KR102423267B1

KR102423267B1 - Heater and apparatus for processing substrate

Info

Publication number: KR102423267B1
Application number: KR1020180008225A
Authority: KR
Inventors: 설준호
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2022-07-21
Also published as: KR20190089553A; CN208173554U

Abstract

히터 및 기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 히터는, 기판을 열처리할 수 있는 열처리 장치(10)에 적용 가능한 히터(200)로서, 히터(200)는, 히터(200)의 내부로 열전대(TC)가 진입할 수 있도록 히터(200)의 길이 방향에 평행한 열전대 진입 공간(225)을 포함하는 것을 특징으로 한다.A heater and a substrate processing apparatus are disclosed. The heater according to the present invention is a heater 200 applicable to a heat treatment apparatus 10 capable of heat-treating a substrate, and the heater 200 is a heater so that the thermocouple TC can enter into the heater 200 . It is characterized in that it includes a thermocouple entry space 225 parallel to the longitudinal direction of 200 .

Description

Heater and substrate processing equipment

본 발명은 히터 및 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판을 열처리할 수 있는 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서 열전대가 진입할 수 있는 히터 및 기판처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater and a substrate processing apparatus. More particularly, as a heater applicable to a heat treatment apparatus capable of heat-treating a substrate, it relates to a heater and a substrate processing apparatus into which a thermocouple can enter.

기판처리 장치는, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별되며, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착을 한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.A substrate processing apparatus is used in the manufacture of flat panel displays, semiconductors, solar cells, etc., and is roughly divided into a vapor deposition apparatus and an annealing apparatus, and the annealing apparatus deposits a film on a substrate, As a device for improving the temperature, it is a heat treatment device that crystallizes or phase-changes the deposited film.

복수의 기판을 처리하기 위한 배치식 기판처리 장치에는 기판처리 공간을 제공하는 챔버가 형성되고, 챔버에는 챔버로 로딩된 복수개의 기판을 각각 지지하는 지지부재인 기판 홀더가 설치될 수 있으며, 복수개의 기판을 기판처리하기 위해 각각의 기판 사이마다 히터가 설치될 수 있다.In a batch type substrate processing apparatus for processing a plurality of substrates, a chamber providing a substrate processing space is formed, and a substrate holder which is a support member for supporting a plurality of substrates loaded into the chamber, respectively, may be installed in the chamber, A heater may be installed between each substrate to process the substrate.

기판처리 장치는 내부에서 균일한 온도 제어가 필수적이다. 특히, 기판이 대면적화 됨에 따라 챔버 내부에 배치된 기판들 사이에 온도 편차는 공정의 안정성 및 신뢰성에 직결된다. 게다가, 히터부를 구성하는 히터의 개수가 매우 많으므로, 각각의 히터마다 온도를 정밀하게 측정하고, 제어할 수 있는 수단이 필요한 실정이다.A uniform temperature control is essential inside the substrate processing apparatus. In particular, as the size of the substrate increases, the temperature deviation between the substrates disposed inside the chamber is directly related to the stability and reliability of the process. In addition, since the number of heaters constituting the heater unit is very large, a means for accurately measuring and controlling the temperature of each heater is required.

한편, 종래의 기판처리 장치는 챔버 내의 특정한 공간에 열전대(thermocouple)를 배치하여 챔버 내부의 온도를 측정하기 마련인데, 챔버의 온도는 복수개의 히터들에서 발생된 열, 외부와의 온도 균형 등의 조합으로 이루어지므로, 온도에 관여하는 부분이 구체적으로 어떤 것인지 확인하기 쉽지 않은 문제가 있다. 따라서, 각각의 히터의 온도를 측정하여 보다 정밀하게 챔버 내부의 온도를 제어할 필요가 있는 실정이다.On the other hand, in the conventional substrate processing apparatus, a thermocouple is arranged in a specific space in the chamber to measure the temperature inside the chamber. Since it is composed of a combination, there is a problem in that it is not easy to confirm which part is specifically related to the temperature. Accordingly, there is a need to more precisely control the temperature inside the chamber by measuring the temperature of each heater.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판처리 장치에서 각각의 히터의 온도를 측정할 수 있는 히터 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a heater and a substrate processing apparatus capable of measuring the temperature of each heater in a substrate processing apparatus.

또한, 본 발명의 각각의 히터의 온도를 측정하고 제어함에 따라, 챔버 내부의 정밀한 온도 제어를 할 수 있는 히터 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a heater and a substrate processing apparatus capable of precise temperature control inside a chamber by measuring and controlling the temperature of each heater.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터는, 기판을 열처리할 수 있는 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서, 히터는, 히터의 내부로 열전대가 진입할 수 있도록 히터의 길이 방향에 평행한 열전대 진입 공간을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a heater according to an embodiment of the present invention is a heater applicable to a heat treatment apparatus capable of heat treating a substrate, and the heater is in the longitudinal direction of the heater so that the thermocouple can enter the inside of the heater. It is characterized in that it includes a thermocouple entry space parallel to .

