KR102423271B1 - 히터 모듈 및 기판처리 장치 - Google Patents

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Abstract

히터 모듈 및 기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 히터 모듈은 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 하나의 슬롯에 집적하여 구조를 간소화한 것을 특징으로 한다.

Description

히터 모듈 및 기판처리 장치{HEATER MODULE AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 히터 모듈 및 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 하나의 슬롯에 집적하여 구조를 간소화한 히터 모듈 및 기판처리 장치에 관한 것이다.
기판처리 장치는, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별되며, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
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.
도 10은 종래의 기판처리 장치를 나타내는 개략도이다. 종래의 기판처리 장치는 본체(10), 히터부(20), 가스 공급부(30), 가스 배출부(40), 챔버벽 온도제어부(50) 및 보강부재(60)를 포함한다.
본체(10)는 대략 육면체 형상을 가지며, 내부에 기판이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(11)를 제공한다. 본체(10)의 전면에는 기판이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구(15)가 형성될 수 있다. 출입구(15)는 도어(미도시)에 의해 개폐된다.
히터부(20)는 챔버(11) 내부를 전체적으로 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판을 직접 가열하는 역할을 하는 주 히터부(21) 및 챔버(11)의 측면을 가열하여 챔버(11) 내부의 열 손실을 방지하는 역할을 하는 보조 히터부(22)를 포함한다.
가스 공급부(30)는 챔버(11)[또는, 본체(10)]의 좌측면에 연결되고, 가스 배출부(40)는 우측면에 연결될 수 있다. 가스 공급부(30)는 챔버(11) 내부로 토출공을 통해 기판처리 가스를 공급하는 가스 토출관 및 외부에서 기판처리 가스를 공급받아 가스 토출관으로 전달하는 가스 공급관으로 구성된다. 그리고, 가스 배출부(40)는 챔버(11) 내부의 기판처리 가스를 배출공을 통해 흡입하는 가스 흡입관(41) 및 가스 흡입관(41)으로부터 기판처리 가스를 전달받아 외부의 가스 배출 수단으로 배출하는 가스 배출관(42)으로 구성된다.
그리고, 챔버벽 온도제어부(50)는 챔버벽의 상하부면(51) 또는 측면(52)에 배치된다. 챔버벽 온도제어부(50)는 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있는 관 형태로 구성되어, 챔버(11)의 내벽 온도를 소정의 온도로 유지한다.
보강부재(60)는 본체(10)의 강성 보완을 위해 상면(61), 측면(62) 등에 설치된다.
위와 같은 종래의 기판처리 장치는 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)가 본체(10)의 좌우면에 각각 설치되고, 주 히터부(21) 및 보조 히터부(22)가 본체의 좌우면 및 전후면을 관통하여 설치되며, 기판을 지지하는 보트, 레더 등을 챔버 내에 배치해야 하므로, 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
또한, 본체(10)의 전후좌우면을 상기 구성들이 모두 점유하고 있으므로, 기판처리 장치의 유지보수를 위해서는 본체(10)의 전후좌우면으로 접근하기 위한 메인터넌스 공간을 본체(10)의 모든 주변에 확보해야 할 필요가 있었다. 이러한 메인터넌스 공간은 기판처리 장치가 배치되는 시스템의 크기를 불필요하게 커지게 하는 문제점이 있었다.
또한, 히터부(20)가 본체(10)를 관통하도록 설치하고, 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)를 각각 본체(10)의 외곽에 파이프 라인 형태로 구성해야 하므로, 본체(10) 외면에 누출점(leak point)이 다수 존재하는 문제점이 있었다. 그리하여, 본체(10)에 히터부(20), 가스 공급부(30), 가스 배출부(40)를 설치할 때 실링 공정을 면밀히 수행해야 할 필요가 있고, 이는 제조 시간 및 원가의 증가로 이어져 생산성을 감축시키는 원인이 되었다. 또한, 수많은 구성요소들을 본체(10)에 연결하는 과정에서 각 구성요소 간의 파손이 발생할 가능성이 높고, 이로 인한 누출이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)의 가스 토출관 및 가스 흡입관 직경 사이즈가 고정되어 있으므로, 장치에 한번 설치하면 이후에는 가스 공급량 또는 가스 배출량을 쉽게 변경하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 하나의 슬롯에 집적하여 구조를 간소화하고 파트수를 감축시킨 히터 모듈 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유지보수를 위한 메인터넌스 공간을 획기적으로 감축하여 기판처리 장치가 배치되는 시스템의 크기를 감축하고, 동일한 공간에서의 생산성을 향상시킨 히터 모듈 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버 내에 구성요소들을 배치하여 본체 외면에 열, 기판처리 가스 등의 누출을 방지하는 히터 모듈 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 슬롯 내에 히터를 배치하여 전체 히터 수를 감축하고, 기판의 전체 면적에 균일하게 열 공급 및 온도 제어를 가능하게 하는 히터 모듈 및 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈은, 적어도 오픈된 영역을 포함하는 지지 프레임부; 지지 프레임부 상에 배치되는 히터부; 히터부 상에 지지되는 가스 공급부; 및 가스 공급부가 관통하도록 복수의 관통구가 형성된 플레이트부를 포함하고, 가스 공급부 상에 기판이 지지되는 것을 특징으로 한다.
