KR101739934B1

KR101739934B1 - 인라인 열처리 장치

Info

Publication number: KR101739934B1
Application number: KR1020150074807A
Authority: KR
Inventors: 임현옥
Original assignee: 주식회사 테라세미콘
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2017-05-26
Also published as: KR20160139613A

Abstract

인라인 열처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 인라인 열처리 장치는, 기판(50)이 열처리되는 공간을 각각 제공하는 적어도 하나의 가열로(Furnace; 110a, 120a, 130a, 140a, 150a); 각각의 가열로(110a, 120a, 130a, 140a, 150a)의 내부에 설치되어 기판(50)을 이송시키는 기판 이송부(350); 각각의 가열로(110a, 120a, 130a, 140a, 150a)마다, 기판(50)의 이송방향에 수직한 방향으로 일정 간격을 가지면서, 각각의 가열로(110a, 120a, 130a, 140a, 150a)를 관통하도록 설치되며, 기판(50)을 승온시키는 복수개의 히터(200); 기판 이송부(350) 상에 탑재되어 기판(50)을 지지하는 지지부재(60); 및 지지부재(60)의 하측에 위치되고, 각각의 가열로(110a, 120a, 130a, 140a, 150a)의 내부에서 지지부재(60)의 위치를 감지하는 센서부(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인라인 열처리 장치 {IN-LINE TYPE HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 인라인 열처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지지부재의 하측에 센서부를 설치함으로써, 열기에 의한 난반사를 방지하여 센싱 정확도를 향상시킬 수 있는 인라인 열처리 장치에 관한 것이다.

평판 표시 장치의 제조시 사용되는 열처리(Annealing) 장치는 기판에 증착된 막의 특성을 향상시키기 위하여 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 장치이다.

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.

도 6은 종래의 인라인 열처리 장치를 나타내는 정단면도[도 6의 (a)] 및 측단면도[도 6의 (b)]이다.

도 6을 참조하면 종래의 인라인 열처리 장치는 가열로(120a)의 양측[도 6의 (b) 참조], 즉, 기판(50)이 이송되는 방향의 양측에 비접촉의 센서부(10)가 가열로(120a)의 외측에 설치된다. 기판(50)은 지지부재(60)[또는, 홀더]에 안착되고, 지지부재(60)가 기판 이송부(350)에 의해 수평 방향으로 이송될 수 있다. 기판(50) 및 지지부재(60)가 이송되는 과정에서 센서부(10)는 지지부재(60)의 양측에 감지 신호(S)[또는, 센싱 빔]를 방출하여 지지부재(60)의 위치 및 얼라인(align) 상태를 확인할 수 있다.

종래의 인라인 열처리 장치에서의 가열로(120a) 내부에서는 히터(200: 210, 220, 230)에서 발생되는 열기에 의해 공기가 대류하게 된다. 이에 따라, 센서부(10)에서 나오는 김지 신호(S')[또는, 센싱 빔]이 기판 지지부재(60)에 곧바로 향하지 않고, 열기에 의한 난반사가 발생하는 문제점이 있었다. 그리하여, 기판 이송 감지 센서(10)가 기판(50) 및 지지부재(60)의 위치를 적절히 감지하지 못하거나, 얼라인 상태를 적절히 감지하지 못하는 문제점이 있었다. 기판(50) 및 지지부재(60)의 위치를 감지를 못하거나 얼라인 상태를 적절히 감지하지 못하면, 기판(50)의 전면적에 걸쳐 균일한 열처리가 수행되지 않거나, 기판(50)이 라인에서 이탈함에 따라 타 장비와 충돌하여 파손되는 등 제품의 불량이 늘어나는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열기에 의한 난반사의 영향을 최소화하여, 기판 및 지지부재의 위치를 정확히 감지할 수 있는 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판 및 지지부재의 얼라인 상태를 정확히 감지할 수 있는 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 제품의 생산성과 신뢰성을 증대시킬 수 있는 인라인 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치는, 기판이 열처리되는 공간을 각각 제공하는 적어도 하나의 가열로(Furnace); 각각의 상기 가열로의 내부에 설치되어 상기 기판을 이송시키는 기판 이송부; 각각의 상기 가열로마다, 상기 기판의 이송방향에 수직한 방향으로 일정 간격을 가지면서, 각각의 상기 가열로를 관통하도록 설치되며, 상기 기판을 승온시키는 복수의 히터; 상기 기판 이송부 상에 탑재되어 상기 기판을 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 하측에 위치되고, 각각의 상기 가열로의 내부에서 상기 지지부재의 위치를 감지하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 열기에 의한 난반사의 영향을 최소화하여, 기판 및 지지부재의 위치를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기판 및 지지부재의 얼라인 상태를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제품의 생산성과 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

