KR101963374B1 - 자연 대류에 의한 기류를 차단하는 기능을 구비하는 기판 열처리 장치 - Google Patents

자연 대류에 의한 기류를 차단하는 기능을 구비하는 기판 열처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 기판의 열처리 공간이 구비되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 내부에 위치하며, 상하 방향으로 복수의 상기 기판을 이격시켜 지지하는 기판 지지부 및 상기 공정 챔버의 내부에서 하부 대류에 의하여 하부로 흐르는 기체가 상기 기판 지지부의 하측에 위치하는 기판 방향으로 바로 유입되지 않도록 하는 대류 방지부를 포함하는 기판 열처리 장치를 개시한다.

Description

자연 대류에 의한 기류를 차단하는 기능을 구비하는 기판 열처리 장치{Substrate Heat Treatment Apparatus having Function to Preventing Air Flow by Natural Convection}
본 발명은 기판 열처리 장치에 관한 것으로서, 자연 대류에 의한 기류를 차단하는 기능을 구비하여 공정 챔버의 하부에 적층되는 기판의 온도 저하를 감소시킬 수 있는 기판 열처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 패널에 사용되는 유리 기판과 같은 기판은 기판 열처리 장치에서 무기물, 유기물 및/또는 반도체 소자의 형성을 위한 다양한 열처리 공정을 거친다. 이때, 상기 기판은 통상 기판 열처리 장치의 공정 챔버의 내부에 다수개가 상하로 이격되면서 적층되어 열처리된다.
상기 기판 열처리 장치는 일반적으로 공정 챔버와 기판 지지부 및 셔터를 포함하여 형성된다. 상기 공정 챔버는 기판이 로딩 또는 언로딩되는 기판 입출구가 형성되는 전면을 제외한 다른 면들에 단열재가 부착되어 단열된다. 상기 기판 지지부는 복수 개의 기판을 상하 방향으로 이격시켜 적층한다. 또한, 상기 셔터는 공정 챔버의 기판 입출구를 차단 또는 개방하며, 공정 챔버의 내부로 기판이 반입 또는 반출되도록 한다. 상기 공정 챔버는 셔터에 의하여 차단되는 전면이 단열재에 의하여 단열되는 다른 면들에 비하여 단열 성능이 낮게 된다. 또한, 상기 공정 챔버는 전면측에서 상부와 하부의 온도 차이가 상대적으로 크게 되며 상부에서 하부로 대류가 발생된다. 상기 공정 챔버의 전면측에서는 대류 현상에 따라 상부에서 하부로 유입되는 상대적으로 차가운 공기로 인하여 하부에 적층되는 기판의 전측부의 온도가 저하되면서 열처리 품질이 저하되는 문제가 있다. 특히, 최근에는 상기 기판 열처리 장치는 적층되는 기판의 개수를 증가시키기 위하여 공정 챔버의 높이가 증가되고 있다. 따라서, 상기 공정 챔버는 상기와 같은 대류 현상에 의한 온도 저하가 증가되는 측면이 있다.
본 발명은 공정 챔버의 하부에 적층되는 기판의 온도 저하를 감소시킬 수 있는 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치는 기판의 열처리 공간이 구비되는 공정 챔버의 내부에 위치하며, 상하 방향으로 복수의 상기 기판을 이격시켜 지지하는 기판 지지부 및 상기 공정 챔버의 내부에서 자연 대류에 의하여 상부에서 하부로 흐르는 기체가 상기 기판 지지부의 하측에 위치하는 기판 방향으로 바로 유입되지 않도록 하는 대류 방지부를 포함한다.
또한, 상기 공정 챔버는 전면에 외부 입출구가 형성되는 외부 하우징과, 전면에 내부 입출구가 형성되고, 상기 외부 하우징의 내부에 위치하면서 상기 기판 지지부가 내부에 위치하는 내부 하우징 및 상기 외부 입출구와 내부 입출구에 연결되어 상기 외부 하우징과 내부 하우징 사이를 밀폐하는 입출구 연결관을 포함하며, 상기 대류 방지부는 상기 입출구 연결관의 내부 하측에서 후측단에 위치할 수 있다.
