KR102328643B1 - 기판히팅시스템 - Google Patents

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KR102328643B1
KR102328643B1 KR1020140193664A KR20140193664A KR102328643B1 KR 102328643 B1 KR102328643 B1 KR 102328643B1 KR 1020140193664 A KR1020140193664 A KR 1020140193664A KR 20140193664 A KR20140193664 A KR 20140193664A KR 102328643 B1 KR102328643 B1 KR 102328643B1
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Abstract

본 발명은 다수개의 기판을 히팅시킬 수 있는 기판히팅시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 챔버부; 상기 챔버부의 내측에 위치하며, 다수개의 기판을 히팅(heating)시킬 수 있는 히팅카세트부; 상기 히팅카세트부의 외측에 위치하며, 상기 기판을 상기 챔버부의 외부로부터 인입받아서 상기 히팅카세트부에 로딩시키는 보조카세트부; 상기 챔버부의 하측에 위치하며, 상기 기판이 상기 히팅카세트부로 로딩(loading)될 수 있도록 상기 히팅카세트부 또는 상기 보조카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시켜주는 카세트이동부; 및 상기 히팅카세트부와 전력공급선을 통해 연결되며, 상기 히팅카세트부에서 상기 기판에 대한 히팅이 이루어질 수 있도록 상기 전력공급선을 통해 상기 히팅카세트부로 전력을 공급하는 전력공급부; 를 포함하기 때문에 하나 이상의 기판에 대하여 고르게 히팅시킬 수 있으며, 아울러 다수개의 기판에 대하여 동시에 히팅시킬 수 있으므로 기판에 대하여 히팅시키는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

기판히팅시스템{Substrate Heating System}
본 발명은 기판히팅시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 기판들을 균등하게 히팅시킬 수 있는 기판히팅시스템에 관한 것이다.
반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 제조에 사용되는 어닐링장치는 실리콘웨이퍼나 글래스와 같은 기판 상에 증착되어 있는 소정의 박막에 대하여 결정화, 상 변화 등의 공정을 위하여 필수적인 열처리 단계를 담당하는 열처리 장치이다.
이러한 열처리 장치는 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes), LTPS LCD, Oxide TFT, Flexible 디스플레이와 같은 평판 디스플레이 제조 공정 중 열처리 공정에 있어서 필수적으로 사용된다.
열처리 공정을 수행하기 위해서는 소정의 박막이 형성되어 있는 기판의 히팅이 가능한 열처리 장치가 있어야 한다.
통상적으로 열처리 장치에는 하나의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 매엽식과 복수개의 기판에 대하여 열처리를 수행할 수 있는 배치식이 있다. 매엽식의 경우에는 장치의 구성이 간단하다는 이점이 있으나 하나의 기판에 대해서만 순차적으로 열처리 할 수 있다는 단점이 있기 때문에 생산성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
이에 관련하여, 대한민국 특허등록공보 제 10-10161048호 (발명의 명칭 : 배치식 열처리 장치. 이하 선행기술 1 이라 함.)와 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0124236호(발명의 명칭 : 기판 열처리 장치. 이하 선행기술 2 이라 함.) 등이 있다. 이러한 선행기술 1에 따르면 매엽식의 경우와 달리 다수의 기판에 대하여 열처리 공정을 실시할 수 있는 기술인 배치식에 관한 것으로 선행기술 1에서는 관 형태로 된 히터를 구비하고 기판 주변에 가스를 공급하고 배기하여 고르게 히팅시키기 위한 기술이 개시되어 있으며, 선행기술 2에는 기판을 챔버 내로 인입할 때 기판의 출입구를 통해 열손실이 일어난 것을 방지하기 위하여 슬롯홀을 구비하는 도어부를 갖춘 기판 열처리 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 선행기술에 따르더라도 히터가 관 형태로 되어 있어서 직접 접촉된 부위와 접촉되지 않은 부위 간의 온도차가 있으므로 기판을 고르게 히팅시켜주는 데 한계가 있다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나 이상의 기판을 고르게 히팅시킬 수 있는 기판히팅시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판히팅시스템은 챔버부; 상기 챔버부의 내측에 위치하며, 다수개의 기판을 히팅(heating)시킬 수 있는 히팅카세트부; 상기 히팅카세트부의 외측에 위치하며, 상기 기판을 상기 챔버부의 외부로부터 인입받아서 상기 히팅카세트부에 