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 센서부 구성을 나타내는 확대 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재의 사시도이다.
도 6은 종래의 인라인 열처리 장치를 나타내는 정단면도 및 측단면도이다.

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.

본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인라인 열처리 장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치의 개략적 구성을 나타내는 정단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 열처리 장치는 로딩부(110), 승온부(120), 공정부(130), 냉각부(140) 및 언로딩부(150)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로딩부(110)와 승온부(120)와 공정부(130)와 냉각부(140)와 언로딩부(150)는 차례로 연속적으로 배치될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

히터(200)는 기판(50)을 사이에 두고 상하측에 설치되는 상부 히터(210) 및 하부 히터(220)를 포함할 수 있다.

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.

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.

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 수직선 상에 배치될 수 있다.

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 수직선 상에 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 수직선 상에 배치될 수 있음은 당연하다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

기판(50)은 지지부재(60)[또는, 홀더]에 하면이 지지된 상태로 이송될 수 있다. 기판(50)이 재치된 지지부재(60)는 기판 이송부(350) 상에 탑재될 수 있다. 기판 이송부(350)는 외부의 기판 이송부 구동유닛(미도시)과 연결되어, 구동력을 전달받을 수 있다.

기판 이송부(350)는 이송바(351), 롤러(353), 지지홀더(미도시), 스토퍼(미도시) 등을 포함할 수 있다.

이송바(351)는 기판(50) 및 지지부재(60)의 이송방향과 수직을 이루면서 가열로(120a, 120b)의 일측 및 타측이 지지되어 회전가능하게 설치될 수 있다.

롤러(353)는 이송바(351)의 외주면에 설치되어 이송바(351)와 함께 회전할 수 있다. 롤러(353)는 실질적으로 지지부재(60))를 접촉지지할 수 있다.

이송바(351)의 일단부측 및 타단부측은 가열로(110a)의 일측 및 타측 외측으로 노출되고, 가열로(110a)의 외측으로 노출된 이송바(351)의 일단부측 및 타단부측 외주면을 지지홀더(미도시)가 감싸면서 지지할 수 있다. 이송바(351)의 일단부측 또는 타단부측 중 어느 하나에는, 이송바(351)가 길이방향으로 유동하는 것을 방지하는 스토퍼(미도시)가 삽입 결합될 수 있다.

본 발명의 인라인 열처리 장치는 각각의 가열로(110a-150a)의 내부에서, 지지부재(60) 하측에 위치되어, 지지부재(60)의 위치를 감지하는 센서부(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(310) 구성을 나타내는 확대 정단면도이다.

다시, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 센서부(310)는 지지부재(60)의 하측에 위치될 수 있다. 센서부(310)는 가열로(110a-150a)의 하측부 외벽에 설치되고 수직 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있고, 센서부(310)는 하부에서 상부로 감지 신호(S)[또는, 센싱 빔]을 방출할 수 있다. 다시 말해, 센서부(310)는 지지부재(60)의 하측을 향해 감지 신호(S)를 방출하여 지지부재(60)의 위치를 감지할 수 있다.