그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터는, 복수개의 기판을 동시에 열처리할 수 있는 배치형 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서, 히터는, 제1 관; 제1 관과 일정한 간격을 가지면서 제1 관을 둘러싸는 제2 관; 및 제1 관의 외주 상에 배치되는 발열체를 포함하며, 제1 관은, 내부로 열전대가 진입할 수 있도록 제1 관의 길이 방향에 평행한 열전대 진입 공간이 형성된 것을 특징으로 한다.And, in order to achieve the above object, a heater according to an embodiment of the present invention is a heater applicable to a batch-type heat treatment apparatus capable of simultaneously heat-treating a plurality of substrates, the heater comprising: a first tube; A second tube surrounding the first tube while having a predetermined interval with the first tube; and a heating element disposed on the outer periphery of the first tube, wherein the first tube is characterized in that a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the first tube is formed so that the thermocouple can enter the interior.

제2 관과 일정한 간격을 가지면서 제2 관을 둘러싸는 제3 관을 더 포함할 수 있다.It may further include a third tube surrounding the second tube while having a predetermined interval with the second tube.

일단은 제2 관의 단부에서 제2 관을 둘러싸고, 타단은 제1 관의 단부에서 제1 관을 둘러싸는 절연부를 더 포함할 수 있다.One end surrounds the second tube at the end of the second tube, the other end may further include an insulating portion surrounding the first tube at the end of the first tube.

절연부는 제2 관의 단부에서 길이 방향 연통된 발열체 관통공이 형성될 수 있다.The insulating portion may be formed with a heating element through-hole communicating in the longitudinal direction at the end of the second tube.

절연부의 단부에 단자부가 삽입될 수 있다.A terminal part may be inserted into an end of the insulating part.

단자부는, 접속부 및 커버부를 포함하고, 접속부는 절연부의 관통공에 연결될 수 있다.The terminal part may include a connection part and a cover part, and the connection part may be connected to the through hole of the insulating part.

단자부에는, 제1 관의 열전대 진입 공간에 연통되는 열전대 삽입 공간이 형성될 수 있다.In the terminal part, a thermocouple insertion space communicating with the thermocouple entry space of the first tube may be formed.

적어도 절연부 및 제3 관의 일부를 둘러싸며, 일측면은 열처리 장치의 챔버에 부착되는 고정부를 더 포함할 수 있다.Surrounding at least a portion of the insulating portion and the third tube, one side may further include a fixing portion attached to the chamber of the heat treatment apparatus.

제2 관은 불투명 재질을 포함할 수 있다.The second tube may include an opaque material.

제2 관의 표면 상에는 미세한 요철이 형성될 수 있다.Fine irregularities may be formed on the surface of the second tube.

그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치는, 적어도 하나의 기판이 처리되는 기판처리 공간인 챔버를 제공하는 본체; 챔버 내에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부; 챔버 내의 기판처리 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부; 및 챔버 내에 배치되며 챔버 내부를 가열하는 적어도 하나의 히터를 포함하고, 히터는, 히터의 내부로 열전대가 진입할 수 있도록 히터의 길이 방향에 평행한 열전대 진입 공간을 포함하는 것을 특징으로 한다.And, in order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a main body providing a chamber that is a substrate processing space in which at least one substrate is processed; a gas supply unit supplying a substrate processing gas into the chamber; a gas discharge unit discharging the substrate processing gas in the chamber to the outside; and at least one heater disposed in the chamber and heating the inside of the chamber, wherein the heater includes a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the heater so that the thermocouple can enter the inside of the heater.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 프레임에서 가스 공급/배출을 수행할 수 있도록 하여, 기판처리 장치에서 각각의 히터의 온도를 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, it is possible to perform gas supply/discharge in the frame, so that the temperature of each heater can be measured in the substrate processing apparatus.

또한, 본 발명은 각각의 히터의 온도를 측정하고 제어함에 따라, 챔버 내부의 정밀한 온도 제어를 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of enabling precise temperature control inside the chamber by measuring and controlling the temperature of each heater.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 부분 확대 사시단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 부분 확대 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터에 열전대가 삽입되어 온도를 측정하는 상태를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a heater according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially enlarged perspective cross-sectional view illustrating a heater according to an embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged side cross-sectional view illustrating a heater according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram illustrating a state in which a thermocouple is inserted into a heater according to an embodiment of the present invention to measure a temperature.

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 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0014] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0016] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents to those claimed. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions in various aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.

본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.In this specification, the substrate may be understood to include a substrate, a semiconductor substrate, a solar cell substrate, etc. used in display devices such as LED and LCD.

또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리 공정이란 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 다만, 이하에서는 열처리 공정으로 상정하여 설명한다.In addition, in this specification, the substrate treatment process may be understood to include a deposition process, a heat treatment process, and the like. However, hereinafter, it is assumed that the heat treatment process will be described.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히터를 상세히 설명한다.Hereinafter, a heater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치(10)를 나타내는 개략도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(200)를 나타내는 개략도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(200)를 나타내는 부분 확대 사시단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 부분 확대 측단면도이다. 본 발명의 히터(200)가 적용되는 기판처리 장치(10)는 도 1에서 상술한 기판처리 장치(10)를 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.A schematic diagram showing a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a heater 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a heater ( 200) is a partially enlarged perspective cross-sectional view, and FIG. 4 is a partially enlarged side cross-sectional view showing a heater according to an embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 10 to which the heater 200 of the present invention is applied is described by taking the above-described substrate processing apparatus 10 as an example in FIG. 1 , but is not necessarily limited thereto.

