KR102166491B1 - 배치식 기판처리 장치 - Google Patents

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Abstract

배치식 기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 배치식 기판처리 장치는, 챔버 내에서 복수개의 기판(10)이 처리되는 배치식 기판처리 장치로서, 상기 챔버에는 복수개의 기판(10)이 적층된 보트(100)가 수용되고, 보트(100)에는 복수개의 기판(10)에 대응하는 복수개의 히터(110)가 배치되며, 각각의 히터(110)는 챔버 벽에 설치된 피드스루(140)를 통해 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.

Description

배치식 기판처리 장치 {BATCH TYPE APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 배치식 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 피드스루를 통해 챔버의 외부로부터 전력을 공급받아, 보트에 설치된 복수개의 히터 각각에 전력을 전달할 수 있는 배치식 기판처리 장치에 관한 것이다.
기판처리 장치는, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별된다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 장치로써, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 화학기상 증착 장치와 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 물리기상 증착 장치가 있다.
그리고, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착을 한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
일반적으로, 기판처리 장치는 하나의 기판을 처리하는 매엽식(Single Substrate Type)과 복수의 기판을 처리하는 배치식(Batch Type)이 있다. 매엽식 기판처리 장치는 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어, 대량 생산에는 배치식 기판처리 장치가 많이 사용된다.
종래의 배치식 기판처리 장치에서는 기판처리 과정에서 복수개의 기판이 로딩되어 지지되는 보트에 히터를 설치하기 어려운 점이 있었다. 이는 보트가 상하운동을 하면서 챔버에 로딩 또는 챔버로부터 언로딩될 때, 보트에 설치된 히터에 전력을 공급하는 전력 케이블에 아킹(arcing)이 발생하고, 전력 케이블이 열손상을 입을 수 있기 때문이다. 보트에 히터를 설치하게 되면 기판과 히터와의 거리가 가까워지므로 보다 세밀한 열처리를 할 수 있고, 챔버 내부 전체의 온도 균일도를 조절하기도 용이한 장점이 있다. 하지만, 상기 문제점으로 인하여, 종래의 배치식 기판처리 장치에서는 히터가 보트에 설치될 수 없었고, 히터가 챔버 외벽에 설치될 수 밖에 없었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보트에 배치된 히터에 전력 공급을 용이하게 할 수 있는 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 보트에 히터를 배치하여 세밀한 기판 처리를 할 수 있고, 기판 처리를 위한 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 히터의 전력 케이블이 상호간에 간섭을 일으키는 것을 방지하고, 전력 케이블의 손상을 방지하는 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치는, 챔버 내에서 복수개의 기판이 처리되는 배치식 기판 처리 장치로서, 상기 챔버에는 상기 복수개의 기판이 적층된 보트가 수용되고, 상기 보트에는 상기 복수개의 기판에 대응하는 복수개의 히터가 배치되며, 상기 히터 각각은 상기 챔버 벽에 설치된 피드스루를 통해 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.
상기 히터의 일측에 전력 케이블이 연결되고, 상기 전력 케이블은 케이블 블럭에 고정될 수 있다.
상기 케이블 블럭은 상기 히터를 지지하는 홀더 일측에 설치될 수 있다.
상기 케이블 블럭에는 일정 간격을 가지고 복수의 연통구가 형성되고, 상기 전력 케이블은 상기 연통구를 연통하여 고정될 수 있다.
상기 전력 케이블은 케이블 베어를 통해 상기 피드스루에 연결될 수 있다.
상기 케이블 베어는 상기 챔버의 내벽에 고정될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 보트에 배치된 히터에 전력 공급을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 보트에 히터를 배치하여 세밀한 기판 처리를 할 수 있고, 기판 처리를 위한 온도 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 히터의 전력 케이블이 상호 간섭을 일으키는 것을 방지하고, 전력 케이블의 손상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 1의 부분 확대도이다.
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.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리란 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 다만, 이하에서는 열처리 공정으로 상정하여 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 배치식 기판처리 장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 구성을 나타내는 측단면도, 도 3은 도 1의 부분 확대도이다.
먼저, 배치식 기판처리 장치에 로딩되는 기판(10)의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼 등 다양한 재질의 기판(10)이 로딩될 수 있다. 이하에서는 평판 표시장치에 가장 일반적으로 사용되는 직사각형 형상의 글래스 기판을 상정하여 설명한다. 배치식 기판처리 장치에서 처리되는 기판(10)의 개수는 본체(미도시)의 크기, 기판(10)의 크기, 보트(100)의 크기 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
배치식 기판처리 장치는 복수개의 기판(10)이 처리되는 공간을 제공하는 챔버(미도시)를 포함한다. 챔버에는 복수개의 기판(10)이 적층된 보트(100)가 수용될 수 있다.