히터부는 제1 방향을 따라 연장 형성되는 복수의 히터를 포함하고, 각각의 히터는 상호 소정간격을 이루며 배치될 수 있다.
지지 프레임부는 제1 방향을 따라 연장 형성되는 적어도 두개의 제1 지지 프레임; 및 제1 지지 프레임에 일단 및 타단이 연결되는 적어도 하나의 제2 지지 프레임을 포함할 수 있다.
제2 지지 프레임은 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제1 지지 프레임과 제2 지지 프레임이 교차하는 부분을 제외한 나머지 영역이 오픈된 영역을 형성할 수 있다.
복수의 히터의 일단은 제1 히터 서포터에 삽입되고, 복수의 히터의 타단은 제2 히터 서포터에 삽입될 수 있다.
제1 히터 서포터 및 제2 히터 서포터는 플레이트부의 전력 공급 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
가스 공급부는 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다.
가스 공급부의 일단은 플레이트부의 관통구에 지지되고, 가스 공급부의 일단을 제외한 부분은 적어도 히터부에 지지될 수 있다.
가스 공급부의 상부에는 기판의 하부를 접점 지지하는 복수의 지지핀이 형성될 수 있다.
가스 공급부의 적어도 외주에는 기판처리 가스를 분사하는 분사구가 형성될 수 있다.
플레이트부는, 지지 프레임부의 폭보다 크고, 지지 프레임부, 히터부 및 가스 공급부의 높이의 총합보다 크게 형성될 수 있다.
플레이트부의 후면에서, 플레이트부의 전면에 배치되는 가스 공급부에 기판처리 가스를 공급하고, 히터부에 전력을 공급할 수 있다.
지지 프레임부의 양측에 제1 방향으로 연장 형성되는 슬라이드 지지부를 더 포함할 수 있다.
가스 공급부 상에 소정간격 이격되도록 제2 가스 공급부가 더 배치되고, 제2 가스 공급부의 일단은 플레이트부의 관통구에 지지되고, 제2 가스 공급부의 타단은 보조 프레임부에 지지될 수 있다.
플레이트부에 열전대(TC, thermocouple) 삽입구가 더 형성될 수 있다.
그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 공간인 챔버가 형성된 본체, 및 본체의 일측면에 수직방향을 따라 형성된 복수의 슬롯에 삽입되는 복수의 히터 모듈을 포함하고, 히터 모듈은, 적어도 오픈된 영역을 포함하는 지지 프레임부; 지지 프레임부 상에 배치되는 히터부; 히터부 상에 지지되는 가스 공급부; 및 가스 공급부가 관통하도록 복수의 관통구가 형성된 플레이트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본체의 전면에는 기판을 로딩/언로딩하는 출입구가 형성될 수 있다.
본체의 후면에 수직방향을 따라 복수의 슬롯이 형성된 경우, 각각의 히터 모듈은 본체의 후면으로부터 슬라이드 진입할 수 있다.
본체의 좌측면 또는 우측면에 수직방향을 따라 복수의 슬롯이 형성된 경우, 각각의 히터 모듈은 본체의 좌측면 또는 우측면으로부터 슬라이드 진입할 수 있다.
본체 내측면에는 각 슬롯에 대응하는 거치부가 형성될 수 있다.
각각의 히터 모듈이 본체에 슬라이드 진입하여, 히터 모듈의 양측이 거치부 상에 지지될 수 있다.