또한, 상기 대류 방지부는 상기 입출구 연결관의 하측 폭과 소정의 차단 높이를 갖는 판상으로 형성되며, 수직 방향 또는 상기 내부 하우징의 외측으로 경사진 방향으로 연장되도록 형성되는 제 1 방지판을 포함할 수 있다. 이때, 상기 차단 높이는 상기 제 1 방지판의 상단 높이가 상기 기판 지지부의 가장 하측에 위치하는 기판보다 높게 위치하도록 하는 높이일 수 있다.
또한, 상기 제 1 방지판은 상하 방향으로 곡면을 이루는 곡면판으로 형성되어 상기 내부 하우징의 내측 방향으로 볼록하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 대류 방지부는 상기 제 1 방지판과 동일한 폭과 소정 높이를 갖는 판상으로 형성되며, 고정단이 상기 제 1 방지판의 상단에 결합되고 자유단이 상기 내부 하우징의 외측으로 연장되도록 수평 방향 또는 경사진 방향으로 결합되는 제 2 방지판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 방지판은 상기 기판의 이송을 위한 이송 로봇 팔이 통과하는 경로를 제공하는 제 1 로봇 경로홀을 구비하며, 상기 제 2 방지판은 제 1 로봇 경로홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 로봇 경로홀을 구비할 수 있다.
또한, 상기 대류 방지부는 상기 제 1 방지판의 외측에 위치하여 하부 대류되는 기체를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 기체 배출관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기체 배출관은 복수 개가 입출구 연결관의 폭 방향으로 이격되면서 상기 입출구 연결관의 외부로 연장되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 기체 배출관은 상기 제 1 방지판의 외측에서 입출구 연결관의 폭 방향으로 연장되는 배출 트렌치 및 상기 배출 트렌트의 하부에 결합되며 상기 입출구 연결관의 외부로 연장되는 적어도 1개의 트렌치 배출관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버는 단일 하우징으로 형성되며, 상기 대류 방지부는 공정 챔버의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 형성될 수 있다.
또한, 상기 대류 방지부는 공정 챔버의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 결합되는 받침판과 상기 받침판의 상면에 고정되는 제 1 방지판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 대류 방지부는 상기 제 1 방지판의 외측에서 상기 받침판을 관통하여 공정 챔버의 외부로 연장되며 하부 대류되는 기체를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 기체 배출관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 상부에서 하부로 유입되는 상대적으로 차가운 공기가 하부의 기판과 바로 접촉되는 것을 차단함으로써 하부에 위치하는 기판의 전측부의 온도가 상대적으로 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 상부에서 하부로 유입되는 상대적으로 차가운 공기를 공정 챔버의 외부로 배기하여 상대적으로 차가운 공기가 하부의 기판과 바로 접촉되는 것을 차단함으로써 하부의 기판의 전측부의 온도가 상대적으로 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 A에 대한 확대도이다.
도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
도 4는 도 1의 기판 지지부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 대류 방지부의 수직 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 기체 배출관에 대한 평면도이다.
도 7은 도 6의 C-C에 대한 수직 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치에서 하부 대류에 따른 기체의 흐름을 나타내는 수직 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 열처리 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 수직 단면도이다. 도 2는 도 1의 A에 대한 확대도이다. 도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다. 도 4는 도 1의 기판 지지부의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 대류 방지부의 수직 단면도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 기체 배출관에 대한 평면도이다. 도 7은 도 6의 C-C에 대한 수직 단면도이다.
본 발명에 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치(100)는, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 공정 챔버(110)와 셔터(120)와 기판 지지부(130) 및 대류 방지부(140)를 포함하여 형성된다.
상기 기판 열처리 장치(100)는 액정 표시 장치(LCD), 유기발광 표시 장치(OLED)와 같은 평판 표시 장치에 사용되는 유리 기판, 플렉서블 기판과 같은 기판(10)의 열처리에 사용된다. 또한, 상기 기판 열처리 장치(100)는 태양 전지에 사용되는 기판(10)의 열처리에도 사용될 수 있다.
상기 기판 열처리 장치(100)는 대류 방지부(140)가 공정 챔버(110)의 전측부의 상부에서 하부로 유입되는 상대적으로 차가운 공기가 하부의 기판(10)과 바로 접촉되는 것을 차단함으로써 하부에 위치하는 기판(10)의 전측부의 온도가 기판의 다른 영역에 대하여 상대적으로 저하되는 것을 방지한다.