보트(100)는 공지의 엘리베이터 시스템(200)에 의하여 승강가능하게 설치될 수 있다. 보트(100)가 하강한 상태에서 외부의 기판 이송 로봇(미도시)에 의해 기판(10)이 보트(100) 상에 적재될 수 있으며, 보트(100)가 상승하면 적재된 복수개의 기판(10)이 챔버 내부 공간에 로딩되고, 챔버는 밀폐될 수 있다. 안정된 실링을 위하여 챔버 하부측과 보트(100)가 접하는 부분에는 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다.
보트(100)에는 각각의 기판(10)에 대응하는 복수개의 히터(110)가 배치될 수 있다. 히터(110)는 대략 기판(10)과 동일한 크기를 가질 수 있으며, 기판(10)에 열을 전달할 수 있다. 히터(110)의 내부에는 판 또는 봉 형태의 발열체(111)가 삽입될 수 있고, 히터(110)의 상부에는 기판(10)의 하부를 지지하며 히터(110)와 기판(10)을 이격시키는 지지핀(111)이 형성될 수 있다.
본 발명은 각각의 히터(110)가 챔버 벽에 설치된 피드스루(140)를 통해 챔버의 외부로부터 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다. 여기에서 챔버 벽이라 함은 챔버와 외부 사이를 구획하는 벽, 플랜지, 매니폴드 등을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
각각의 히터(110)의 일측에는 히터(110)에 전력을 공급하기 위한 전력 케이블(113)이 연결될 수 있다. 전력 케이블(113)은 고온에 내열성이 있는 피막으로 감싸질 수 있다. 각각의 히터(110)에 일단이 연결된 전력 케이블(113)은 챔버 벽[예를 들어, 챔버 하부 벽]에 설치된 피드스루(feed through; 140)에 타단이 연결될 수 있다.
각각의 히터(110)에 연결된 전력 케이블(113)은 케이블 블럭(115)에 고정될 수 있다. 케이블 블럭(115)은 히터(110)와 기판(10)을 지지하는 홀더(120)의 일측에 설치될 수 있다. 전력 케이블(113)은 케이블 블럭(115)에 끼워져 고정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 케이블 블럭(115)은 일정 간격을 가지는 복수의 연통구(116)가 형성될 수 있고, 전력 케이블(113)은 연통구(116)에 삽입되어 고정될 수 있다. 일정 간격을 가지는 연통구(116)에 전력 케이블(113)이 삽입되므로, 각각의 전력 케이블(113) 역시 일정 간격을 가질 수 있으며, 이에 따라 전력 케이블(113) 간의 꼬임이 생기지 않고, 아킹(arcing) 등의 간섭이 생기는 것도 방지할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 케이블 블럭(115)은 부도체로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 세라믹으로 형성될 수 있으므로, 고온으로 유지되는 챔버 내에서 전력 케이블(113)의 송상을 방지하는 이점이 있다.
복수개의 기판(10) 및 히터(110)를 지지하는 복수개의 홀더(120)가 보트(100)에 배치될 수 있고, 각각의 홀더(120)의 일측에 케이블 블럭(115)이 설치될 수 있다. 케이블 블럭(115)에 형성되는 연통구(116)의 개수는 히터(110)의 개수에 비례할 수 있다. 도 1 내지 도 3에는 5개의 히터(110)에 연결된 10개의 전력 케이블(113)을 고정하기 위해, 10개의 연통구(116)가 형성된 5 개의 케이블 블럭(115)이 보트(100)에 설치된 것을 도시하고 있으나, 연통구(116)의 개수, 케이블 블럭(115)의 개수는 필요에 따라 적절하게 변경이 가능하다.
전력 케이블(113)이 케이블 블럭(115)에 고정된 상태에서 피드스루(140)에 연결되나, 케이블 블럭(115)에 고정되지 않은 나머지 전력 케이블(113)의 부분은 보트(100)가 승강하는 과정에서 여전히 꼬임이 생기거나, 간섭이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 배치식 기판처리 장치는 챔버 내벽(미도시)에 케이블 베어(cable vayor; 130)를 설치하여 전력 케이블(113)을 더 고정할 수 있다. 히터(110)로부터 연장되는 전력 케이블(113)은 복수의 케이블 블럭(115)에 삽입되어 고정되고, 나머지 부분은 케이블 베어(130) 내에 삽입되어 고정될 수 있다. 케이블 베어(130)의 단부는 챔버 벽[예를 들어, 챔버 하부 벽]에 설치된 피드스루(140)까지 형성되어 전력 케이블(113)을 안내할 수 있다. 케이블 베어(130)는 공지의 구성을 제한없이 채용할 수 있다.
케이블 베어(130)는 보트(100)가 하강할 때 아래 방향으로 휘어져 치우치게 됨에 따라, 보트(100)가 승강하더라도 전력 케이블(113)과 피드스루(140)간의 연결을 유지할 수 있다. 따라서, 보트(100)가 상승하여 챔버 내에 있는 경우 뿐만 아니라, 보트(100)가 하강하여 챔버 외부에 있는 경우라 해도 히터(110)에 전력을 공급할 수 있다. 그리하여, 보트(100)에 로딩된 기판(10)의 기판처리 공정을 신속하게 수행할 수 있는 이점이 있다. 한편, 전력 케이블(113)을 피드스루(140)까지 안내하면서 고정함과 동시에, 보트(100)가 승강할 때 신축하면서 전력 케이블(113)과 피드스루(140)간의 연결을 유지할 수 있는 구성이라면, 케이블 베어(130) 대신 벨로우즈(bellows) 등을 채용할 수도 있을 것이다.
피드스루(140)는 챔버 벽에 설치되고, 챔버 내측으로는 전력 케이블(113)과 연결되는 단자(141)가 형성되고, 챔버 외측으로는 전력 공급장치(미도시)와 연결되는 단자(145)가 형성될 수 있다. 안정된 실링을 위하여 챔버 벽과 피드스루(140)가 접하는 부분에는 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다. 한편, 케이블 베어(130)와 피드스루(140)가 접하는 부분에는 부도체 재질의 케이스로 마감을 하여 단자(141) 부분을 보호할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 보트(100)에 배치된 복수개의 히터(110)의 전력 케이블(113)이 상호 간섭을 일으키는 것을 방지하고, 전력 케이블(113)의 손상을 방지하는 효과가 있다. 그리고, 보트(100)가 승강운동하여도 전력 케이블(113)과 피드스루(140)와의 연결을 안정적으로 유지하여 전력 공급을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 보트(100)에 히터(110)를 배치하여 기판(10)과 가까운 거리에 배치된 히터(110)로 세밀한 기판 처리를 할 수 있고, 기판 처리를 위한 챔버 내부의 온도 균일도를 향상시킬 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.
10: 기판
100: 보트
110: 히터
111: 발열체
112: 지지핀
113: 전력 케이블
115: 케이블 블럭
116: 연통구
120: 홀더
130: 케이블 베어
140: 피드스루
141, 145: 단자
200: 엘리베이터 시스템