도 1을 참조하면, 기판처리 장치(10)는 본체(100), 히터부(200), 가스 공급부(300), 가스 배출부(400)를 포함하고, 챔버벽 온도제어부(500)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the substrate processing apparatus 10 includes a main body 100 , a heater unit 200 , a gas supply unit 300 , and a gas discharge unit 400 , and further includes a chamber wall temperature control unit 500 . can do.

본체(100)는 대략 정육면체 형상을 가지며, 내부에 기판이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(110)를 제공한다. 본체(100)의 전면에는 기판이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구가 형성될 수 있다. 출입구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다.The body 100 has a substantially cubic shape, and provides a chamber 110 that is an enclosed space in which a substrate is loaded and processed. An entrance, which is a passage through which the substrate is loaded/unloaded, may be formed on the front surface of the main body 100 . The entrance is opened and closed by a door (not shown).

히터부(200)는 챔버(110) 내부를 전체적으로 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판을 직접 가열하는 역할을 하는 주 히터부 및 챔버(110)의 측면을 가열하여 챔버(110) 내부의 열 손실을 방지하는 역할을 하는 보조 히터부를 포함한다.The heater unit 200 heats the entire interior of the chamber 110 to create a substrate processing atmosphere, and heats the main heater unit serving to directly heat the substrate and the side surface of the chamber 110 to lose heat inside the chamber 110 . Includes an auxiliary heater unit that serves to prevent.

가스 공급부(300)는 챔버(110)[또는, 본체(100)]의 좌측면에 연결되고, 가스 배출부(400)는 우측면에 연결될 수 있다. 가스 공급부(300)는 챔버(101) 내부로 기판처리 가스를 공급하고, 가스 배출부(400)는 챔버(110) 내부의 기판처리 가스를 외부의 가스 배출 수단으로 배출한다.The gas supply unit 300 may be connected to the left side of the chamber 110 (or the body 100 ), and the gas discharge unit 400 may be connected to the right side. The gas supply unit 300 supplies the substrate processing gas into the chamber 101 , and the gas discharge unit 400 discharges the substrate processing gas inside the chamber 110 to an external gas discharge means.

그리고, 챔버벽 온도제어부(500)는 챔버벽의 상하부면 또는 측면에 배치된다. 챔버벽 온도제어부(500)는 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있는 관 형태로 구성되어, 챔버(110)의 내벽 온도를 소정의 온도로 유지한다.In addition, the chamber wall temperature control unit 500 is disposed on the upper and lower surfaces or side surfaces of the chamber wall. The chamber wall temperature control unit 500 is configured in the form of a tube through which a heat medium or a refrigerant (冷媒) can flow therein, and maintains the inner wall temperature of the chamber 110 at a predetermined temperature.

본체(100)의 외벽에는 보강리브(600)가 더 형성되어 본체(100)의 강성을 보강한다.A reinforcing rib 600 is further formed on the outer wall of the body 100 to reinforce the rigidity of the body 100 .

도 2를 참조하면, 히터(200)는 히팅부(210) 및 단자부(250)를 포함할 수 있다. 그리고, 히터(200)를 기판처리 장치(10)의 본체(100)[도 1 참조]에 결합하기 위한 고정부(290)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the heater 200 may include a heating unit 210 and a terminal unit 250 . In addition, a fixing part 290 for coupling the heater 200 to the main body 100 (refer to FIG. 1 ) of the substrate processing apparatus 10 may be further included.

히터(200)는 챔버(110)[도 1 참조] 내부를 가열하여 기판처리 분위기를 조성하는데 사용할 수 있다. 히터(200)는 본체(100)의 일측면에서 타측면까지 연통되는 바(bar) 형상을 가지고, 본체(100)의 양측면을 관통하도록 설치될 수 있다. 히터(200)의 히팅부(210)는 챔버(110) 내부에 위치하고, 단자부(250)는 본체(100) 바깥에 위치하여 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다. 그리고, 고정부(290)는 본체(100) 외벽에 연결되어 히터(200)를 본체(100)에 설치할 수 있다.The heater 200 may be used to heat the inside of the chamber 110 (see FIG. 1 ) to create a substrate processing atmosphere. The heater 200 has a bar shape that communicates from one side of the body 100 to the other side, and may be installed to penetrate both sides of the body 100 . The heating unit 210 of the heater 200 is located inside the chamber 110 , and the terminal unit 250 is located outside the main body 100 to receive power from the outside. In addition, the fixing part 290 may be connected to the outer wall of the main body 100 to install the heater 200 to the main body 100 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 히터부(210)는 제1 관(220), 제2 관(230) 및 제1 관(220)의 외주 상에 배치되는 발열체(221)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명은 제1 관(220)은 내부로 열전대(TC)[도 5 참조]가 진입할 수 있도록 제1 관(220)의 길이 방향에 평행한 열전대 진입 공간(225)이 형성된 것을 특징으로 한다.3 and 4 , the heater unit 210 may include a first tube 220 , a second tube 230 , and a heating element 221 disposed on the outer periphery of the first tube 220 . . In addition, the present invention is characterized in that the thermocouple entry space 225 parallel to the longitudinal direction of the first tube 220 is formed so that the thermocouple TC (see FIG. 5 ) can enter the first tube 220 . do it with

