KR101544004B1 - 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치 - Google Patents

개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 기판 열처리 챔버용 도어는 상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재; 상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축; 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재를 포함하되, 상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.

Description

개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치{Improved Door for Heat Treatment Chamber of Substrates, and Heat Treatment Chamber and Apparatus of Substrate Having the Same}
본 발명은 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 기판 열처리 챔버의 전방에 제공되는 도어와 회전축을 결합하는 제 1 및 제 2 체결 부재 중 어느 하나 또는 양자의 체결 부재를 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결시키고, 또한 제 1 및 제 2 체결 부재를 도어의 상부면까지 수직 방향으로 연장되도록 부착시키되 도어의 상부면에서 제 1 및 제 2 체결 부재와 체결되는 보강 리브를 선택적으로 제공함으로써, 도어의 열변형으로 인한 챔버 내부의 리크(leak) 발생 및 기계적 손상(damage)이 방지되고, 도어의 열변형 및 휨 발생이 추가로 방지되며, 그에 따라 챔버 내부의 기밀 유지 기능이 현저하게 향상되고, 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소되는 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치에 관한 것이다.
반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 제조에 사용되는 어닐링(annealing) 장치는 실리콘 웨이퍼, 글래스, 또는 플라스틱 기판과 같은 플렉시블 기판(이하 통칭하여 "기판"이라 함) 상에 증착되어 있는 소정의 필름(유기물 및 무기물)에 대하여 결정화, 상 변화 등의 공정을 위하여 필수적인 열처리를 수행하는 장치이다.
대표적인 어닐링 장치로는 액정 디스플레이 또는 박막형 결정질 실리콘 태양전지를 제조하는 경우 글래스 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 실리콘 결정화 장치가 있다.
이와 같은 결정화 공정(열처리 공정)을 수행하기 위해서는 소정의 박막 필름(이하 "필름"이라 함)이 형성되어 있는 기판의 히팅이 가능한 열처리 장치가 있어야 한다. 예를 들어, 비정질 실리콘의 결정화를 위해서는 최소한 550 내지 600℃의 온도가 필요하다.
통상적으로 열처리 장치에는 하나의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 매엽식과 복수의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 배치식이 있다. 매엽식은 장치의 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어서 최근의 대량 생산용으로는 배치식이 각광을 받고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 챔버의 구성을 도시한 사시도이며, 도 2b는 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 기판, 메인 히터 유닛 및 보조 히터 유닛의 배치 상태를 도시한 사시도이다. 이러한 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치는 예를 들어, 허판선 등에 의해 2008년 7월 16일자에 "배치식 열처리 장치"라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제10-2008-0069329로 출원된 후, 2011년 2월 11일자로 등록된 대한민국 특허 제10-1016048호에 상세히 기술되어 있다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치(1)에서는 열처리 공간(372)을 제공하는 직육면체 형상의 챔버(100)와, 챔버(100)를 지지하는 프레임(110)을 포함하여 구성된다.
챔버(100)의 일측에는 챔버(100) 내로 기판(10)을 로딩하기 위하여 상하 방향으로 개폐되는 도어(140)가 설치된다. 한편, 열처리가 종료된 후 도어(140)를 통하여 보트(120)를 챔버(100)의 외부로 이송시킨 후 보트(420) 상에서 기판(10)을 언로딩할 수도 있다.
챔버(100)의 상측에는 챔버(100)의 내부에 설치되는, 예를 들어 보트(120), 가스 공급관(252) 및 가스 배기관(미도시) 등의 수리 및 교체를 위하여 커버(160)가 개폐 가능하도록 설치된다.
챔버(100)의 내부에는 기판(10)을 직접 가열하기 위한 메인 히터 유닛(200)과, 챔버(100) 내부의 열 손실을 방지하기 위한 보조 히터 유닛(220)과 열처리가 종료된 후 챔버(100) 내부를 신속하게 냉각시키기 위한 냉각관(250)이 설치된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 메인 히터 유닛(200)은 기판(10)의 단변 방향과 평행하게 일정한 간격을 가지면서 단위 메인 히터(210)를 포함한다. 단위 메인 히터(210)는 통상적인 길이가 긴 원통형의 히터로서 석영관 내부에 발열체가 삽입되어 있고 양단에 설치된 단자를 통하여 외부의 전원을 인가받아 열을 발생시키는 메인 히터 유닛(200)을 구성하는 단위체이다.
메인 히터 유닛(200)은 기판(10)의 적층 방향을 따라 일정 간격을 가지면서 복수개가 배치된다. 기판(10)은 복수의 메인 히터 유닛(200) 사이에 배치된다.
상술한 바와 같이 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치(1)에서는 기판(10)의 상부 및 하부에 기판(10)의 전면적을 커버할 수 있는 단위 메인 히터(210)로 구성되는 메인 히터 유닛(200)이 설치됨으로써, 기판(10)은 단위 메인 히터(210)로부터 전면적에 걸쳐서 균일하게 열을 인가받아 열처리가 균일하게 이루어질 수 있다.