로딩시키는 보조카세트부; 상기 챔버부의 하측에 위치하며, 상기 기판이 상기 히팅카세트부로 로딩(loading)될 수 있도록 상기 히팅카세트부 또는 상기 보조카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시켜주는 카세트이동부; 및 상기 히팅카세트부와 전력공급선을 통해 연결되며, 상기 히팅카세트부에서 상기 기판에 대한 히팅이 이루어질 수 있도록 상기 전력공급선을 통해 상기 히팅카세트부로 전력을 공급하는 전력공급부; 를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 히팅카세트부는, 상기 기판에 대한 히팅이 이루어지는 공간을 마련하는 히팅카세트프레임; 및 상기 히팅카세트프레임 내측에 위치하며, 상기 기판의 일 면에 접하여 상기 기판을 히팅시키는 히팅플레이트; 를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 히팅카세트프레임에는 상기 히팅플레이트가 다수개 장착되되, 다수개의 히팅플레이트 각각이 서로에 대하여 일정간격 이격되어 상기 히팅카세트프레임에 장착된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 기판을 히팅시키기 위하여 상기 전력공급부측으로부터 상기 전력공급선을 통해 전달받은 전력으로 열을 발산하는 히팅선이 상기 히팅플레이트에 내재된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 히팅카세트부로의 상기 로딩은, 상기 챔버부의 내측으로 인입되어 상기 기판홀더 위에 놓인 기판이 상기 히팅플레이트의 상측 면에 놓이면서 상기 기판홀더와 상기 기판의 하측면이 이격되어 이루어지는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 히팅카세트부에 대한 상기 보조카세트부의 위치이동을 보조하기 위하여 상기 히팅카세트부와 상기 보조카세트부 사이에 LM가이드(Linear Motion Guide)가 구비된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 챔버부의 후면에 상기 기판이 인입 또는 인출되는 출입구가 구비되고, 한 장의 상기 기판이 상기 출입구를 통해 상기 챔버부의 내측으로 인입되거나 상기 챔버부의 외측으로 인출되는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 챔버부의 후측이 개방될 수 있으며, 다수개의 상기 기판이 함께 상기 챔버부의 내측에 위치한 상기 보조카세트부로 인입되거나 상기 보조카세트부로부터 인출되는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 카세트이동부(400)는, 상기 히팅카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시키는 메인이동장치; 및 상기 보조카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시키는 보조이동장치;를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 보조카세트부는, 상기 챔버부의 내측으로 인입되는 상기 기판의 일부분에 접하면서 상기 기판을 홀딩하는 기판홀더; 및 상기 기판홀더의 일부분과 체결되어 상기 기판홀더를 지지하는 보조카세트프레임;을 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 기판히팅시스템은 하나 또는 다수개의 기판이 히팅플레이트로부터 고르게 열을 공급받아서 히팅된다. 따라서 기판의 전체에 걸쳐 고르게 히팅이 이루어지게 된다.
또한 이러한 히팅플레이트가 다수 마련되어 있기 때문에 다수개의 기판에 대하여 동시에 히팅시켜줄 수 있으므로 기판에 대하여 히팅하는데 걸리는 시간이 대폭 단축시킬 수 있으므로 전체적인 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 내부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 보조카세트부를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부 및 보조카세트부에 기판이 놓인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부에 보조카세트부가 기판을 로딩시킨 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 내부를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 보조카세트부를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부 및 보조카세트부에 기판이 놓인 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템의 히팅카세트부에 보조카세트부가 기판을 로딩시킨 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. .
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판히팅시스템은 챔버부, 히팅카세트부, 보조카세트부, 카세트이동부 및 전력공급부를 포함하여 이루어진다.