이하의 설명에서 내측은 공정 챔버(110)의 내부 방향을 의미하며, 외측은 공정 챔버(110)의 외부 방향을 의미한다. 또한, 일측 또는 전측은 도 1을 기준으로 왼쪽 방향을 의미하며, 타측 또는 후측은 오른쪽 방향을 의미한다.
상기 공정 챔버(110)는 외부 하우징(111)과 내부 하우징(113)과 입출구 연결관(115) 및 단열재(117)를 포함하여 형성된다. 즉, 상기 공정 챔버(110)는 이중 챔버로 형성된다. 또한, 상기 공정 챔버(110)는 내부에 기판(10)이 장입되어 열처리되는 공간을 제공한다. 한편, 상기 공정 챔버(110)는 기판(10)을 열처리하는 열처리 장치에 사용되는 다양한 구조의 공정 챔버로 형성될 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버(110)는 구체적으로 도시하지 않았지만 단일 하우징으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 공정 챔버(110)는 외부 하우징과 내부 하우징의 구분 없이 하나의 하우징으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 단열재는 단일 하우징의 외측 또는 내측에 설치된다. 또한, 상기 입출구 연결관(115)은 생략될 수 있다.
한편, 상기 공정 챔버(110)는 구체적으로 도시하지 않았지만, 열처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 다수의 급기관(미도시) 및 열처리 공간으로부터 공정 가스를 배출하는 다수의 배기관(미도시)을 구비한다. 또한, 상기 공정 챔버(110)는 외부 하우징(111)과 내부 하우징(113) 사이에 통상의 열처리를 위한 가열 히터(미도시)가 장착된다.
상기 외부 하우징(111)은 내부가 중공인 대략 육면체 형상으로 형성된다. 상기 외부 하우징(111)은 내열성과 기계적 강도가 있는 스테인레스 스틸과 같은 재질로 형성된다. 상기 외부 하우징(111)은 내부가 중공이며, 내부 하우징(113)과 단열재(117)가 수용되는 공간을 제공한다. 상기 외부 하우징(111)은 외부 전면(111a)과 외부 후면(111b)과 외부 좌측면(111c)과 외부 우측면(111d)과 외부 상면(111e) 및 외부 하면(111f)을 구비하여 형성된다. 상기 외부 하우징(111)은 외부 전면에 기판(10)이 반입 및 반출되는 외부 입출구(112)를 포함하여 형성된다.
상기 외부 입출구(112)는 외부 하우징(111)의 외부 전면(111a)에 내측에서 외측으로 개방되어 형성된다. 상기 외부 입출구(112)는 폭이 내부에 반입되는 기판(10)의 폭보다 큰 폭으로 형성되며, 높이가 기판(10)의 적층되는 높이보다 높게 형성된다.
상기 내부 하우징(113)은 내부가 중공인 대략 육면체 형상으로 형성된다. 상기 내부 하우징(113)은 외부 하우징(111)의 내부에서 외부 하우징(111)으로부터 내측으로 이격되도록 형성된다. 상기 내부 하우징(113)은 외부 하우징(111)과의 사이에 단열재(117)가 위치하는 공간을 제공한다. 상기 내부 하우징(113)은 내열성과 기계적 강도가 있는 스테인레스 스틸과 같은 재질로 형성된다. 상기 내부 하우징(113)은 내부 전면(113a)과 내부 후면(113b)과 내부 좌측면(113c)과 내부 우측면(113d)과 내부 상면(113e) 및 내부 하면(111f)을 구비하여 형성된다. 상기 내부 하우징(113)은 내부 입출구(114)를 더 포함하여 형성된다.
상기 내부 입출구(114)는 내부 하우징(113)의 내부 전면(113a)에 내측에서 외측으로 개방되어 형성된다. 상기 내부 입출구(114)는 외부 입출구(112)와 동일한 크기로 형성된다. 이때, 상기 내부 입출구(114)는 외부 입출구(112)와 동일한 위치에 형성되어 서로 관통되도록 형성된다.