또한, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 보조 히터 유닛(220)은 기판(10)의 단변 방향을 따라 평행하게 배치되는 제1 보조 히터유닛(220a)과 기판(10)의 장변 방향을 따라 배치되는 제2 보조 히터 유닛(220b)을 포함한다. 제1 보조 히터 유닛(220a)은 메인 히터 유닛(200)의 양측에 단위 메인 히터(210)와 평행하게 배치되는 복수의 제1 단위 보조 히터(230a)를 포함한다.
상술한 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치(1)는 챔버(100) 내의 복수의 기판에 대해 동시에 열처리가 가능함으로써 기판의 생산성을 향상시키는 효과가 달성되지만, 여전히 다음과 같은 문제점을 갖는다.
1. 열처리에 의해 기판(10) 및 기판(10) 상의 필름에서 발생하는 흄(fume)이 메인 히터 유닛(200) 및 보조 히터 유닛(220) 상에 증착된다. 그에 따라, 시간이 경과함에 따라 메인 히터 유닛(200)과 보조 히터 유닛(220)의 열효율이 크게 저하된다. 따라서, 메인 히터 유닛(200)과 보조 히터 유닛(220)의 열효율을 유지하기 위해서는 흄을 제거하여야 하므로 흄 세정에 따른 전체 공정 시간 및 비용이 크게 증가한다.
2. 단위 메인 히터(210)로 구성된 메인 히터 유닛(200)에서 발생된 열은 기판(10)에 전도 또는 대류에 의해 전달되는 간접 가열 방식이므로, 기판(10)의 열처리 에너지의 전달 효율이 크게 저하될 뿐만 아니라, 기판(10)에 균일하게 열을 전달하기가 상대적으로 어렵다.
3. 챔버(100)의 내부에 제공되는 메인 히터 유닛(200)과 보조 히터 유닛(220) 중 일부에 고장 등이 발생하는 경우, 챔버(100) 내부의 복수의 기판(10)이 균일하게 열을 인가받지 못하게 되므로 복수의 기판(10) 전체에 불량이 발생할 수 있다.
4. 또한, 챔버(100)의 내부에 제공되는 메인 히터 유닛(200)과 보조 히터 유닛(220) 중 일부에 고장 등이 발생하는 경우, 고장 부품의 수리 또는 교체를 위해 배치식 열처리 장치(1) 자체의 열처리 동작이 중단되어야 한다. 따라서, 전체 열처리 공정 시간(tact time)이 증가한다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 또 다른 종래 기술로 1개 또는 2개의 기판을 수용하는 상부 및 하부 하우징에 의해 열처리 공간을 형성하는 챔버를 복수개 구비하며, 각각의 챔버에서 상부 및 하부 하우징 전방에 근적외선 램프 히터와 같은 복수의 열원을 제공하여 기판 및 기판 상에 코팅된 필름이 열원으로부터 방출되는 근적외선 파장을 흡수하는 복사 방식으로 열처리할 수 있는 기판 열처리용 챔버 및 이를 구비한 기판 열처리 장치 및 방법이 제안되어 사용되고 있다. 이러한 또 다른 종래 기술은 예를 들어, 본 출원인에 의해 2012년 7월 4일자에 "개선된 기판 열처리용 챔버 및 이를 구비한 기판 열처리 장치 및 방법"이라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제10-2012-0073083호로 출원된 후, 2014년 1월 15일자로 공개된 대한민국 공개 특허 제10-2014-0005548호에 상세히 기술되어 있다.
좀 더 구체적으로, 도 3a는 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버의 구성을 도시한 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버를 복수개 구비한 기판 열처리 장치를 도시한 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버(300)는 내부에 기판(10)의 열처리 공간(372)을 형성하도록 제공되는 상부 및 하부 하우징(370a,370b); 상기 열처리 공간(372) 내에 제공되며, 상기 기판(10)이 로딩 및 지지되는 보트(320); 상기 상부 하우징(370a)의 내측 하부면 및 상기 하부 하우징(370b)의 내측 상부면에 각각 제공되는 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b); 및 상기 상부 및 하부 하우징(370a,370b) 및 상기 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b) 사이에 각각 제공되는 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)을 포함한다. 여기서, 상기 상부 및 하부 하우징(370a,370b)은 각각 상기 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)의 배면에 제공되며, 상기 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)으로부터 방출되는 열 에너지를 반사하여 상기 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b)를 통해 상기 기판(10)으로 상기 열 에너지를 복사 방식으로 전달하는 복수의 상부 및 하부 반사부(312a,312b)를 구비한다. 여기서, 도어는 참조부호 340으로 표시되어 있다.
또한, 도 3b를 참조하면, 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리 장치(1)는 각각이 기판(10)의 열처리 공간(372)을 제공하는 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e); 및 상기 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e) 각각의 전면에 제공되는 복수의 도어(340)(도 3a 참조)를 포함하되, 상기 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e) 내의 상기 기판(10)의 열처리가 각각 개별적으로 이루어진다. 여기서, 상기 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e)는 각각 도 3a에 도시된 기판 열처리용 챔버(300)로 구현된다.