제1 관(220)의 내부에 길이 방향으로 열전대 진입 공간(225)이 형성되어, 본체(100)의 양측면 사이를 따라 열전대(TC)가 왕복 이동하면서 히터(200)의 발열 온도를 체크할 수 있다. 종래에는 챔버(110) 내부에 열전대를 배치하여 챔버(110) 내부의 온도를 체크하기 때문에, 온도 불균형이 생기면 그 원인을 찾기가 어렵고, 챔버(110) 영역마다 미세하게 온도 차이를 제어하기 어려운 문제점이 있었다. 반면에, 본 발명은 각각의 히터(200)의 온도를 체크하고 개별적으로 제어함에 따라, 챔버(110) 내부의 온도를 영역마다 체크하고 제어할 수 있는 이점이 있다.A thermocouple entry space 225 is formed in the longitudinal direction inside the first tube 220, and the thermocouple TC reciprocates along both sides of the body 100 to check the heating temperature of the heater 200. have. Conventionally, since a thermocouple is placed inside the chamber 110 to check the temperature inside the chamber 110 , if a temperature imbalance occurs, it is difficult to find the cause, and it is difficult to finely control the temperature difference for each chamber 110 area. there was On the other hand, the present invention has the advantage of being able to check and control the temperature inside the chamber 110 for each region by checking and individually controlling the temperature of each heater 200 .

히터부(210)는 소정의 길이를 갖는 제1 관(220), 소정의 길이를 가지면서 제1 관(220)의 외부를 둘러싸는 제2 관(230) 및 제1 관(220)의 외주면에 일정한 간격으로 감겨서 설치되는 코일형태의 발열체(221)를 포함할 수 있다. 그리고, 소정의 길이를 가지면서 제2 관(230)의 외부를 둘러싸며, 히터부(210)[제1, 2 관(220, 230)]을 보호하기 위한 제3 관(240)을 더 포함할 수 있다.The heater unit 210 includes a first tube 220 having a predetermined length, a second tube 230 having a predetermined length and surrounding the outside of the first tube 220 , and an outer circumferential surface of the first tube 220 . It may include a coil-shaped heating element 221 wound at regular intervals and installed. And, while having a predetermined length and surrounding the outside of the second tube 230, the heater unit 210 (first and second tubes 220, 230) for protecting the third tube 240 further includes can do.

제1 관(220), 제2 관(230) 및 제3 관(240)의 재질은 제1 관(220), 제2 관(230) 및 제3 관(240) 모두 열처리 장치에 적용되기 때문에 융점이 높은 재질, 예를 들어 석영인 것이 바람직하다. 그리고, 발열체(221)는 칸탈(kanthal), 슈퍼 칸탈(super kanthal), 니크롬(nichrome) 등의 재질로 구성될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 공지의 발열 재질을 사용할 수 있다.The material of the first tube 220, the second tube 230 and the third tube 240 is because the first tube 220, the second tube 230 and the third tube 240 are all applied to the heat treatment apparatus. It is preferable that it is a material with a high melting|fusing point, for example, quartz. Further, the heating element 221 may be made of a material such as kanthal, super kanthal, or nichrome, but is not limited thereto, and a known heating material may be used.

제1 관(220), 제2 관(230) 및 제3 관(240)의 길이는 모두 실질적으로 동일한 수 있으나, 도시한 바와 같이, 후술할 단자부(250)의 연결을 위하여 제1 관(220)의 길이는 제2 관(230) 및 제3 관(240)의 길이보다 절연부(245)의 길이만큼 더 길 수 있다. 또한, 제1 관(220), 제2 관(230) 및 제3 관(240)은 모두 동축을 갖도록 하는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 서로 동축을 가지지 않도록 히터(200)를 구성할 수도 있다.The lengths of the first tube 220 , the second tube 230 , and the third tube 240 may all be substantially the same, but as shown, for the connection of the terminal part 250 to be described later, the first tube 220 . ) may be longer by the length of the insulating portion 245 than the length of the second tube 230 and the third tube 240 . In addition, the first tube 220 , the second tube 230 , and the third tube 240 are all preferably coaxial, but if necessary, the heater 200 may be configured so as not to be coaxial with each other. .