센서부(310)는 기판(50)과 지지부재(60)가 가열로(110a-150a)에서 기판 이송부(350)에 의해 수평 방향으로 이송될 때, 가열로(110a-150a) 내부의 중심부에서 열처리되기 적절한 곳에 기판(50)과 지지부재(60)가 위치하면, 그것을 감지하여, 외부의 제어부(미도시)에 신호를 전달함에 따라 기판 이송부(350)의 운동을 멈추거나 이송되는 속도를 줄이는 등의 제어를 행할 수 있다.

센서부(310)는 가열로(110a-150a) 하측의 네 모서리 부근에 설치되는 것이 바람직하다. 그리하여, 기판(50)과 지지부재(60)가 가열로(110a-150a) 내부의 중심부에서 열처리되기 적절한 위치를 감지할 수 있고, 얼라인이 어긋난 경우 얼라인을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기판(50)과 지지부재(60)의 얼라인을 수행하기 위한 별도의 얼라인 수단(미도시)이 가열로(110a-150a) 내에 더 구비될 수 있다.

센서부(310)는 센서튜브(311) 및 센서(315)를 포함할 수 있다. 센서튜브(311)는 가열로(110a-150a)의 하측부 외벽을 관통하여 설치될 수 있다. 센서튜브(311)를 가열로(110a-150a)의 하측부 외벽에 고정결합하기 위해 플랜지(319)를 이용할 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 센서튜브(311)는 불투명한 재질로 형성되며 센서튜브(311)의 외벽을 형성하는 하우징부(311a) 및 투명한 재질로 형성되며 상기 센서튜브(311)의 내부를 형성하는 센싱부(311b)를 포함할 수 있다.

센서튜브(311)의 하단부에는 센서(315)가 연결될 수 있다. 센서(315)가 고온 분위기의 가열로(110a-150a) 내부에 위치하게 되면 오작동, 고장의 위험이 높아지기 때문에, 센서(315)는 외부에 배치되는 것이 바람직하다. 센서(315)는 공지의 센서를 제한없이 사용할 수 있다.

센서튜브(311)는 가열로(110a-150a)의 내부에 배치되기 때문에, 내열성이 높은 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 센서(315)로부터 감지 신호(S)가 생성되어 센서튜브(311)의 상부를 통해 방출되어야 하므로, 센서튜브(311)의 내부는 투명한 재질로 형성되고, 외벽은 불투명한 재질로 형성되어 감지 신호(S)의 이동 경로를 확보하는 것이 바람직하다. 이를 고려하여, 하우징부(311a)는 SUS 재질로 형성되고, 센싱부(311b)는 석영 재질로 형성될 수 있다.

센서튜브(311)는 히터(200), 특히, 하부 히터(220)와의 간섭을 피하기 위해, 하부 히터(220)의 단위 하부 히터(220a, 220b, 220c, ...) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 센서튜브(311)는 특정한 단위 히터(220a)와 이에 수평 방향으로 이웃하는 단위 히터(220b) 사이에 위치할 수 있다.

다시, 도 4의 (a)를 참조하면, 센서튜브(311)의 상단부는 지지부재(60)의 하측과 히터(200)[하부 히터(220)]의 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 센서튜브(311)는 가열로(110a-150a)의 하측부 외벽에서부터 지지부재(50)와 하부 히터(220)의 사이의 높이까지 연장 형성될 수 있다.