상술한 또 다른 종래 기술의 기판 열처리용 챔버(300) 및 기판 열처리 장치(1)를 사용하면 1) 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)이 열처리 과정에서 기판(10) 및 기판(10) 상에 도포된 필름에서 발생하는 흄(fume)의 영향을 받지 않으므로 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)의 열효율 유지가 우수하고 흄 세정 공정이 불필요하며, 2) 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)으로 각각 사용되는 근적외선 램프 히터의 출력 파워(output power)를 개별적으로 또는 그룹 방식으로 제어할 수 있으므로 기판(10)의 온도 균일도가 향상되고, 3) 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e)의 개별 프로세싱이 가능하며, 복수의 챔버(300a,300b,300c,300d,300e)의 개별적인 유지 보수가 가능하다는 장점이 달성되지만, 이 또한 여전히 다음과 같은 문제점을 갖는다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버 및 기판 열처리 장치에 사용되는 도어의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3d는 도 3c에 도시된 도어 구조에서 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이며, 도 3e는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어에 대한 열변형 상태를 도시한 도면이고, 도 3f는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어의 회전시 도어에 인가되는 모멘트(momemnt)를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 3c를 도 3a 내지 도 3b와 함께 참조하면, 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버(300) 및 기판 열처리 장치(1)에 사용되는 도어(340)의 외부 양 측면에서 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)가 수직 방향으로 부착되어 있다. 이러한 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)의 하부는 각각 수평 방향으로 제공되는 회전축(342)에 예를 들어 용접 등에 의해 고정 방식으로 체결되어 있다.
또한, 회전축(342)은 제 1 및 제 2 베어링 부재(344a,344b)를 관통한 상태로 제 1 및 제 2 베어링 부재(344a,344b)와 고정 방식으로 체결된다. 이를 위해, 제 1 및 제 2 베어링 부재(344a,344b)의 각각의 외측에는 예를 들어 회전축(342)을 고정시키기 위한 제 1 및 제 2 고정 부재(345a,345b)가 제공되어 있다(도 3d 참조).
상술한 또 다른 종래 기술에 따른 도어(340)에서는, 제 1 및 제 2 베어링 부재(344a,344b)의 각각의 외측에서 예를 들어 후술하는 도 4d에 도시된 바와 같은 실린더 부재(480)가 회전축(342)과 연결되어 있으며, 이러한 실린더 부재(480)에 의해 회전축(342)이 회전하여 기판 열처리 챔버(300)의 전방에서 도어(340)가 개방 및 폐쇄된다.
그러나, 상술한 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버(300) 내에서 열처리 공정이 진행되는 동안 열처리 공간(372) 내의 높은 온도로 인하여 챔버(300)가 팽창하여 열변형이 일어난다. 이 경우, 챔버(300)의 열변형은 챔버(300)의 몸체와 별도로 제공되는 도어(340)에서 심하게 발생하며, 특히 챔버(300)의 몸체와 접하는 도어(340)의 외주면 상에서 가장 심하게 발생한다.
상술한 도어(340)에서 발생하는 열변헝의 가장 큰 원인은 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)와 제 1 및 제 2 베어링 부재(344a,344b)가 각각 회전축(342)에 고정 방식으로 체결되어 있기 때문이다(도 3c 및 도 3e에 도시된 A 및 B 위치 참조).
좀 더 구체적으로, 챔버(300) 내에서 열처리 공정에 따른 고온에 의해 도어(340)의 몸체가 팽창할 때, 도어(340)의 하부면(341d)은 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)가 회전축(342)에 고정 방식으로 체결되어 있으므로 상대적으로 열변형량이 작은 반면, 도어(340)의 상부면(341u)은 별도의 고정 체결 상태가 없으므로 상대적으로 열변형량이 크다. 이러한 도어(340)의 열변형 상태가 도 3e에 도시되어 있다.
좀 더 구체적으로, 도 3e는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어에 대한 열변형 상태를 도시한 도면이다.
도 3e를 참조하면, 또 종래 기술에 따른 도어(340)에서는, 회전축(342)이 자신의 길이 방향(X 방향)을 따라 강한 열변형 상태를 보여주고 있지만, 회전축(342)과 고정 장착된 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)에 의해 도어(340)의 하부면(341d)은 상대적으로 약한 열변형 상태를 보여주고 있다. 반면에, 고정 상태가 없는 도어(340)의 상부면(341u)은 상대적으로 강한 열변형 상태를 보여주고 있음을 알 수 있다.
상술한 또 종래 기술에 따른 도어(340)에서는 특히 상부면(341u)에 강한 열변형이 발생하여여, 챔버(300) 내에서 열처리 공정이 진행되는 동안 챔버(300) 내부의 리크(leak) 발생 및 그에 따른 기계적 손상(damage)이 발생한다. 그에 따라, 챔버(300) 내부의 기밀 상태 유지가 어려워져 열손실이 발생하게 되므로 최종 제품의 불량 발생 가능성이 크게 증가하게 된다.
한편, 또 종래 기술에 따른 도어(340)에서는, 도어(340)의 개방 및 폐쇄하기 위한 도어(340)의 회전 동작도 도어(340)의 변형을 일으키는 원인이 된다.