즉, 히터(200)를 구성하는 제1, 제2 및 제3 관(220, 230, 240)의 중심축은 일치되도록 구성될 수도 있지만, 히터(200)의 동작 도중에 제1 및 제2 관(220, 230)의 처짐이 발생할 수 있고 처짐 정도에 따라서는 제1 관(220) 또는 제2 관(230)이 파손될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 제2 관(230)을 제3 관(240)의 중심보다 하부에 위치되도록 하여 동작 도중 처짐이 발생되면 제3 관(240)과 접촉되어 지지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.That is, the central axes of the first, second, and third tubes 220 , 230 , and 240 constituting the heater 200 may be configured to coincide, but during the operation of the heater 200 , the first and second tubes 220 . , 230 may occur, and depending on the degree of deflection, the first tube 220 or the second tube 230 may be damaged. It is preferable to be positioned below the center so that it can be supported in contact with the third pipe 240 when sagging occurs during operation.

제1 관(220)은 그 자체로 중앙에 빈 공간(225)을 가질 수 있는데, 이 빈 공간(225)이 열전대(TC)의 진입 공간(225)으로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제1 관(220)은 외경이 대략 10mm, 내경은 대략 6mm, 두께는 2mm 정도일 수 있어, 열전대 진입 공간(225)으로 대략 직경이 6mm 이하인 열전대(TC)가 진입할 수 있게 된다.The first tube 220 may have an empty space 225 in the center of itself, and this empty space 225 may function as an entry space 225 of the thermocouple TC. For example, the first tube 220 may have an outer diameter of about 10 mm, an inner diameter of about 6 mm, and a thickness of about 2 mm, so that a thermocouple TC having a diameter of about 6 mm or less can enter the thermocouple entry space 225 . .

발열체(221)는 제1 관(220) 외주 상에 감기게 되는데, 발열체(221)의 피치는 발열량과 관계가 있다. 즉, 발열체(221)의 피치가 작은 영역은 피치가 큰 영역과 비교할 때 발열량이 크다. 따라서, 기판을 균일하게 가열하기 위해서는 히터(200)의 전체 길이, 전체 면적에 걸쳐서 발열량이 일정해야 하며 이를 위해서는 제1 관(220) 상의 위치에 관계없이 발열체(221)의 피치는 동일할 수 있다. 다만, 필요에 따라서는 발열체(221)의 피치를 제1 관(220) 상의 위치에 따라 변경할 수도 있다. 예를 들어, 제1 관(220)의 중심부측보다 단부측에서 발열체(221)의 피치를 적게 하여(즉, 단부측에서 발열량을 많게 하여) 히터(200)의 단부측이 외부 환경과 접함으로써 발생하는 열 손실을 보충할 수 있다.The heating element 221 is wound on the outer periphery of the first tube 220 , and the pitch of the heating element 221 is related to the amount of heating. That is, the region having a small pitch of the heating elements 221 has a large amount of heat compared to a region having a large pitch. Therefore, in order to uniformly heat the substrate, the amount of heat generated over the entire length and the entire area of the heater 200 must be constant. . However, if necessary, the pitch of the heating element 221 may be changed according to the position on the first tube 220 . For example, by reducing the pitch of the heating element 221 at the end side (that is, increasing the amount of heat generated at the end side) of the first tube 220 than at the center side, the end side of the heater 200 is in contact with the external environment. It can compensate for the heat loss that occurs.

제2 관(230)은 제1 관(220)과 일정한 간격을 가지면서 제1 관(220)을 둘러싸는 형태로 설치된다. 예를 들어, 제2 관(240)은 외경이 대략 18mm, 내경은 대략 14mm, 두께는 2mm 정도일 수 있다. 제2 관(230)은 석영 재질로서 제1 관(220)보다 상대적으로 투명도가 낮을 수 있다. 즉, 제2 관(230)은 제1 관(220)보다 불투명 또는 반투명할 수 있다. 이렇게 투명도가 낮은 재질을 나타내기 위해, 제2 관(230)의 표면 상에는 미세한 요철이 형성될 수 있다. 제1 관(220)의 발열체(261)에서 나오는 열 외에도 빛은 챔버(110) 내부의 열적 조성에 기여할 수 있다. 이러한 빛은 직진성이 강하기 때문에, 낮은 투명도를 가지거나 요철 등이 형성된 제2 관(230)을 통과하는 과정에서 빛이 제2 관(230)의 표면 상으로 분산될 수 있다. 그리하여 히터(200) 전체에 걸쳐 빛들이 분산되므로, 보다 균일하게 열을 발산하는 히터(200)를 구현할 수 있는 이점이 있다.The second tube 230 is installed in a form surrounding the first tube 220 while having a predetermined interval with the first tube 220 . For example, the second tube 240 may have an outer diameter of about 18 mm, an inner diameter of about 14 mm, and a thickness of about 2 mm. The second tube 230 may be made of a quartz material and may have relatively lower transparency than the first tube 220 . That is, the second tube 230 may be opaque or translucent than the first tube 220 . In order to represent a material having such low transparency, fine irregularities may be formed on the surface of the second tube 230 . In addition to the heat emitted from the heating element 261 of the first tube 220 , light may contribute to a thermal composition inside the chamber 110 . Since the light has a strong straightness, the light may be dispersed on the surface of the second tube 230 in the process of passing through the second tube 230 having low transparency or having irregularities or the like. Thus, since light is dispersed throughout the heater 200, there is an advantage that the heater 200 that radiates heat more uniformly can be implemented.