복수의 히터 모듈의 플레이트부가 본체 후면을 실링할 수 있다.
복수의 히터 모듈의 플레이트부가 본체 좌측면 또는 우측면을 실링할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 하나의 슬롯에 집적하여 구조를 간소화하고 파트수를 감축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유지보수를 위한 메인터넌스 공간을 획기적으로 감축하여 기판처리 장치가 배치되는 시스템의 크기를 감축하고, 동일한 공간에서의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 챔버 내에 구성요소들을 배치하여 본체 외면에 열, 기판처리 가스 등의 누출을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬롯 내에 히터를 배치하여 전체 히터 수를 감축하고, 기판의 전체 면적에 균일하게 열 공급 및 온도 제어를 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 전면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 후면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에서 후면 방향으로 히터 모듈을 분리한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 7은 도 5의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 8은 도 5의 C 부분을 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈에 복수의 기판이 로딩된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 종래의 기판처리 장치를 나타내는 개략도이다.
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.
본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리 공정이란 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 다만, 이하에서는 열처리 공정으로 상정하여 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인라인 열처리 장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치(100)의 전체적인 구성을 나타내는 전면 사시도. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치(100)의 전체적인 구성을 나타내는 후면 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치(100)에서 후면 방향으로 히터 모듈(200)을 분리한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판처리 장치는 본체(110) 및 복수의 히터 모듈(200)을 포함할 수 잇다.
본체(110)는 내부에 기판(1)이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(101)를 구성한다. 본체(110)의 재질은 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본체(110)는 대략 육면체 형상을 가질 수 있다. 본체(110)의 일면[일 예로, 전면]에는 기판(1)이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구(105)가 형성될 수 있다. 도어(미도시)는 본체(110)의 일면[즉, 출입구(105)가 형성된 면]에 설치될 수 있다. 도어는 전후방향, 좌우방향 또는 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 도어는 출입구(105)를 개폐할 수 있고, 출입구(105)의 개폐 여부에 따라서 챔버(101)도 물론 개폐될 수 있다. 도어에 의하여 출입구(105)가 완전하게 실링되도록 도어와 본체(110)의 출입구(105)가 형성된 면 사이에는 오링(O-ring) 등의 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다.
본체(110)의 타면[일 예로, 후면]에는 수직방향을 따라 복수의 슬롯(106: 106a, 106b, 106c, ...)이 구비될 수 있다. 하나의 슬롯(106)에서는 하나의 기판(1)이 기판처리 될 수 있지만, 복수의 기판(1)이 하나의 슬롯(106) 공간에서 기판처리 될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 하나의 슬롯(106)에는 하나의 히터 모듈(200)이 삽입 설치될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 6개의 슬롯(106: 106a, 106b, 106c, ...)에 6개의 히터 모듈(200)이 각각 설치된 실시예가 도시되나, 슬롯(106) 및 히터 모듈(200)의 개수는 변경 가능하다.
각각의 히터 모듈(200)은 본체(110)의 후면으로부터 수평 방향으로 슬라이딩 되도록 삽입될 수 있다. 히터 모듈(200)이 본체(110) 내로 슬라이딩 되는 경로를 가이드 할 수 있도록, 본체(110)의 내측면, 일 예로, 내측 좌측면과 내측 우측면에는 각각의 슬롯(106)에 대응하는 거치부(미도시)가 돌출형성 될 수 있다. 히터 모듈(200)의 양측(좌측 및 우측)은 거치부 상에 지지될 수 있다. 일 예로, 히터 모듈(200)의 양측에 형성된 슬라이드 지지부(290)가 거치부 상에 지지됨에 따라 히터 모듈(200)이 챔버(101) 내에 안착될 수 있다.
히터 모듈(200)이 본체(110) 내의 챔버(101)로 진입하는 것이 완료되면 히터 모듈(200)의 플레이트부(270)가 본체(110)의 후면 외측벽을 구성할 수 있다. 플레이트부(270)에 의하여 본체(110)의 후면 슬롯(106)이 완전하게 실링되도록, 플레이트부(270)과 슬롯(106) 사이에는 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다.
한편, 본체(110)의 하부에는 가스 배출부(미도시)가 배치될 수 있다. 히터 모듈(200)에서 챔버(101)로 공급되는 기판처리 가스는 본체(110)의 하부의 가스 배출부를 통해 배출될 수 있다. 가스 배출부(미도시)는 외부의 펌핑 수단 등에 연결될 수 있다.