좀 더 구체적으로, 도 3f는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어의 회전시 도어에 인가되는 모멘트(momemnt)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3f를 참조하면, 또 다른 종래 기술에 따른 도어(340)를 회전시키는 경우, 도어(340)의 전체 중량에 대한 회전 모멘트(Md)가 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)의 하부에 집중된다. 또한, 도어(340)의 지속적인 개방 및 폐쇄 동작이 도어(340)의 외측 방향으로 수직 상태와 수평 상태 사이에서 이루어지므로, 도어(340)는 지속적으로 외측 방향(Z 방향)으로 힘을 받게 되고, 특히 제 1 및 제 2 체결 부재(346a,346b)의 상부에서는 지지력이 제공되지 않으므로 외측 방향으로 휨이 발생한다. 그에 따라, 종래 기술에서는 상술한 도어(340)의 개폐에 따른 회전에 의한 변형 발생이라는 문제가 발생하게 되고, 이러한 도어(340)의 휨 발생은 또한 챔버(300) 내부의 리크 발생 및 그에 따른 기계적 손상의 발생 및 그에 따른 문제점을 추가적으로 발생시키는 원인이 된다.
상술한 문제점은 도 1 내지 도 2a를 참조하여 기술한 종래 기술의 배치식 열처리 장치에도 동일하게 적용된다.
따라서, 상술한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
1. 대한민국 특허 제10-1016048호 2. 대한민국 공개 특허 제10-2014-0005548호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 열처리 챔버의 전방에 제공되는 도어와 회전축을 결합하는 제 1 및 제 2 체결 부재 중 어느 하나 또는 양자의 체결 부재를 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결시키고, 또한 제 1 및 제 2 체결 부재를 도어의 상부면까지 수직 방향으로 연장되도록 부착시키되 도어의 상부면에서 제 1 및 제 2 체결 부재와 체결되는 보강 리브를 선택적으로 제공함으로써, 도어의 열변형으로 인한 챔버 내부의 리크(leak) 발생 및 기계적 손상(damage)이 방지되고, 도어의 열변형 및 휨 발생이 추가로 방지되며, 그에 따라 챔버 내부의 기밀 유지 기능이 현저하게 향상되고, 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소되는 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 기판 열처리 챔버용 도어는 상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재; 상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축; 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재를 포함하되, 상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 기판 열처리 챔버용 도어는 상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재; 상기 도어의 외부 중앙부에 부착되는 중앙 체결 부재; 상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재 및 상기 중앙 체결 부재가 각각 체결되는 회전축; 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재를 포함하되, 상기 중앙 체결 부재의 하부는 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 기판 열처리 챔버는 하나의 기판 또는 복수의 기판에 대한 열처리 공간을 제공하는 챔버 몸체; 및 상기 챔버 몸체의 전방에 제공되는 도어를 포함하되, 상기 도어는 상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재; 상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축; 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재를 포함하며, 상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 기판 열처리 장치는 각각이 기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버 몸체를 구비한 복수의 챔버; 및 상기 챔버 몸체의 각각의 전방에 제공되는 복수의 도어를 포함하되, 상기 복수의 도어는 각각 상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재; 상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축; 상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재를 포함하며, 상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되며, 상기 복수의 챔버 내의 상기 기판의 열처리가 각각 개별적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치를 사용하면 다음과 같은 효과가 달성된다.
1. 도어의 열변형으로 인한 챔버 내부의 리크 발생 및 기계적 손상이 방지된다.
2. 보강 리브의 사용에 의해 도어의 열변형 및 휨 발생이 추가로 방지된다.
3. 기판 열처리 챔버 내부의 기밀 유지 기능이 현저하게 향상된다.
4. 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소된다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 챔버의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2b는 종래 기술에 따른 배치식 열처리 장치의 기판, 메인 히터 유닛 및 보조 히터 유닛의 배치 상태를 도시한 사시도이다.
도 3a는 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버를 복수개 구비한 기판 열처리 장치를 도시한 사시도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리용 챔버 및 기판 열처리 장치에 사용되는 도어의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3d는 도 3c에 도시된 도어 구조에서 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이다.
도 3e는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어에 대한 열변형 상태를 도시한 도면이다.
도 3f는 도 3c에 도시된 또 다른 종래 기술의 도어의 회전시 도어에 인가되는 모멘트(momemnt)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치를 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치에 사용되는 도어의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이다.
도 4d는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 제 1 및 제 2 체결 부재와 결합된 보강 리브를 도시한 사시도이다.
도 4e는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어에 대한 열변형 상태를 도시한 도면이다.
도 4f는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 회전시 도어에 인가되는 모멘트(momemnt)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4g는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치에 사용되는 도어의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4h는 도 4g에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어의 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이다.