제1 관(220)의 단부에는 제1 관(220)을 둘러싸는 절연부(245)가 배치될 수 있다. 절연부(245)의 일단은 제2 관(230)의 단부에서 제2 관(230)을 둘러싸는 캡 형태를 가질 수 있다. 그리하여 제1 관(220)과 제2 관(230)의 사이에 배치되는 발열체(221)가 외부로 이탈되는 것을 막을 수 있다. 절연부(245)의 타단은 제1 관(220)의 단부에서 제1 관(220)을 둘러싸는 형태를 가질 수 있다. 절연부(245)는 세라믹 등 절연성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.An insulating portion 245 surrounding the first tube 220 may be disposed at an end of the first tube 220 . One end of the insulating part 245 may have a cap shape surrounding the second tube 230 at the end of the second tube 230 . Thus, it is possible to prevent the heating element 221 disposed between the first tube 220 and the second tube 230 from being separated to the outside. The other end of the insulating part 245 may have a shape surrounding the first tube 220 at the end of the first tube 220 . The insulating part 245 is preferably made of an insulating material such as ceramic.

절연부(245)에는 발열체 관통공(246)이 길이 방향으로 형성될 수 있다. 제2 관(230)의 단부 영역에서, 발열체(221)는 발열체 관통공(246)을 통하여 연장될 수 있다. 그리고, 발열체(221)는 연결부(260)의 관통공(261)을 통해 단자부(250)의 접속부(270)에 연결되어, 전기적인 연결을 구성할 수 있다.A heating element through-hole 246 may be formed in the insulating part 245 in a longitudinal direction. In the end region of the second tube 230 , the heating element 221 may extend through the heating element through hole 246 . In addition, the heating element 221 may be connected to the connection part 270 of the terminal part 250 through the through hole 261 of the connection part 260 to constitute an electrical connection.

단자부(250)는 절연부(245)의 단부에 삽입될 수 있다. 단자부(250)는 접속부(270) 및 커버부(280)를 포함할 수 있다. 접속부(270)는 단자부(250)에 외부의 전원 공급 플러그가 꽂아질 때 전기적으로 연결되는 부분으로서, 전도성 재질로 구성될 수 있다. 그리하여, 접속부(270)는 발열체 관통공(246), 연결부(260)의 관통공(261)을 통해 연결된 발열체(221)에 전력을 전달할 수 있다. 접속부(270)도 대략 제1 관(220) 및 절연부(245)를 둘러싸는 관 형상을 가질 수 있고, 열전대(TC)가 진입할 수 있는 공간을 확보하도록 내부에 빈 공간을 가질 수 있다.The terminal part 250 may be inserted into an end of the insulating part 245 . The terminal part 250 may include a connection part 270 and a cover part 280 . The connection part 270 is a part electrically connected when an external power supply plug is inserted into the terminal part 250 , and may be made of a conductive material. Thus, the connection part 270 may transmit power to the heating element through-hole 246 and the heating element 221 connected through the through-hole 261 of the connection part 260 . The connection part 270 may also have a tubular shape surrounding the first tube 220 and the insulating part 245 , and may have an empty space therein to secure a space through which the thermocouple TC can enter.

한편, 연결부(260)는 히터부(210)와 단자부(250) 사이를 연결하고, 고정부(290)가 결착되는 부분을 제공할 수 있다. 연결부(260)는 링 형태로 형성되며, 일단의 외측은 절연부(245)를 압착하고, 일단의 내측은 고정부(290)와 접촉할 수 있다. 그리고, 타단의 외측은 접속부(270)와 접촉할 수 있다. 연결부(260)에는 관통공(261)이 형성되어, 발열체(221)가 지나는 통로를 제공할 수 있다. 연결부(260)와 단자부(250)는 나사 결합, 볼트 결합, 용접 결합 등의 방법을 통해 연결될 수 있다.Meanwhile, the connection unit 260 may connect the heater unit 210 and the terminal unit 250 and provide a portion to which the fixing unit 290 is coupled. The connection part 260 may be formed in a ring shape, an outer end of one end may press the insulating part 245 , and an inner end of one end may be in contact with the fixing part 290 . In addition, the outer side of the other end may be in contact with the connection part 270 . A through hole 261 may be formed in the connection part 260 to provide a passage through which the heating element 221 passes. The connection part 260 and the terminal part 250 may be connected through a method such as screw coupling, bolt coupling, or welding coupling.

커버부(280)는 내측 커버부(281), 외측 커버부(285)를 포함하고, 내측 커버부(281), 외측 커버부(285)는 상호 나사 결합될 수 있다.The cover part 280 includes an inner cover part 281 and an outer cover part 285 , and the inner cover part 281 and the outer cover part 285 may be screwed to each other.