상기 입출구 연결관(115)은 축 방향에 수직인 수직 단면이 외부 입출구(112)와 동일한 형상이며 전후측이 개방된 관 형상으로 형성된다. 상기 입출구 연결관(115)은 전후측이 각각 외부 입출구(112)와 내부 입출구(114)에 연결된다. 또한, 상기 입출구 연결관(115)은 후측단이 내부 하우징(113)의 내부 상면과 내부 하면과 내부 좌측면 및 내부 우측면의 전측단에 끼워 맞춤 방식으로 결합된다. 보다 구체적으로는 상기 내부 하우징(113)의 전측단에 요홈(미도시)이 형성되며, 입출구 연결관(115)의 후측단이 요홈에 삽입되어 결합된다. 따라서, 상기 입출구 연결관(115)은 외부 입출구(112)와 내부 입출구(114) 사이를 밀폐하여 단열재(117) 또는 히터에서 발생되는 이물질이 내부 하우징(113)의 내부로 유입되지 않도록 한다. 상기 입출구 연결관(115)은 별도의 고정 부재(116a)에 의하여 외부 하우징(111)에 고정된다. 또한, 상기 입출구 연결관(115)은 별도의 고정 부재(116b)에 의하여 내부 하우징(113)에 결합된다.
상기 단열재(117)는 판상의 단열재로 형성된다. 상기 단열재(117)는 단열 기능이 있는 세라믹과 같은 재질로 형성된다. 상기 단열재(117)는 외부 하우징(111)의 내측면에 전체적으로 형성된다. 즉, 상기 단열재(117)는 외부 하우징(111)의 후면과 좌측면과 우측면과 상면과 하면의 내측에 위치한다. 또한, 상기 단열재(117)는 외부 하우징(111)의 전면에서 외부 입출구(112)를 제외한 부분의 내측에 위치한다. 상기 단열재(117)는 외부 하우징(111)의 내부와 외부를 단열한다.
상기 셔터(120)는 적어도 외부 입출구(112)에 대응되는 면적을 갖는 판상으로 형성된다. 상기 셔터(120)는 소정 두께를 가지며, 내부가 충진된 판상 형상 또는 내부가 중공인 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 상기 셔터(120)는 외부 입출구(112)의 외측에 결합되어 외부 입출구(112)를 밀폐한다.
또한, 상기 셔터(120)는 내부에 단열재(미도시)가 충진되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 셔터(120)는 외부 출입구(112)에 대향하는 면에 반사판(미도시)이 더 형성될 수 있다. 상기 반사판은 열을 내부 하우징(113)의 내부로 반사시켜 열 손실을 감소시킨다.
상기 기판 지지부(130)는, 도 4를 참조하면, 캔틸레버 구조로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 기판 지지부(130)는 지지 기둥(131)과 캔틸레버(133) 및 지지핀(135)을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판 지지부(130)는 기움 방지 블록(137)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 기판 지지부(130)는 공정 챔버(110)의 내부에 위치하며, 복수의 기판(10)을 상하로 이격시켜 적층한다. 상기 기판 지지부(130)는 각각의 캔틸레버(133)의 상부에서 지지핀(135)에 기판(10)이 안착되어 지지되도록 한다.
상기 기판 지지부(130)는 외부 입출구(112)의 하단에서 소정 높이로 상부로 이격된 위치부터 외부 입출구(112)의 상단에서 소정 높이로 하부로 이격된 위치까지 기판(10)이 적층되도록 형성된다. 상기 기판(10)은 별도의 이송 로봇 팔에 의하여 기판 지지부(130)로 입출된다. 따라서, 상기 기판 지지부(130)는 가장 하부에 위치하는 기판(10)의 하면과 외부 입출구(112)의 하단 사이의 간격이 이송 로봇 팔의 두께보다 크도록 형성되는 것이 필요하다.
상기 지지 기둥(131)은 상하 방향으로 길이를 가지며, 복수개가 수평 방향으로 이격되어 배열된다. 상기 지지 기둥(131)은 내부 하우징(113)의 후면에 인접하여 배열된다. 상기 지지 기둥(131)은 상부와 하부가 각각 내부 하우징(113)의 상면과 하면에 직접 또는 별도의 연결 부재를 통하여 연결되어 고정될 수 있다. 또한, 상기 지지 기둥(131)은 별도의 고정 부재에 의하여 후면에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 지지 기둥(131)은 캔틸레버(133)의 하중에 의하여 전면 방향으로 기울어지지 않게 된다.