도 4i는 도 4g에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어의 제 1 및 제 2 체결 부재와 결합된 보강 리브를 도시한 사시도이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치를 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치에 사용되는 도어의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4c는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이고, 도 4d는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 제 1 및 제 2 체결 부재와 결합된 보강 리브를 도시한 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d를 도 1 내지 도 3b와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)는 하나의 기판(10)(도 3a 참조) 또는 복수의 기판(10)(도 1 참조)에 대한 열처리 공간(372)을 제공하는 챔버 몸체(401); 및 상기 챔버 몸체(401)의 전방에 제공되는 도어(440)를 포함하되, 상기 도어(440)는 도 4b 내지 도 4i를 참조하여 상세하게 후술하는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 도어(440)로 구현된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)는 예를 들어 도 1 내지 도 2b에 도시된 종래 기술에 따른 챔버(100) 또는 도 3a에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리 챔버(300)와 동일하게 구현될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 4a 내지 도 4d를 도 1 내지 도 2b와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)의 챔버 몸체(401)는 상기 열처리 공간(372) 내에 제공되며, 상기 복수개의 기판(10)이 로딩되어 지지되는 보트(120); 상기 복수의 기판(10)의 적층 방향을 따라 일정 간격을 가지면서 배치되며, 각각의 사이에 상기 복수개의 기판(10)이 배치되는 복수개의 메인 히터 유닛(200); 및 상기 챔버 몸체(401)의 전방에 제공되는 도어(440)를 포함한다.
또한, 도 4a 내지 도 4d를 도 3a 내지 도 3b와 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)의 챔버 몸체(401)는 상기 열처리 공간(372)을 형성하도록 제공되는 상부 및 하부 하우징(370a,370b); 상기 열처리 공간(372) 내에 제공되며, 상기 기판(10)이 로딩 및 지지되는 보트(320); 상기 상부 하우징(370a)의 내측 하부면 및 상기 하부 하우징(370b)의 내측 상부면에 각각 제공되는 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b); 및 상기 상부 및 하부 하우징(370a,370b) 및 상기 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b) 사이에 각각 제공되는 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치(1)는 각각이 기판(10)의 열처리 공간(372)(도 3a 참조)을 제공하는 챔버 몸체(401)를 구비한 복수의 챔버(400a,400b); 및 상기 챔버 몸체(401)의 각각의 전방에 제공되는 복수의 도어(440)를 포함하되, 상기 복수의 도어(440)는 각각 도 4b 내지 도 4i를 참조하여 상세하게 후술하는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 도어(440)로 구현되고, 상기 복수의 챔버(400a,400b) 내의 상기 기판(10)의 열처리가 각각 개별적으로 이루어진다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치(1)에서 복수의 챔버(400a,400b)는 각각 동일한 챔버로 구현되는 것으로 기판 열처리 챔버(400)로 통칭하기로 한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치(1)의 복수의 챔버(400a,400b)의 챔버 몸체(401)는 각각 상기 열처리 공간(372)을 형성하도록 제공되는 상부 및 하부 하우징(370a,370b); 상기 열처리 공간(372) 내에 제공되며, 상기 기판(10)이 로딩 및 지지되는 보트(320); 상기 상부 하우징(370a)의 내측 하부면 및 상기 하부 하우징(370b)의 내측 상부면에 각각 제공되는 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b); 및 상기 상부 및 하부 하우징(370a,370b) 및 상기 상부 및 하부 윈도우 플레이트(374a,374b) 사이에 각각 제공되는 복수의 상부 및 하부 열원(310a,310b)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400) 및 기판 열처리 장치(1)는 각각 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)가 사용된다는 점을 제외하고는 도 1 내지 도 2b에 도시된 종래 기술에 따른 챔버(100) 또는 도 3a에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리 챔버(300), 및 도 3b에 도시된 또 다른 종래 기술에 따른 기판 열처리 장치(1)와 동일하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400) 및 기판 열처리 장치(1)의 구체적인 구성 및 동작의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 4d를 도 4a 내지 도 4c와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 상기 도어(440)의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어(440)의 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b); 상기 도어(440)의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)가 체결되는 회전축(442); 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b); 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)과 연결되며, 상기 회전축(442)을 회전시키는 실린더 부재(480)를 포함하되, 상기 제 1 체결 부재(446a)의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재(444a)는 각각 상기 회전축(442)에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 2 체결 부재(446b)의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재(444b)는 각각 상기 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 상기 도어(440)의 상부에서 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)와 체결되는 보강 리브(448)를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
다시 도 4d를 도 4a 내지 도 4c와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 도어(440)의 외부 양 측면에 제공되는 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)를 구비한다. 이러한 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)는 도어(440)의 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되어 부착되어 있다.
또한, 도어(440)의 상부에는 보강 리브(448)가 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)와 체결될 수 있다. 이러한 보강 리브(448)의 사용은 선택 사양으로 반드시 사용되어야 하는 것은 아니라는 점에 유의하여야 한다.
또한, 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 하부는 각각 도어(440)의 하부에 제공되는 회전축(442)에 체결된다. 또한, 회전축(442)은 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 각각의 외측에서 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)에 관통한 상태로 체결된다. 이 경우, 제 1 체결 부재(446a) 및 제 1 베어링 부재(444a)는 각각 회전축(442)에 고정 방식으로 체결되고, 제 2 체결 부재(446b) 및 제 2 베어링 부재(444b)는 각각 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되어 있다. 이 경우, 제 1 베어링 부재(444a)의 외측에는 예를 들어 회전축(442)을 고정시키기 위한 고정 부재(445)가 제공되어 있다(도 4c 참조).