외측 커버부(285)에는 외부에서 열전대(TC)가 삽입될 수 있는 열전대 삽입 공간(286)이 형성되고, 이 열전대 삽입 공간(286)은 제1 관(220)의 열전대 진입 공간(225)의 단부(226)와 연통될 수 있다. 그리하여 열전대(TC)가 열전대 삽입 공간(286)으로 삽입된 후 열전대 진입 공간(225)으로 진입하여 제1 관(220) 내에서 왕복함으로써 히터(200)의 온도를 측정할 수 있게 된다.A thermocouple insertion space 286 into which a thermocouple TC can be inserted from the outside is formed in the outer cover part 285 , and this thermocouple insertion space 286 is the thermocouple entry space 225 of the first tube 220 . It may be in communication with the end 226 . Thus, after the thermocouple TC is inserted into the thermocouple insertion space 286 , it enters the thermocouple entry space 225 and reciprocates in the first tube 220 to measure the temperature of the heater 200 .

외측 커버부(285)에는 열전대 삽입 공간(286)과는 별도로 소켓부(288)이 형성될 수 있다. 소켓부(288)에는 외부의 전원공급 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다.A socket part 288 may be formed in the outer cover part 285 separately from the thermocouple insertion space 286 . The socket unit 288 may receive power from an external power supply.

고정부(290)는 절연부(245) 및 제3 관(240)의 일부를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 고정부(290)의 커버(291)는 연결부(260) 또는 절연부(245)의 일단을 압착하여 히터들의 제1, 2 관(220, 230), 절연부(245) 및 연결부(260) 등의 연결 상태를 유지될 수 있도록 한다. 그리고, 일측이 커버(291)에 볼트 결합된 고정판(295)은 타측이 본체(100) 벽과 결합되어 히터(100)가 본체(100)를 관통하여 고정설치 될 수 있는 부분을 제공할 수 있다.The fixing part 290 may have a shape surrounding a portion of the insulating part 245 and the third tube 240 . The cover 291 of the fixing part 290 presses one end of the connection part 260 or the insulating part 245 to form the first and second tubes 220 and 230 of the heaters, the insulating part 245 and the connection part 260, etc. to maintain the connection of In addition, one side of the fixing plate 295 bolted to the cover 291 has the other side coupled to the wall of the body 100 so that the heater 100 penetrates the body 100 and can be fixedly installed. .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(200)에 열전대(TC)가 삽입되어 온도를 측정하는 상태를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a state in which a thermocouple TC is inserted into the heater 200 according to an embodiment of the present invention to measure a temperature.

히터(200)는 도 1에 도시된 기판처리 장치(10)의 본체(100)에 설치될 수 있다. 고정부(290)는 본체(100) 벽에 결합되고, 본체(100)의 양측을 관통하여 히터(200)가 고정설치 될 수 있다. 설명의 편의상 도 5에는 본체(100)의 일측에 히터(200)가 설치된 형태만을 도시하나, 타측도 동일한 형태로 히터(200)가 설치되어 있는 것으로 이해될 수 있다.The heater 200 may be installed in the main body 100 of the substrate processing apparatus 10 shown in FIG. 1 . The fixing part 290 is coupled to the wall of the body 100 , and the heater 200 may be fixedly installed through both sides of the body 100 . For convenience of explanation, FIG. 5 shows only the form in which the heater 200 is installed on one side of the body 100, but it can be understood that the heater 200 is installed on the other side in the same form.

기판처리 공정 중 또는 기판처리 공정 전에 열전대(TC)는 히터(200) 내부로 삽입될 수 있다. 길다란 형태의 열전대(TC)는 제1 관(220)의 내경보다는 작은 직경을 가질 수 있다. 열전대(TC)는 단자부(250)의 열전대 삽입 공간(286)을 통해 삽입될 수 있다. 그리고 열전대(TC)를 계속 밀어넣으면, 열전대 삽입 공간(286)을 지나, 제1 관(220)의 열전대 진입 공간(225)으로 진입할 수 있게 된다. 그 상태에서는 제1 관(220)의 내부를 왕복하면서 히터(200)의 특정 영역 내에서의 온도를 측정할 수 있다. 그리고 측정된 온도에 따라 히터(200)를 개별적으로 온도 제어하여 챔버(110) 영역마다 미세하게 온도를 제어할 수 있게 된다.The thermocouple TC may be inserted into the heater 200 during the substrate processing process or before the substrate processing process. The elongated thermocouple TC may have a smaller diameter than the inner diameter of the first tube 220 . The thermocouple TC may be inserted through the thermocouple insertion space 286 of the terminal part 250 . And if the thermocouple TC is continuously pushed in, it is possible to enter the thermocouple entry space 225 of the first tube 220 through the thermocouple insertion space 286 . In this state, the temperature in a specific region of the heater 200 may be measured while reciprocating inside the first tube 220 . In addition, the temperature of the heater 200 is individually controlled according to the measured temperature, so that it is possible to finely control the temperature for each chamber 110 area.