상기 캔틸레버(133)는 수평 방향의 길이를 가지며, 상하 방향으로 이격되면서 고정단이 지지 기둥(131)에 결합된다. 상기 캔틸레버(133)는 타측에 위치하는 고정단의 반대측인 자유단이 지지되지 않은 상태를 유지한다.
상기 지지핀(135)은 캔틸레버(133)의 상측에서 상부로 돌출되어 형성된다. 상기 지지핀(135)은 캔틸레버(133)의 전측과 후측과 중앙측에 형성된다. 상기 지지핀(135)은 기판(10)의 하면과 접촉하여 기판(10)을 지지한다.
상기 기움 방지 블록(137)은 블록 형상으로 형성된다. 상기 기움 방지 블록(137)은 하단이 지지 기둥(131)의 상부에 결합되며, 상단이 공정 챔버(110)를 관통하면서 외측으로 돌출되어 고정된다. 상기 기움 방지 블록(137)은 지지 기둥(131)이 캔틸레버(133)의 하중에 의하여 전면 방향으로 휘어지는 것을 보다 확실하지 방지한다.
한편, 상기 기판 지지부(130)는 기판(10)을 상하로 적층할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 기판 지지부(130)는 상하로 이격되는 기판 지지판과, 기판 지지판의 네 모서리에서 기판 지지판을 상하로 이격시켜 지지하는 지지 기둥 및 기판 지지판의 상면에서 상부로 돌출되어 기판을 기판 지지판의 상면에서 이격시켜 지지하는 지지 돌기를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 대류 방지부(140)는 제 1 방지판(141)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 대류 방지부(140)는 제 2 방지판(143) 및 기체 배출관(145)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 대류 방지부(140)는 받침판(147)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 대류 방지부(140)는 입출구 연결관(115)의 내부 하측에서 내측단에 인접하여 위치한다. 즉, 상기 대류 방지부(140)는 공정 챔버(110)의 전측에서 내부 하측에 위치한다. 상기 대류 방지부(140)는 공정 챔버(110)의 전측 상부에서 하부로 형성되는 하강 대류에 의하여 하측으로 유입되는 차가운 기체(공기 또는 공정 가스)가 바로 기판 지지부(130)의 하측에 지지되는 기판(10) 방향으로 유입되는 것을 방지한다. 이때, 상기 대류 방지부(140)는 하강 대류에 의한 기체의 흐름 경로를 길게하거나 시간을 지체시켜 기체가 가열된 후에 기판(10)으로 유입되도록 한다. 또한, 상기 대류 방지부(140)는 하강 대류에 의한 차가운 공기를 공정 챔버(110)의 외부로 바로 유출시킨다.
한편, 상기 공정 챔버(110)가 단일 하우징으로 형성되는 경우에, 대류 방지부(140)는 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측의 내부 하측에 추가로 형성될 수 있다. 이때, 상기 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측의 내부 하측에 위치하는 대류 방지부(140)는 제 1 방지판(141)과 기체 배출관(145) 및 받침판(147)을 구비하여 형성된다. 또한, 상기 대류 방지부(140)는 제 2 방지판(143)을 더 구비하여 형성될 수 있다. 상기 공정 챔버(110)가 단일 하우징으로 형성되는 경우에 공정 챔버의 단열 성능이 저하되므로 상부와 하부의 온도 차이가 더 크게 될 수 있으며, 공정 챔버의 좌측과 우측 및 후측에서 하부 대류 현상이 증가될 수 있다. 그러나, 상기 대류 방지부(140)는 공정 챔버(110)의 좌측과 우측 및 후측에서도 기판(10)의 측부의 온도가 기판의 다른 영역에 대하여 상대적으로 저하되는 것을 방지한다.