챔버부(100)는 히팅카세트부(200) 및 보조카세트부(300)가 기판(10)에 대한 히팅(heating)을 실시할 수 있도록 외부로부터 격리된 공간을 제공한다. 이러한 챔버부(100)는 후측면에 외부로부터 히팅되기 위한 한 장의 기판(10)이 인입되거나 반대로 히팅이 완료된 한 장의 기판(10)이 인출되어나갈 수 있도록 출입구(120)가 마련되어 있을 수 있다.
또는 챔버부(100)의 후측이 개방될 수 있고, 히팅되기 위한 다수개의 기판(10)이 함께 챔버부(100)의 내측에 위치한 보조카세트부(300)로 인입되거나 히팅이 완료된 다수개의 기판(10)이 보조카세트부(300)로부터 인출되는 실시 형태 또한 있을 수 있다.
다수개의 기판(10)이 보조카세트부(300)를 통해 히팅카세트부(200) 측으로 인입되거나 반대로 인출될 수 있으면 다수개의 기판(10)을 동시에 히팅처리할 수 있으므로 다수개의 기판(10)에 대한 히팅작업시간이 상당히 단축될 수 있으므로 바람직하다.
히팅카세트부(200)는 챔버부(100)의 내측에 위치하며, 다수개의 기판(10)을 히팅시킨다.
이러한 히팅카세트부(200)는 히팅카세트프레임(220) 및 히팅플레이트(240)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 히팅카세트프레임(220)은 기판(10)에 대한 히팅이 이루어지는 공간을 마련한다. 그리고, 히팅플레이트(240)는 히팅카세트프레임의 내측에 위치하며, 기판(10)의 일 면에 접하여 기판(10)을 히팅시킨다.
히팅카세트프레임(220)에는 히팅플레이트(240)가 다수개 장착된다. 그리고 다수개의 히팅플레이트(240) 각각이 서로에 대하여 일정 간격 이격되어 히팅카세트 프레임에 장착된다. 다수개의 히팅플레이트(240) 각각이 서로에 대하여 일정 간격 이격되면 기판(10)이 각각의 히팅플레이트(240)에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading) 될 수 있는 기본적인 공간이 확보되게 되므로 바람직하다.
챔버부(100)의 외부로부터 인입되어 오는 기판(10)이 보조플레이트를 거쳐 히팅카세트부(200)의 히팅플레이트(240)로 로딩 또는 언로딩 되는 것에 대해서는 보조카세트부(300)와 카세트이동부(400)에 대한 설명을 하고 이어서 하기로 한다.
그리고, 기판(10)을 히팅시키기 위하여 전력공급부 측으로부터 전력공급선을 통해 전달받은 전력으로 열을 발산하는 히팅선(미도시)이 히팅플레이트(240)에 내재되어 있다.
보조카세트부(300)는 히팅카세트부(200)의 외측에 위치하며, 챔버부(100)의 외부로부터 인입되어오는 기판(10)을 받아서 히팅카세트부(200)에 로딩(loading)시킨다.
이러한 보조카세트부(300)는 기판홀더(340) 및 보조카세트프레임(320)을 포함하여 이루어진다. 기판홀더(340)는 챔버부(100)의 내측으로 인입되는 기판(10)의 일부분에 접하면서 기판(10)을 홀딩한다. 그리고, 보조카세트프레임(320)은 기판홀더(340)의 일부분과 체결되어 기판홀더(340)를 지지한다. 도3에 도시된 바와 같이 하나의 보조카세트프레임(320)에는 다수개의 기판홀더(340)가 체결될 수 있다.
그리고 히팅카세트부(200)에 대한 보조카세트부(300)의 위치이동을 보조하기 위하여, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 히팅카세트부(200)와 보조카세트부(300) 사이에는 LM가이드(Libnear Motion Guide)(260)가 구비되는 것이 바람직하다.
LM가이드(260)에 의해 히팅카세트부(200)에 대하여 보조카세트부(300)가 상측 또는 하측으로 안정적으로 위치이동될 수 있게 된다.
카세트이동부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버부(100)의 하측에 위치한다. 그리고 기판(10)이 히팅카세트부(200)로 로딩될 수 있도록 히팅카세트부(200) 또는 보조카세트부(300)를 상측 또는 하측으로 위치이동 시켜준다.