본 발명의 히터 모듈(200)은 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 모두 포함할 수 있다. 그리하여, 히터 모듈(200)을 슬롯(106)에 삽입하는 것만으로 기판처리 장치(100)의 주요 구성들의 배치가 완료될 수 있다. 이에 따라, 기판처리 장치(100) 구조를 간소화하고, 본체(110)에 일일이 결합되는 주요 구성요소들에 대한 파트수를 감축시킬 수 있는 이점이 있다. 이하에서 히터 모듈(200)의 구성을 구체적으로 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈(200)을 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 도면, 도 7은 도 5의 B 부분을 확대한 도면, 도 8은 도 5의 C 부분을 확대한 도면이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 히터 모듈(200)은 지지 프레임부(210), 히터부(230), 가스 공급부(250), 플레이트부(270)를 포함할 수 있다.
지지 프레임부(210)는 히터 모듈(200)의 최하단에서 히터부(230), 가스 공급부(250) 등을 지지할 수 있다. 지지 프레임부(210)는 제1 지지 프레임(211) 및 제2 지지 프레임(215)을 포함할 수 있다. 지지 프레임부(210)를 구성하는 프레임들은 일 방향으로 연장된 봉, 관 등의 형상을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 수평면 상에서 지지 프레임부(210)가 직접적으로 배치되는 영역 외에는 오픈된 영역(R)을 포함하는 것이 바람직하다. 그리하여, 히터 모듈(200)이 배치되는 각 슬롯(106) 사이에서 열이 고립되지 않고, 오픈된 영역(R)을 통과하여 챔버(101) 내에서의 온도가 균일하게 제어될 수 있다.
지지 프레임부(210)는 본체(110)의 재질과 동일한 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나를 채용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 기판처리 가스에 대한 내식성, 프레임 강성 등을 고려하여 다른 재질을 채용할 수도 있다.
지지 프레임부(210)는 제1 방향(일 예로, 좌우 방향, x축 방향)을 따라 연장 형성되는 적어도 두개의 제1 지지 프레임(211)과 제1 지지 프레임에 일단 및 타단이 연결되는 적어도 하나의 제2 지지 프레임(215)을 포함할 수 있다.
제1 지지 프레임(211)은 제1 방향(일 예로, 좌우 방향, x축 방향)으로 연장 형성되고, 제2 지지 프레임(215)은 제1 방향에 수직하는 제2 방향(일 예로, 전후 방향, y축 방향)으로 연장 형성되기 때문에, 지지 프레임부(210)는 창살 형태를 가질 수 있다. 수평면(x-y 평면) 상에서 제1 지지 프레임(211)과 제2 지지 프레임(215)이 차지하는 부분을 제외한 나머지 부분이 오픈된 영역(R)이 될 수 있다.
그리고, 제2 지지 프레임(215)은 제1 방향을 따라 연장 형성되는 히터부(230)와 수직한 방향으로 형성되므로, 히터부(230)의 하중을 지지하는 역할을 할 수 있다.
히터부(230)는 챔버(101) 내부를 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판(1)을 직접 가열하는 역할을 할 수 있다. 히터부(230)는 제1 방향(일 예로, 좌우 방향, x축 방향)을 따라 연장 형성되는 복수의 히터(231)를 포함할 수 있다. 히터(231)는 바(bar) 형상을 가지며, 석영관 내부에 발열 물질이 삽입된 형태일 수 있다.
각각의 히터(231)는 제2 방향을 따라 상호 소정 간격을 이루며 배치되어 히터부(230)를 구성할 수 있다. 다시 말해, 히터(231)는 기판(1)의 로딩/언로딩 방향과 수직한 방향으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 히터 모듈(200)이 수직 방향으로 챔버(101) 내에 배치되므로, 복수의 히터부(230)는 기판(1)의 적층 방향을 따라 수직으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 기판(1)은 상부/하부에 배치된 히터 모듈(200)의 히터부(230) 및 기판(1)의 전면적에 대응하도록 배치되는 복수의 히터부(231)에 의해서 전면적이 균일하게 가열될 수 있고, 이에 의해 기판처리 공정의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
복수의 히터(231)의 일단(일 예로, 좌측단)은 제1 히터 서포터(좌측 240)에 삽입되고, 타단(일 예로, 우측단)은 제2 히터 서포터(우측 240)에 삽입되어 지지될 수 있다. 제1, 2 히터 서포터(240)의 측면에는 히터(231)를 수용 지지할 수 있는 수용홈(241)이 형성될 수 있다. 제1, 2 히터 서포터(240)는 지지 프레임부(210)의 양측에 각각 지지될 수 있다.