위와 같이, 본 발명은 열전대(TC)가 직접 히터(200)의 내부로 삽입되고 이동 가능하므로, 기판처리 장치(10)에서 각각의 히터(200)의 온도를 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 각각의 히터(200)의 온도를 측정하고 제어함에 따라, 챔버(110) 내부의 정밀한 온도 제어를 할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, since the thermocouple TC is directly inserted into and movable into the heater 200 , the substrate processing apparatus 10 has the effect of measuring the temperature of each heater 200 . In addition, by measuring and controlling the temperature of each heater 200 , there is an effect that can precisely control the temperature inside the chamber 110 .

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.Although the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the above-described embodiments, and various methods can be made by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Transformation and change are possible. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention and the appended claims.

10: 기판처리 장치
100: 본체
110: 챔버
200: 히터
210: 히팅부
220: 제1관
221: 발열체
225: 열전대 진입 공간
230: 제2 관
240: 제3 관
245: 절연부
250: 단자부
260: 연결부
270: 접속부
280: 커버부
286: 열전대 삽입 공간
290: 고정부10: substrate processing apparatus
100: body
110: chamber
200: heater
210: heating unit
220: Section 1
221: heating element
225: thermocouple entry space
230: second tube
240: third tube
245: insulation
250: terminal part
260: connection
270: connection
280: cover part
286: thermocouple insertion space
290: fixed part

Claims

As a heater applicable to a heat treatment device capable of heat treating a substrate,
The heater includes a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the heater so that the thermocouple can enter the inside of the heater,
The thermocouple entry space is formed from one end to the other end of the heater, and the thermocouple entering from the outside is provided reciprocally.

As a heater applicable to a batch type heat treatment apparatus capable of heat-treating a plurality of substrates at the same time,
the heater,
first tube;
a second tube surrounding the first tube while having a predetermined interval with the first tube; and
Heating element disposed on the outer periphery of the first tube
includes,
In the first tube, a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the first tube is formed so that the thermocouple can enter the inside, and the thermocouple entry space is formed from one end to the other end of the first tube, so that the thermocouple entering from the outside is reciprocated. A heater provided to be movable.

3. The method of claim 2,
Further comprising a third tube surrounding the second tube while having a constant distance from the second tube, the heater.

4. The method of claim 3,
The heater having one end surrounding the second tube at the end of the second tube and the other end further comprising an insulating portion surrounding the first tube at the end of the first tube.

5. The method of claim 4,
Heater, the insulating portion is formed with a heating element through-hole communicating in the longitudinal direction at the end of the second tube.

6. The method of claim 5,
A heater, wherein the terminal portion is inserted into the end of the insulating portion.

7. The method of claim 6,
The terminal part includes a connection part and a cover part,
The connection portion is connected to the through hole of the insulation portion, the heater.

7. The method of claim 6,
In the terminal portion, a thermocouple insertion space communicating with the thermocouple entry space of the first tube is formed, the heater.

5. The method of claim 4,
Encloses at least the insulating portion and a portion of the third tube, one side of the heater further comprising a fixing portion attached to the chamber of the heat treatment apparatus.

3. The method of claim 2,
The second tube is relatively less transparent than the first tube, the heater.

3. The method of claim 2,
A heater in which fine irregularities are formed on the surface of the second tube.

a body providing a chamber that is a substrate processing space in which at least one substrate is processed;
a gas supply unit supplying a substrate processing gas into the chamber;
a gas discharge unit discharging the substrate processing gas in the chamber to the outside; and
at least one heater disposed within the chamber and configured to heat the interior of the chamber
including,
The heater includes a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the heater so that the thermocouple can enter the inside of the heater,
The thermocouple entry space is formed from one end to the other end of the heater, and the thermocouple entering from the outside is provided to be reciprocally movable.

13. The method of claim 12,
the heater,
first tube;
A second tube surrounding the first tube while having a predetermined interval with the first tube; and
Heating element disposed on the outer periphery of the first tube
includes,
The first tube, a thermocouple entry space parallel to the longitudinal direction of the first tube is formed so that the thermocouple can enter the substrate processing apparatus.

14. The method of claim 13,
The substrate processing apparatus further comprising a third tube surrounding the second tube while having a predetermined distance from the second tube.

15. The method of claim 14,
The substrate processing apparatus of claim 1, further comprising an insulating part having one end surrounding the second tube at an end of the second tube, and the other end surrounding the first tube at an end of the first tube.

16. The method of claim 15,
The insulating portion is formed with a heating element through-hole communicating in the longitudinal direction at the end of the second tube, the substrate processing apparatus.

17. The method of claim 16,
A substrate processing apparatus in which a terminal part is inserted into an end of the insulating part.

18. The method of claim 17,
The terminal part includes a connection part and a cover part,
The connecting portion is connected to the through hole of the insulating portion, the substrate processing apparatus.

18. The method of claim 17,
In the terminal portion, a thermocouple insertion space communicating with the thermocouple entry space of the first tube is formed, the substrate processing apparatus.

16. The method of claim 15,
Surrounding at least a portion of the insulating portion and the third tube, one side of the substrate processing apparatus further comprises a fixing portion attached to the chamber.

14. The method of claim 13,
The second tube has relatively lower transparency than the first tube, the substrate processing apparatus.

14. The method of claim 13,
A substrate processing apparatus in which fine irregularities are formed on the surface of the second tube.