단순히 가열로(110a-150a)의 하측 벽에서 곧바로 감지 신호(S)를 방출하면, 측벽에서 감지 신호(S)를 방출하는 종래의 인라인 열처리 장치[도 6 참조]와 동일하게, 난반사에 의한 감도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서, 센서튜브(311)를 수직 방향으로 형성하여 센서튜브(311)의 상단부에서 감지 신호(S)가 방출되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 하부 히터(220) 근처에서는 하부 히터(220)가 발생하는 열에 영향을 받아 대류가 활발하게 일어날 수 있다. 만약, 센서튜브(311)의 상단부가 하부 히터(220)와 동일한 높이 또는 그 하부에 위치되면, 센서튜브(311)의 상단부에서 방출되는 감지 신호(S)가 이 대류에 의해서 난반사를 일으키거나, 감도가 떨어지는 등의 악영향이 생길 수 있다. 따라서, 센서튜브(311)의 상단부가 지지부재(60)의 하측과 하부 히터(220)의 사이에 위치되도록 함으로써, 최대한 지지부재(60)에 가깝게 접근하여 감도를 향상시키고, 대류에 의한 난반사 등을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재(60)의 사시도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 판 형상의 지지부재(60a)를 기판 이송부(350)에 탑재하고, 지지부재(60a) 상에 기판(50)을 탑재할 수 있다. 도 5의 (b)를 참조하면, 프레임의 형상의 지지부재(60b)를 기판 이송부(350)에 더 탑재하고, 지지부재(60b) 상에 기판(50)을 탑재할 수 있다. 이때, 지지부재(60a, 60b)에는 기판(50)이 점 접촉 지지될 수 있는 복수의 지지돌기(65)가 형성될 수 있다.

한편, 지지부재(60a, 60b)에는 얼라인 홈(61)이 형성될 수 있다. 얼라인 홈(61)은 센서부(310)가 형성된 수직축에 대응하는 지지부재(60)의 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 센서부(310)는 지지부재(60)의 하측에서 감지 신호(S)를 방출하여 지지부재(60)의 위치를 감지할 수 있고, 얼라인이 제대로 됐는지 여부를 판단할 수 있으나, 지지부재(60)에 형성된 얼라인 홈(61)에 감지 신호(S)를 방출함에 따라 보다 명확한 감지를 행할 수 있다.

일 예로, 가열로(110a-150a)의 네 모서리 부근에 설치된 센서부(310)에서 상부로 감지 신호(S)를 방출한 경우, 지지부재(60)가 적절한 위치에 있고, 얼라인이 제대로 되어 있다면, 4개의 센서부(310)에서 방출되는 감지 신호(S)는 얼라인 홈(61)을 통과한 신호를 감지할 것이다. 반면에, 지지부재(60)의 위치, 얼라인이 적절하지 않은 상태인 경우라면, 4개의 센서부(310)에서 방출되는 감지 신호(S) 중에서 적어도 하나는 나머지와 다른 신호를 감지할 것이기 때문에, 제어부(미도시)에서 곧바로 기판 이송부(350)를 작동하여 위치를 바로 잡거나, 얼라인 수단(미도시)을 작동하여 얼라인을 수행할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 열처리 장치에서 기판(50)이 이송되며 열처리 되는 과정을 설명한다.

먼저, 로봇 아암으로 기판(50)을 지지하여 기판(50)이 로딩부(110)로 로딩될 수 있다. 기판(50)은 로딩부(110)의 가열로(110a)에 위치한 지지부재(60)에 안착될 수 있다. 기판 이송부(350)는 회전운동함에 따라 지지부재(60)를 이송할 수 있다.

지지부재(60)가 승온부(120)의 가열로(120a)에 진입하면, 센서부(310)가 작동한다. 센서부(310)는 지지부재(60)의 하측에서 감지 신호(S)를 방출할 수 있다. 센서부(310)에서는 지지부재(60)가 적절한 위치까지 이동함을 감지할 수 있고, 지지부재(60)가 얼라인이 제대로 된 상태로 이동하는지도 감지할 수 있다.

만약에, 지지부재(60)가 반듯하게 평형을 유지하면서 기판 이송부(350)에 의해 이동된다면, 센서부(310)[예를 들어, 4개의 센서부(310)]에서는 동일한 신호를 감지할 것이기 때문에, 기판 열처리를 계속 수행하면서 다음 가열로(120b)로 지지부재(60)를 이송할 수 있다. 하지만, 지지부재(60)가 얼라인이 제대로 되지 않은 경우라면, 4개의 센서부(310)에서는 각각 다른 신호를 감지할 것이기 때문에, 제어부(미도시)에서는 기판 이송부(350)의 작동을 멈추고, 얼라인 수단(미도시)을 작동하여 얼라인을 수행할 수 있다. 얼라인을 수행한 후, 4개의 센서부(310)에서 동일한 신호를 감지한다면, 다시 기판 이송부(350)를 작동하고 열처리를 수행할 수 있다.