이러한 카세트이동부(400)는 메인이동장치(420) 및 보조이동장치(440)를 포함하여 이루어진다. 메인이동장치(420)는 히팅카세트부(200)를 상측 또는 하측으로 위치이동 시킨다. 그리고 보조이동장치(440)는 보조카세트부(300)를 상측 또는 하측으로 위치이동 시킨다.
이와 같이 메인이동장치(420) 및 보조이동장치(440)를 통하여 히팅카세트부(200)와 보조카세트부(300)가 상측 또는 하측으로 위치이동 되며, 보조카세트부(300)로 인입된 기판(10)이 히팅카세트부(200)로 로딩되고, 히팅카세트부(200)로부터 기판(10)이 보조카세트부(300)로 언로딩되어 인출되어 챔버부(100)의 외부로 반출될 수 있게 된다.
좀 더 자세히 설명하면, 먼저 챔버부(100)의 내측으로 기판(10)을 인입받기 위하여 카세트이동부(400)의 메인이동장치(420)에 의해 히팅카세트부(200)가 소정의 위치에 위치하도록 상측 또는 하측으로 이동된다.
그리고 보조카세트부(300)의 기판홀더(340)가 카세트이동부(400)의 보조이동장치(440)에 의해 히팅카세트부(200)의 히팅플레이트(240)로부터 소정의 간격만큼 이격되도록 보조이동장치(440)에 의해 상측 또는 하측으로 위치이동 된다. 이로써 기판(10)이 기판홀더(340)로 인입될 수 있는 공간이 확보되게 된다.
다음으로 기판(10)이 기판홀더(340)의 상측으로 인입되어 들어온다.기판홀더(340)의 상측으로 인입되어 들어온 기판(10)은 일부분이 기판홀더(340)에 접하도록 기판홀더(340)에 안착된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 기판홀더(340)에 기판(10)이 인입되어 안착된다.
다음으로 보조이동장치(440)에 의해 기판(10)이 기판홀더(340)와 함께 하측으로 위치이동하게 된다. 하측으로 위치이동이 되는 중간에 보조카세트부(300)의 기판홀더(340) 위에 놓인 하나 또는 다수개의 기판(10)이 히팅카세트부(200)의 히팅플레이트(240)의 상측 면에 접하면서 놓이게 된다. 이와 동시에 기판홀더(340)와 기판(10)이 이격된다.
도 5에는 히팅플레이트(240)에 기판(10)이 로딩된 모습을 개략적으로 나타내었다. 이와 같이 히팅플레이트(240)에 기판(10)이 로딩되게 된다. 그리고 히팅플레이트(240)가 기판(10)을 히팅 시키게 된다.
그리고, 히팅작업이 끝난 기판(10)은 히팅플레이트(240)로부터 언로딩 된다. 히팅플레이트(240)로부터의 언로딩은 앞서 설명한 로딩의 순서에 대하여 정반대인 역순으로 이루어질 수 있다.
전력공급부(미도시)는 히팅카세트부(200)로 기판(10)을 히팅하기 위한 전력을 공급한다. 따라서 히팅카세트부(200)와 전력공급부는 전력공급선을 통해 연결된다. 그리고 히팅카세트부(200)에서 기판(10)에 대한 히팅이 이루어질 수 있도록 전력공급선을 통해 히팅카세트부(200)로 전력을 공급한다.
전력공급부 측으로부터 전력공급선을 통해 공급받은 전력으로 히팅선이 발열을 하게 된다. 히팅선으로부터 생성된 열은 히팅플레이트(240)의 온도를 상승시키게된다. 그리고 가열된 히팅플레이트(240)에 접한 기판(10)은 열전도현상에 따라 고르게 열을 공급받게 되어 히팅되게 된다. 따라서 기판(10)의 전체에 걸쳐 고르게 히팅이 이루어지게 되므로 기판(10)이 불균일하게 히팅되는 문제점은 발생하지 않게 된다.