제1, 2 히터 서포터(240)는 히터(231)에 전력을 전달할 수 있다. 제1, 2 히터 서포터(240)의 내부는 히터(231)의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 전기적인 연결은 히터 서포터(240) 자체가 전도성 물질로 구성되는 것, 히터 서포터(240) 내부에 회로가 구비되어 전도성 특성을 구비하는 것 등을 모두 포함할 수 있다. 각각의 히터(231)의 양단은 제1, 2 히터 서포터(240)에 연결되며, 제1, 2 히터 서포터(240)는 제2 방향(일 예로, 전후 방향, y축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 그리고, 제1, 2 히터 서포터(240)의 후단에서 플레이트부(270)의 전력공급공(273)에 배치된 전력 공급 단자, 피드 스루 등을 통해 외부로부터 전력을 공급 받고, 각각의 히터(231)에 전력을 전달할 수 있다.
가스 공급부(250)는 챔버(101)에 기판처리 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급부(250)는 히터(231)가 연장형성되는 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성되는 것이 바람직하다. 그리하여 히터부(230) 상에 가스 공급부(250)가 지지될 수 있다.
가스 공급부(250)의 일단(후단)은 플레이트부(270)의 관통구(271)에 지지될 수 있다. 가스 공급부(250)가 복수의 관을 포함하므로, 플레이트부(270)의 관통구(271)도 이에 대응하는 개수로 형성될 수 있다. 그리고, 가스 공급부(250)의 일단을 제외한 부분은 적어도 히터부(230)의 히터(231)들에 부분적으로 지지될 수 있다. 한편, 히터(231)에 지지된 상태로 가스 공급부(250)가 유동하는 것을 방지하기 위해, 가스 공급부(250)의 하부에는 반원형 지지편(257)이 더 형성될 수 있다. 반원형 지지편(257)은 대략 히터(231)의 외주와 유사한 형상을 가지고 히터(231)의 외주 상에 걸쳐짐에 따라 가스 공급부(250)의 타단(전단)이 유동하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 가스 공급부(250)의 일단(후단)이 플레이트부(270)의 관통구(271)를 직접 관통하며 지지되지 않고, 관통구(271)를 별도의 연결관(미도시)이 관통하고, 연결관(미도시)과 가스 공급부(250)의 일단(후단)이 연결되는 형태로 구성할 수도 있다.
본 발명은 가스 공급부(250) 상에 기판(1)이 지지되는 것을 특징으로 한다. 가스 공급부(250)가 기판(1)을 지지하는 보트, 레더 등의 역할을 대신함에 따라 구성을 간소화하고, 동일한 공간에서의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. 본 발명의 히터 모듈(200)은 히터부(230)에 의한 가열, 가스 공급부(250)에 의한 기판처리 가스 공급, 및 가스 공급부(250)에 의한 기판(1)의 지지를 모두 수행할 수 있다.
가스 공급부(250: 250a)의 복수의 관은 수평면 상으로 한 층을 구성할 수 있다. 한 층을 구성하는 가스 공급부(250a) 상에 하나의 기판(1)이 로딩될 수 있다. 제1 방향으로 복수의 관들이 연장 형성되어 가스 공급부(250a)를 구성하므로, 대면적 기판(1)의 전체 면적을 균일하게 분산 지지할 수 있다.
가스 공급부(250)의 외주면 상에는 기판(1)이 탑재 지지되는 복수의 지지핀(251)이 설치될 수 있다. 지지핀(251)은 일정 간격으로 복수개 마련되므로, 기판(1)의 전체면이 균일하게 지지될 수 있다. 따라서, 기판(1) 처리시 기판(1)이 자중에 의하여 쳐지는 것이 방지되고, 기판(1)의 점 접촉 지지에 의해서 기판(1)의 손상을 방지할 수 있다. 지지핀(251)은 가스 공급부(250)의 상면 상에 수직하게 형성되어 기판(1)을 지지할 수 있다. 지지핀은 가스 공급부(250)의 측면 상에 수평하게 형성되고 수직으로 절곡되는 형태를 가질 수도 있다.