위와 같은 과정을 반복하며, 기판(50)과 지지부재(60)는 로딩부(110), 승온부(120), 공정부(130, 냉각부(140) 및 언로딩부(150)까지 이동하여 열처리가 수행될 수 있다. 언로딩부(150)에서는 로봇 아암으로 기판(50)을 지지하여, 기판(50)을 언로딩 할 수 있다.

위와 같이, 본 발명은 가열로(110a-150a)의 하부 외벽에서부터 지지부재(60)의 하측까지 연장된 센서부(310)를 사용하기 때문에, 열기에 의한 감지 신호(S)의 난반사를 최소화할 수 있고, 기판(50) 및 지지부재(60)의 위치 및 얼라인 상태를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다. 그리하여, 열처리 공정 진행 중에 얼라인이 되지 않아 공정이 지연되는 상황을 최소화할 수 있고, 기판(50)이 라인에서 이탈함에 따라 불량이 발생하는 것을 방지하여 제품의 생산성과 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

50: 기판
60: 지지부재
61: 얼라인 홈
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
310: 센서부
311: 센서튜브
311a: 하우징부
311b: 센싱부
315: 센서
350: 기판 이송부

Claims

기판이 열처리되는 공간을 각각 제공하는 적어도 하나의 가열로(Furnace);
각각의 상기 가열로의 내부에 설치되어 상기 기판을 이송시키는 기판 이송부;
각각의 상기 가열로마다, 상기 기판의 이송방향에 수직한 방향으로 일정 간격을 가지면서, 각각의 상기 가열로를 관통하도록 설치되며, 상기 기판을 승온시키는 복수의 히터 - 상기 히터는, 상기 기판의 상부에 배치되어 상기 기판의 상면을 가열하는 상부 히터, 및 상기 기판의 하부에 배치되어 상기 기판의 하면을 가열하는 하부 히터를 포함함 - ;
상기 기판 이송부 상에 탑재되어 상기 기판을 지지하는 지지부재; 및
상기 지지부재의 하측에 위치되고, 각각의 상기 가열로의 내부에서 상기 지지부재의 위치를 감지하는 센서부 - 상기 센서부는, 각각의 상기 가열로의 하측부 외벽을 관통하여 설치되는 센서튜브, 및 상기 센서튜브의 하단부에 배치되는 센서를 포함함 -
를 포함하며,
상기 센서튜브는 소정의 상기 하부 히터와 이에 수평 방향으로 이웃하는 상기 하부 히터 사이에 위치되고, 상기 센서튜브의 상단부는 상기 지지부재의 하측과 상기 하부 히터의 상측 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 센서튜브는,
불투명한 재질로 형성되며 상기 센서튜브의 외벽을 형성하는 하우징부; 및
투명한 재질로 형성되며 상기 센서튜브의 내부를 형성하는 센싱부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 하우징부는 SUS 재질로 형성되고,
상기 센싱부는 석영 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부의 수직 위치에 대응하는 상기 지지부재의 부분에는 얼라인 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 히터의 단위 상부 히터는 최인접하는 상기 하부 히터의 단위 하부 히터와 정렬되게 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 히터의 단위 상부 히터는 최인접하는 상기 하부 히터의 단위 하부 히터와 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 히터는 상기 가열로의 열 손실을 방지하기 위한 복수개의 사이드 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.
제11항에 있어서,
상기 복수개의 사이드 히터는 상기 가열로의 하부 측면 또는 상부 측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 인라인 열처리 장치.