또한, 실린더 부재(480)가 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)과 연결되어 회전축(442)을 회전시킨다. 실린더 부재(480)가 회전축(442)을 회전시키면, 회전축(442)과 연결되어 있는 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)가 회전축(442)을 중심으로 회동하게 되어 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)의 전방에서 도어(440)가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 각각 기판(10) 또는 복수의 기판(10)이 기판 열처리 챔버(400) 또는 복수의 챔버(400a,400b)에서 열처리 공정이 진행되는 동안 예를 들어 도 3a에 도시된 열처리 공간(372) 내의 높은 온도로 인하여 챔버 몸체(401)가 팽창하여 열변형이 일어난다. 그에 따라, 챔버 몸체(401)와 별도로 제공되는 도어(440)도 열변형이 일어난다.
그러나, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)에서는, 제 2 체결 부재(446b)의 하부 및 제 2 베어링 부재(444b)는 각각 상기 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되므로, 제 2 체결 부재(446b) 및 도어(440)가 도 4d에 도시된 바와 같이 B 위치에서 B1 위치로 이동한다. 그 결과, 도어(440)에 발생하는 열변형이 회전축(442)을 따라 전이되므로 상당히 감소되거나 최소화된다.
좀 더 구체적으로, 도 4e는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어에 대한 열변형 상태를 도시한 도면이다.
도 4e를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어(440)에서는, 회전축(442)이 자신의 길이 방향(X 방향)을 따라 열변형이 발생하더라도, 제 2 베어링 부재(444b)가 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되므로 회전축(442) 자체의 열변형이 최소화된 상태를 보여주고 있다.
또한, 도어(440)의 경우도 제 2 체결 부재(446b)가 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되므로, 도어(440)에 발생한 열변형도 회전축(442)의 길이 방향(X 방향)을 따라 B 위치에서 B1 위치로 전이되므로 최소화된다. 특히 도어(440)의 상부면(441u)의 열변형 상태가 하부면(441d)의 열변형 상태와 거의 비슷한 상태를 나타내므로, 도어(440)의 상부면(441u)의 열변형 상태가 종래 기술에 비해 상당히 완화되었음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어(440)에서는 특히 상부면(441u)에 현저하게 감소된 열변형만이 발생하므로, 챔버(400) 내에서 열처리 공정이 진행되는 동안 챔버(400) 내부의 리크 발생 및 그에 따른 기계적 손상의 발생이 상당히 감소되거나 최소화될 수 있다. 그에 따라, 챔버(400) 내부의 기밀 유지 기능이 현저하게 향상되어, 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소되는 장점이 달성될 수 있는 것이다.
또한, 도 4f는 도 4b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어의 회전시 도어에 인가되는 모멘트(momemnt)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4f를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도어(440)를 회전시키는 경우, 도어(44)의 전체 중량에 대한 회전 모멘트가 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 상부 및 하부에 각각 분산된다(도 4f에 도시된 Md 및 Mu 참조). 따라서, 도어(44)의 지속적인 개방 및 폐쇄 동작이 이루어지더라도, 도어(440)에 지속적으로 인가되는 외측 방향(Z 방향)의 힘이 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 수직 방향 길이 전체에 걸쳐 분산되어 도어(440)의 외측 방향으로 휨 발생도 최소화될 수 있다. 그에 따라, 챔버(400) 내부의 리크 발생 및 그에 따른 기계적 손상의 발생의 방지, 및 그에 따른 챔버(400) 내부의 기밀 유지 기능의 현저한 향상 및 최종 제품의 불량 발생 가능성의 현저한 감소가 추가적으로 달성될 수 있는 것이다.
도 4g는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버 및 장치에 사용되는 도어의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4h는 도 4g에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어의 회전축과 제 1 및 제 2 베어링 부재 간의 고정 체결 상태를 도시한 도면이며, 도 4i는 도 4g에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어의 제 1 및 제 2 체결 부재와 결합된 보강 리브를 도시한 사시도이다.
도 4g 내지 도 4i를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 상기 도어(440)의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어(440)의 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b); 상기 도어(440)의 외부 중앙부에 부착되는 중앙 체결 부재(446c); 상기 도어(440)의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b) 및 상기 중앙 체결 부재(446c)가 각각 체결되는 회전축(442); 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b); 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)과 연결되며, 상기 회전축(442)을 회전시키는 실린더 부재(480)를 포함하되, 상기 중앙 체결 부재(446c)의 하부는 상기 회전축(442)에 고정 방식으로 체결되고, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 하부 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)는 각각 상기 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 상기 도어(440)의 상부에서 상기 중앙 체결 부재(456c)와 상기 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)와의 사이에서 체결되는 제 1 및 제 2 보강 리브(448a,448b)를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
다시 도 4g 내지 도 4i를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)는 도어(440)의 외부 양 측면에 제공되는 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b), 및 도어(440)의 외부 중앙부에 제공되는 중앙 체결 부재(446c)를 구비한다. 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)는 도어(440)의 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되어 부착되어 있다.