또한 이러한 히팅플레이트(240)가 다수 마련되어 있기 때문에 다수개의 기판(10)에 대하여 동시에 히팅시켜줄 수 있으므로 기판(10)에 대하여 히팅하는데 걸리는 시간이 대폭 단축 될 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기판히팅시스템은 하나 또는 다수개의 기판이 히팅플레이트로부터 고르게 열을 공급받아서 히팅된다. 따라서 기판의 전체에 걸쳐 고르게 히팅이 이루어지게 되는 장점이 있다.
또한 이러한 히팅플레이트가 다수 마련되어 있기 때문에 다수개의 기판에 대하여 동시에 히팅시켜줄 수 있으므로 기판에 대하여 히팅하는데 걸리는 시간이 대폭 단축시킬 수 있으므로 전체적인 공정시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
10 : 기판 20 :
30 : 100 :
210 : 220 :

Claims (10)

  1. 챔버부;
    상기 챔버부의 내측에 위치하며, 다수개의 기판을 히팅(heating)시킬 수 있는 히팅카세트부;
    상기 히팅카세트부의 외측에 위치하며, 상기 히팅카세트부에 대해 상대적으로 움직이고, 상기 기판을 상기 챔버부의 외부로부터 인입받아서 상기 히팅카세트부에 로딩시키는 보조카세트부;
    상기 챔버부의 하측에 위치하며, 상기 기판이 상기 히팅카세트부로 로딩(loading)될 수 있도록 상기 히팅카세트부 또는 상기 보조카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시켜주는 카세트이동부;
    상기 히팅카세트부와 전력공급선을 통해 연결되며, 상기 히팅카세트부에서 상기 기판에 대한 히팅이 이루어질 수 있도록 상기 전력공급선을 통해 상기 히팅카세트부로 전력을 공급하는 전력공급부; 및
    상기 히팅카세트부에 대한 상기 보조카세트부의 위치이동을 보조하기 위하여 상기 히팅카세트부와 상기 보조카세트부 사이에 구비되는 LM가이드(Linear Motion Guide)를 포함하고,
    상기 히팅카세트부는,
    상기 기판에 대한 히팅이 이루어지는 공간을 마련하는 히팅카세트프레임; 및
    상기 히팅카세트프레임 내측에 위치하면서, 상기 기판의 로딩 작업시 상기 기판 바로 아래에서 상기 기판과 면대면으로 마주하고, 상기 기판의 히팅 작업시 상기 기판의 일 면에 면대면으로 접하여 상기 기판을 히팅시키는 히팅플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅카세트프레임에는 상기 히팅플레이트가 다수개 장착되되, 다수개의 히팅플레이트 각각이 서로에 대하여 일정간격 이격되어 상기 히팅카세트프레임에 장착된 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판을 히팅시키기 위하여 상기 전력공급부측으로부터 상기 전력공급선을 통해 전달받은 전력으로 열을 발산하는 히팅선이 상기 히팅플레이트에 내재된 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅카세트부로의 상기 로딩은,
    상기 챔버부의 내측으로 인입되어 상기 기판홀더 위에 놓인 기판이 상기 히팅플레이트의 상측 면에 놓이면서 상기 기판홀더와 상기 기판의 하측면이 이격되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버부의 후면에 상기 기판이 인입 또는 인출되는 출입구가 구비되고, 한 장의 상기 기판이 상기 출입구를 통해 상기 챔버부의 내측으로 인입되거나 상기 챔버부의 외측으로 인출되는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버부의 후측이 개방될 수 있으며, 다수개의 상기 기판이 함께 상기 챔버부의 내측에 위치한 상기 보조카세트부로 인입되거나 상기 보조카세트부로부터 인출되는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 카세트이동부는,
    상기 히팅카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시키는 메인이동장치; 및
    상기 보조카세트부를 상측 또는 하측으로 위치이동 시키는 보조이동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 보조카세트부는,
    상기 챔버부의 내측으로 인입되는 상기 기판의 일부분에 접하면서 상기 기판을 홀딩하는 기판홀더; 및
    상기 기판홀더의 일부분과 체결되어 상기 기판홀더를 지지하는 보조카세트프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판히팅시스템.
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