상기 제 1 방지판(141)은 입출구 연결관(115)의 하측 폭과 소정의 차단 높이를 갖는 판상으로 형성된다. 상기 차단 높이는 제 1 방지판(141)의 상단 높이가 기판 지지부(130)의 가장 하측에 위치하는 기판(10)보다 높게 위치하도록 하는 높이로 설정된다. 이러한 경우에 상기 제 1 방지판(141)은 하부 대류에 의하여 유입되는 기체가 기판(10) 방향으로 유입되는 시간을 지체시킬 수 있다. 상기 제 1 방지판(141)은 입출구 연결관(115)의 후측단에 인접한 위치에서 입출구 연결관(115)의 하측에 결합된다. 상기 제 1 방지판(141)은 수직 방향 또는 내부 하우징(113)의 외측 방향으로 경사진 방향으로 연장되도록 결합될 수 있다. 상기 제 1 방지판(141)은 입출구 연결관(115)의 내부 하측에서 내측부를 소정 높이로 차폐하여 입출구 연결관(115)의 외측단 또는 셔터(120)의 내면과의 사이에 하부 대류에 의한 기체가 유입되어 일시적으로 머무르는 체류 공간을 형성한다. 따라서, 상기 제 1 방지판(141)은 하부 대류에 의한 기체가 바로 기판(10) 방향으로 유입되는 것을 방지하며, 소정 시간동안 가열된 후에 기판(10) 방향으로 유입되도록 한다.
또한, 상기 제 1 방지판(241)은, 도 5를 참조하면, 상하 방향으로 곡면을 이루는 곡면판으로 형성되며, 내부 하우징(113)의 내측 방향으로 볼록하게 결합될 수 있다. 이러한 경우에 상기 제 1 방지판(241)은 하부 대류에 의한 기체가 체류 공간에 머무르는 시간을 더욱 증가시킬 수 있다.
상기 제 1 방지판(141)은 제 1 로봇 경로홀(142)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제 1 로봇 경로홀(142)은 제 1 방지판(141)의 내측면에서 외측면으로 관통하여 형성된다. 또한, 상기 제 1 로봇 경로홀(142)은 제 1 방지판(141)의 상단부부터 하부 방향으로 연장되어 형성된다. 이때, 상기 제 1 로봇 경로홀(142)은 하단과 기판 지지부(130)의 가장 하측에 위치하는 기판(10)의 하면과의 높이가 이송 로봇 팔의 두께보다 크게 되도록 형성된다. 상기 제 1 로봇 경로홀(142)은 기판 지지부(130)의 하측에 위치하는 기판(10)을 이송하기 위하여 이송 로봇 팔이 유입되는 경로를 제공한다. 상기 제 1 로봇 경로홀(142)은 이송 로봇이 유입되는 위치에 형성된다.
상기 제 1 방지판(141)은 직접 입출구 연결관(115)에 고정되거나 별도의 받침판(147)을 통하여 입출구 연결관(115)에 고정될 수 있다. 상기 받침판(147)은 입출구 연결관(115)의 폭에 대응되는 길이와 소정 폭으로 형성된다. 상기 받침판(147)은 하면이 입출구 연결관(115)의 내측면에 결합되고 상면에 제 1 방지판(141)이 고정되도록 한다. 상기 받침판(147)은 제 1 방지판(141)이 보다 안정적으로 입출구 연결관(115)에 결합되도록 한다. 상기 받침판(147)은 입출구 연결관(115)과 일체로 형성될 수 있다.
한편, 상기 공정 챔버(110)가 단일 하우징으로 형성되는 경우에, 입출구 연결관(115)은 생략될 수 있다. 상기 제 1 방지판(141)은 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 위치한다. 이때, 상기 제 1 방지판(141)은 받침판(147)을 통하여 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 결합된다. 또한, 상기 받침판(147)은 일측이 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 결합되고 타측이 공정 챔버(110)의 내부를 향하도록 결합되고 상면에 제 1 방지판(141)이 결합되도록 한다. 또한, 상기 제 1 방지판(141)은 제 1 로봇 경로홀(142)이 형성되지 않는다.
상기 제 2 방지판(143)은 제 1 방지판(141)과 동일한 폭과 소정 높이를 갖는 판상으로 형성된다. 상기 제 2 방지판(143)은 고정단이 제 1 방지판(141)의 상단에 결합되며, 자유단이 내부 하우징(113)의 외측으로 연장되도록 결합된다. 여기서 상기 제 2 방지판(143)의 고정단은 제 2 방지판(143)을 제 1 방지판(141)과 평행하게 배치하였을 때 하단을 의미하며, 자유단은 상단을 의미한다. 상기 제 2 방지판(143)은 경사진 방향 또는 바람직하게는 수평 방향으로 연장되도록 제 1 방지판(141)에 결합된다. 상기 제 2 방지판(143)은 대류되는 기체가 제 1 방지판(141)의 상단을 넘어서 기판(10) 방향으로 유입되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 제 2 방지판(143)은 기체가 기판(10) 방향으로 유입될 때까지 체류 공간에 머무르는 시간을 더욱 증가시켜 기체의 온도를 증가시킨다.