한편, 중앙 체결 부재(446c)는 도어(440)의 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 중앙 체결 부재(446c)의 상부는 하부면(441d)에서 상부면(441u)까지 수직 방향으로 연장되지 않은 상태로 부착될 수도 있다는 점에 유의하여야 한다.
또한, 도어(440)의 상부에는 제 1 및 제 2 보강 리브(448a,448b)가 중앙 체결 부재(446c)와 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b) 사이에서 각각 체결될 수 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 보강 리브(448a,448b)는 서로 별개의 보강 리브로 구현되거나 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같은 일체형 보강 리브(448)로 구현될 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 보강 리브(448a,448b)의 사용은 선택 사양으로 반드시 사용되어야 하는 것은 아니라는 점에 유의하여야 한다.
또한, 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)는 도어(440)의 하부에 제공되는 회전축(442)에 체결된다. 또한, 회전축(442)은 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 각각의 외측에서 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)에 관통한 상태로 체결된다. 이 경우, 중앙 체결 부재(446c)의 하부는 회전축(442)에 고정 방식으로 체결되는 반면, 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)의 하부 및 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)는 각각 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되어 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)의 외측에는 예를 들어 회전축(442)을 고정시키기 위한 도 4c에 도시된 고정 부재(445)가 제공되지 않는다는 점에 유의하여야 한다(도 4h 참조).
또한, 실린더 부재(480)가 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)의 각각의 외측에서 상기 회전축(442)과 연결되어 회전축(442)을 회전시킨다. 실린더 부재(480)가 회전축(442)을 회전시키면, 회전축(442)과 연결되어 있는 중앙 체결 부재(446c), 및 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)가 회전축(442)을 중심으로 회동하게 되어 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 챔버(400)의 전방에서 도어(440)가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 각각 기판(10) 또는 복수의 기판(10)이 기판 열처리 챔버(400) 또는 복수의 챔버(400a,400b)에서 열처리 공정이 진행되는 동안 예를 들어 도 3a에 도시된 열처리 공간(372) 내의 높은 온도로 인하여 챔버 몸체(401)가 팽창하여 열변형이 일어난다. 그에 따라, 챔버 몸체(401)와 별도로 제공되는 도어(440)도 열변형이 일어난다.
그러나, 상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 열처리 챔버용 도어(440)에서는, 중앙 체결 부재(446c)의 하부는 회전축(442)에 고정 방식으로 체결되어 있고, 또한 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b) 및 제 1 및 제 2 베어링 부재(444a,444b)는 각각 상기 회전축(442)에 슬라이딩 가능하게 체결되므로, 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b) 및 도어(440)가 도 4i에 도시된 바와 같이 중앙 체결 부재(446c)의 고정 위치(즉, C 위치)를 기준으로 멀어지는 방향을 따라 A 위치 및 B 위치에서 각각 A1 위치 및 B1 위치로 이동한다. 그 결과, 도어(440)에 발생하는 열변형이 회전축(442)을 따라 중앙 체결 부재(446c)에서 멀어지는 양 방향으로 전이되므로 상당히 감소되거나 최소화된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어(440)에서는 특히 상부면(441u)에 현저하게 감소된 열변형만이 발생하므로, 챔버(400) 내에서 열처리 공정이 진행되는 동안 챔버(400) 내부의 리크 발생 및 그에 따른 기계적 손상의 발생이 상당히 감소되거나 최소화될 수 있다. 그에 따라, 챔버(400) 내부의 기밀 유지 기능이 현저하게 향상되어, 최종 제품의 불량 발생 가능성이 현저하게 감소되는 장점이 달성될 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도어(440)를 회전시키는 경우, 도어(44)의 전체 중량에 대한 회전 모멘트가 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)와 중앙 체결 부재(446c)의 상부 및 하부에 각각 분산된다. 따라서, 도어(44)의 지속적인 개방 및 폐쇄 동작이 이루어지더라도, 도어(440)에 지속적으로 인가되는 외측 방향(Z 방향)의 힘이 제 1 및 제 2 체결 부재(446a,446b)와 중앙 체결 부재(446c)의 수직 방향 길이 전체에 걸쳐 분산되어 도어(440)의 외측 방향으로 휨 발생도 최소화될 수 있다. 그에 따라, 챔버(400) 내부의 리크 발생 및 그에 따른 기계적 손상의 발생의 방지, 및 그에 따른 챔버(400) 내부의 기밀 유지 기능의 현저한 향상 및 최종 제품의 불량 발생 가능성의 현저한 감소가 추가적으로 달성될 수 있는 것이다.