Claims (6)

  1. 챔버 내에서 복수개의 기판이 처리되는 배치식 기판처리 장치로서,
    상기 챔버에는 상기 복수개의 기판이 적층된 보트가 수용되고,
    상기 보트에는 상기 복수개의 기판에 대응하는 복수개의 히터가 배치되며,
    상기 히터의 일측에 전력 케이블이 연결되고, 상기 전력 케이블은 케이블 블럭에 고정되며,
    각각의 상기 히터는 상기 챔버 벽에 설치된 피드스루를 통해 전력을 공급받고,
    상기 케이블 블럭에 고정된 부분으로부터 상기 피드스루에 연결되는 상기 전력 케이블의 부분 중 일부가 상기 챔버의 내벽에 설치된 케이블 베어에 지지되며,
    상기 보트가 하강하여 상기 챔버 외부로 이동할 때, 상기 케이블 베어의 일단은 상기 챔버의 내벽에 고정되고, 상기 케이블 베어의 타단은 아래 방향으로 휘어져 치우치면서 상기 전력 케이블과 상기 피드스루 간의 연결을 유지하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 블럭은 상기 히터를 지지하는 홀더 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 블럭에는 일정 간격을 가지는 복수의 연통구가 형성되고, 상기 전력 케이블은 상기 연통구에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 배치식 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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