the support member is a support plate or a frame-shaped boat having a plurality of support protrusions on which the substrate is contactably supported.
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