상술한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서는 회전축(442)이 도어(440)의 하부에 제공되어, 실린더 부재(480)에 의해 도어(440)가 수직 상방향과 수평 방향 사이에서 회동되는 것으로 예시적으로 기술되어 있지만, 당업자라면 회전축(442)이 도어(440)의 상부에 제공되어, 실린더 부재(480)에 의해 도어(440)가 수직 하방향과 수평 방향 사이에서 회동될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 보강 리브(448) 또는 제 1 및 제 2 보강 리브(448a,448b)는 각각 도어(440)의 하부에 제공되어야 한다는 것은 자명하다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
1: 배치식/기판 열처리 장치 10: 기판 120,320: 보트
100,300,300a,300b,300c,300d,300e,400,400a,400b: 챔버
110: 프레임 140,340,440: 도어 160: 커버
200: 메인 히터 유닛 210: 단위 메인 히터
220,220a,220b: 보조 히터 유닛 230a: 제1 단위 보조 히터
250: 냉각관 252: 가스 공급관 310a,310b: 열원 312a,312b: 반사부
341u,441u: 상부면 341d,441d: 하부면 342,442: 회전축
344a,344b;444a,444b: 베어링 부재 345a,345b,445: 고정 부재
346a,346b;446a,446b,446c: 체결 부재 370a,370b: 하우징
372: 열처리 공간 374a,374b: 윈도우 플레이트
401: 챔버 몸체 448,448a,448b: 보강 리브 480: 실린더 부재

Claims (18)

  1. 기판 열처리 챔버용 도어에 있어서,
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하되,
    상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는
    기판 열처리 챔버용 도어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도어의 상부에서 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와 체결되는 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 챔버용 도어.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 베어링 부재의 외측에는 상기 회전축을 고정시키기 위한 고정 부재가 제공되는 기판 열처리 챔버용 도어.
  4. 기판 열처리 챔버용 도어에 있어서,
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 외부 중앙부에 부착되는 중앙 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재 및 상기 중앙 체결 부재가 각각 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하되,
    상기 중앙 체결 부재의 하부는 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는
    기판 열처리 챔버용 도어.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 도어의 상부에서 상기 중앙 체결 부재와 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와의 사이에서 체결되는 제 1 및 제 2 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 챔버용 도어.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 보강 리브는 서로 별개의 보강 리브로 구현되거나 또는 일체형 보강 리브로 구현되는 기판 열처리 챔버용 도어.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 체결 부재는 상기 도어의 상기 하부면에서 상기 상부면까지 수직 방향으로 연장되는 기판 열처리 챔버용 도어.
  8. 기판 열처리 챔버에 있어서,
    하나의 기판 또는 복수의 기판에 대한 열처리 공간을 제공하는 챔버 몸체; 및
    상기 챔버 몸체의 전방에 제공되는 도어
    를 포함하되,
    상기 도어는
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하며,
    상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는
    기판 열처리 챔버.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 도어의 상부에서 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와 체결되는 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 챔버.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 베어링 부재의 외측에는 상기 회전축을 고정시키기 위한 고정 부재가 제공되는 기판 열처리 챔버.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 도어는
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 외부 중앙부에 부착되는 중앙 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재 및 상기 중앙 체결 부재가 각각 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하며,
    상기 중앙 체결 부재의 하부는 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는
    기판 열처리 챔버.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 도어의 상부에서 상기 중앙 체결 부재와 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와의 사이에서 체결되는 제 1 및 제 2 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 챔버.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 보강 리브는 서로 별개의 보강 리브로 구현되거나 또는 일체형 보강 리브로 구현되는 기판 열처리 챔버.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 체결 부재는 상기 도어의 상기 하부면에서 상기 상부면까지 수직 방향으로 연장되는 기판 열처리 챔버.
  15. 기판 열처리 장치에 있어서,
    각각이 기판의 열처리 공간을 제공하는 챔버 몸체를 구비한 복수의 챔버; 및
    상기 챔버 몸체의 각각의 전방에 제공되는 복수의 도어
    를 포함하되,
    상기 복수의 도어는 각각
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재가 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하며,
    상기 제 1 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되며,
    상기 복수의 챔버 내의 상기 기판의 열처리가 각각 개별적으로 이루어지는
    기판 열처리 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 복수의 도어의 상부에서 각각 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와 체결되는 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 복수의 도어는 각각
    상기 도어의 외부 양 측면에 제공되며, 상기 도어의 하부면에서 상부면까지 수직 방향으로 연장되어 부착되는 제 1 및 제 2 체결 부재;
    상기 도어의 외부 중앙부에 부착되는 중앙 체결 부재;
    상기 도어의 하부에 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 체결 부재 및 상기 중앙 체결 부재가 각각 체결되는 회전축;
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축이 관통한 상태로 체결되는 제 1 및 제 2 베어링 부재; 및
    상기 제 1 및 제 2 베어링 부재의 각각의 외측에서 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 실린더 부재
    를 포함하며,
    상기 중앙 체결 부재의 하부는 상기 회전축에 고정 방식으로 체결되고,
    상기 제 1 및 제 2 체결 부재의 하부 및 상기 제 1 및 제 2 베어링 부재는 각각 상기 회전축에 슬라이딩 가능하게 체결되는
    기판 열처리 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 복수의 도어의 상부에서 각각 상기 중앙 체결 부재와 상기 제 1 및 제 2 체결 부재와의 사이에서 체결되는 제 1 및 제 2 보강 리브를 추가로 포함하는 기판 열처리 장치.
KR1020140086723A 2014-07-10 2014-07-10 개선된 기판 열처리 챔버용 도어, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치 KR101544004B1 (ko)

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