상기 제 2 방지판(143)은 제 2 로봇 경로홀(144)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제 2 로봇 경로홀(144)은 제 1 로봇 경로홀(142)과 동일한 위치에 형성된다. 상기 제 2 로봇 경로홀(144)은 제 2 방지판(143)의 내측면에서 외측면으로 관통하여 고정단에서 자유단까지 전체 높이에 대하여 형성된다. 상기 제 2 로봇 경로홀(144)은 기판 지지부(130)의 하측에 위치하는 기판(10)을 이송하기 위하여 이송 로봇 팔이 유입되는 경로를 제공한다.
상기 기체 배출관(145)은 제 1 방지판(141)의 외측에서 입출구 연결관(115)을 관통하여 공정 챔버(110)의 외부로 연장되어 형성된다. 상기 기체 배출관(145)은 바람직하게는 제 2 방지판(143)의 외측에 형성된다.
또한, 상기 기체 배출관(145)은 복수 개가 입출구 연결관(115)의 폭 방향으로 이격되어 형성된다. 상기 기체 배출관(145)은 제 1 방지판(141)의 외측으로 하부 대류되는 기체를 입출구 연결관(115)의 외부로 배출하여 냉각된 기체가 기판(10) 방향으로 유입되는 것을 감소시킨다.
한편, 상기 공정 챔버(110)가 단일 하우징으로 형성되는 경우에 입출구 연결관(115)이 생략될 수 있다. 따라서, 상기 공정 챔버(110)가 단일 하우징으로 형성되고 대류 방지부(140)가 공정 챔버(110)의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 형성되는 경우에, 기체 배출관(145)은 받침판(147)을 관통하여 공정 챔버(110)의 외부로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 받침판(147)이 입출구 연결관(115)의 상부로 연장되어 형성되는 경우에, 기체 배출관(145)은 받침판(147)을 관통하여 공정 챔버(110)의 외부로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 기체 배출관(245)은, 도 6과 도 7을 참조하면, 제 1 방지판(141)의 외측에서 입출구 연결관(115)의 폭 방향으로 연장되는 배출 트렌치(245a) 및 하부로 연장되는 트렌치 배출관(245b)으로 형성될 수 있다. 상기 트렌치 배출관(245b)은 배출 트렌치(245a)의 폭 또는 길이에 따라 기체를 원활하게 외부로 배출하는데 적정하게 1개 또는 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 기체 배출관(245)은 제 1 방지판(141)의 외측에서 기체가 배출 트렌치(245a)로 유입되도록 한 후에 트렌치 배출관(245b)을 통하여 배출되도록 한다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 작용에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치에서 하부 대류에 따른 기체의 흐름을 나타내는 수직 단면도이다.
상기 공정 챔버(110)의 내부에 위치하는 기판 지지부(130)에는 복수 개의 기판(10)이 상하 방향으로 이격되어 위치한다. 상기 공정 챔버(110)는 외부 입출구(112)가 셔터(120)에 의하여 밀폐된다. 이때, 상기 공정 챔버(110)는 육면에서 셔터(120)에 의하여 밀폐되는 전면을 제외하고는 전체 면이 단열재(117)에 의하여 단열되므로 전면 영역이 상대적으로 온도가 낮게 된다. 상기 전면 영역의 상부에 위치하는 기체는 도 8에서 화살표로 표시된 바와 같이 온도가 상대적으로 낮아지면서 하부 대류를 형성하면서 전면 영역의 하부로 유입된다. 상기 대류 방지부(140)는 셔터(120)와의 사이에 기체의 체류 공간을 형성한다. 상기 대류 방지부(140)는 체류 공간으로 유입되는 냉각된 기체가 바로 기판 지지부(130)의 하부로 유입되는 것을 방지한다. 상기 대류 방지부(140)는 기체의 흐름을 방향을 바꾸어서 기체가 체류 공간에 머무르는 시간을 증가시키며, 기체가 가열될 수 있는 시간을 증가시킨다. 상기 기체는 체류 공간에 머물면서 가열되고 제 1 방지판(141)과 제 2 방지판(143)을 따라 이동하면서 추가로 가열된다. 상기 기체는 기판 지지부(130)의 하부에 위치하는 기판(10)의 방향으로 유입될 때 상대적으로 높은 온도 상태를 유지한다. 따라서, 상기 기판(10)은 유입되는 기체에 의하여 내측과 같은 다른 위치에 비하여 냉각되는 정도가 감소된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 기판 열처리 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 기판
100: 기판 열처리 장치 110: 공정 챔버
111: 외부 하우징 113: 내부 하우징
115: 입출구 연결관 117: 단열재
130: 기판 지지부 131: 지지 기둥
133: 캔틸레버 135: 지지핀
137: 기움 방지 블록 140: 대류 방지부
141, 241: 제 1 방지판 143: 제 2 방지판
145, 245: 기체 배출관 246: 유입 트렌치
247: 트렌치 배출관

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 기판의 열처리 공간이 구비되는 공정 챔버의 내부에 위치하며, 상하 방향으로 복수의 상기 기판을 이격시켜 지지하는 기판 지지부 및
    상기 공정 챔버의 내부에서 자연 대류에 의하여 상부에서 하부로 흐르는 기체가 상기 기판 지지부의 가장 하측에 위치하는 기판 방향으로 바로 유입되지 않도록 하는 대류 방지부를 포함하며,
    상기 공정 챔버는
    전면에 외부 입출구가 형성되는 외부 하우징과,
    전면에 내부 입출구가 형성되고, 상기 외부 하우징의 내부에 위치하면서 상기 기판 지지부가 내부에 위치하는 내부 하우징 및
    상기 외부 입출구와 내부 입출구에 연결되어 상기 외부 하우징과 내부 하우징 사이를 밀폐하는 입출구 연결관을 포함하며,
    상기 대류 방지부는 상기 입출구 연결관의 내부 하측에서 후측단에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 대류 방지부는 상기 입출구 연결관의 하측 폭과 소정의 차단 높이를 갖는 판상으로 형성되며, 수직 방향 또는 상기 내부 하우징의 외측으로 경사진 방향으로 연장되도록 형성되는 제 1 방지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 차단 높이는 상기 제 1 방지판의 상단 높이가 상기 기판 지지부의 가장 하측에 위치하는 기판보다 높게 위치하도록 하는 높이인 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서
    상기 제 1 방지판은 상하 방향으로 곡면을 이루는 곡면판으로 형성되어 상기 내부 하우징의 내측 방향으로 볼록하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서
    상기 대류 방지부는 상기 제 1 방지판과 동일한 폭과 소정 높이를 갖는 판상으로 형성되며, 고정단이 상기 제 1 방지판의 상단에 결합되고 자유단이 상기 내부 하우징의 외측으로 연장되도록 수평 방향 또는 경사진 방향으로 결합되는 제 2 방지판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서
    상기 제 1 방지판은 상기 기판의 이송을 위한 이송 로봇 팔이 통과하는 경로를 제공하는 제 1 로봇 경로홀을 구비하며,
    상기 제 2 방지판은 제 1 로봇 경로홀에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 로봇 경로홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치
  8. 제 3 항에 있어서
    상기 대류 방지부는 상기 제 1 방지판의 외측에 위치하여 하부 대류되는 기체를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 기체 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서
    상기 기체 배출관은 복수 개가 입출구 연결관의 폭 방향으로 이격되면서 상기 입출구 연결관의 외부로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서
    상기 기체 배출관은
    상기 제 1 방지판의 외측에서 입출구 연결관의 폭 방향으로 연장되는 배출 트렌치 및 상기 배출 트렌치의 하부에 결합되며 상기 입출구 연결관의 외부로 연장되는 적어도 1개의 트렌치 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  11. 제 2 항에 있어서
    상기 공정 챔버는 단일 하우징으로 형성되며,
    상기 대류 방지부는 공정 챔버의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서
    상기 대류 방지부는 공정 챔버의 좌측과 우측과 후측 및 전측의 내부 하측에 결합되는 받침판과 상기 받침판의 상면에 고정되는 제 1 방지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서
    상기 대류 방지부는
    상기 제 1 방지판의 외측에서 상기 받침판을 관통하여 공정 챔버의 외부로 연장되며 하부 대류되는 기체를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 기체 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
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