또한, 가스 공급부(250)의 적어도 외주 상에는 기판처리 가스를 분사하는 복수의 분사구(255)가 형성될 수 있다. 분사구(255)는 가스 공급부(250)의 상면 상에 형성될 수 있으며, 기판(1)에 직접적인 분사를 피하기 위해 가스 공급부(250)의 측면 상에 형성될 수도 있다. 각각의 분사구(255)는 챔버(101) 크기, 기판(1) 크기, 처리 공정 등에 따라 직경이 다르게 형성될 수도 있다.
플레이트부(270)의 관통공(271)에 지지되는 가스 공급부(250)의 후단은 외부의 가스 공급수단(미도시)과 연결되어 기판처리 가스를 공급받을 수 있다.
플레이트부(270)는 슬롯(106) 면적에 대응하거나 이보다 클 수 있다. 다른 관점으로, 플레이트부(270)는 지지 프레임부(210)의 폭보다는 크고, 지지 프레임부(210), 히터부(230) 및 가스 공급부(250)가 배치되는 높이의 총합보다 크게 형성될 수 있다.
플레이트부(270)는 히터 모듈(200)의 후면에서 가스 공급부(250)의 일단을 지지하고, 외부와의 각종 연결을 매개할 수 있다. 전술하였듯이, 플레이트부(270)의 후면에서, 플레이트부(270)의 전면에 배치되는 가스 공급부(250)에 기판처리 가스를 전달할 수 있고, 히터 서포터(240)를 통해 히터부(230)에 전력을 공급할 수 있다. 이처럼, 플레이트부(270)의 후면에서 각종 연결이 가능하고, 히터 모듈(200)도 본체(110)의 후면에서 전후 방향으로 삽입하여 설치가 가능하게 된다. 다시 말해, 본 발명의 기판처리 장치(100)에서는 본체(110)의 좌측면, 우측면으로 메인터넌스 공간을 확보할 필요가 없다. 본체(110)의 전면을 통해 기판(1)을 로딩/언로딩하고, 메인터넌스 공간은 본체(110)의 후면을 통해서만 이루어지므로, 기판처리 장치(100)가 배치되는 시스템의 크기를 감축하고, 동일한 공간에서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
플레이트부(270)에는 열전대(TC, thermocouple) 삽입구(275)가 더 형성될 수 있다. 열전대(미도시)는 열전대 삽입구(275)를 통과하여 제2 방향(전후 방향)으로 진입하여 챔버(101) 내부의 온도를 측정할 수 있다.
한편, 히터 모듈(200)은 슬라이드 지지부(290)를 더 포함할 수 있다. 슬라이드 지지부(290)는 지지 프레임부(210)의 양측에 제1 방향으로 연장 형성될 수 있다. 슬라이드 지지부(290)는 히터 모듈(200)이 본체(100)에 슬라이드 삽입될때, 본체(100) 내측벽에 돌출 형성된 거치부(미도시) 상에 올려짐에 따라 히터 모듈(200)이 각 슬롯(106) 상에 지지될 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 히터 모듈(200)이 본체(110)의 후면에서 전후 방향으로 삽입하여 설치하나, 다른 실시예로서, 히터 모듈(200)은 본체(110)의 좌측면 또는 우측면에서 좌우 방향으로 삽입하여 설치할 수도 있다. 이때, 본체(110)의 좌측면 또는 우측면에 수직방향을 따라 복수의 슬롯(106: 106a, 106b, 106c, ...)이 구비되고, 각각의 슬롯(106)에 각각의 히터 모듈(200)이 삽입 설치될 수 있다. 이에, 본체(110)의 전면을 통해 기판(1)을 로딩/언로딩하고, 메인터넌스 공간은 본체(110)의 좌측면 또는 우측면을 통해서만 이루어지므로, 기판처리 장치(100)가 배치되는 시스템의 크기를 감축하고, 동일한 공간에서 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 동일하게 달성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 모듈(200)에 복수의 기판(1)이 로딩된 상태를 나타내는 도면이다.
한편, 히터 모듈(200)은 하나의 기판(1)뿐 아니라, 복수의 기판(1)을 적재할 수 있다. 가스 공급부(250: 250a, 250b)는 수평면 상으로 복수의 층을 구성할 수 있다. 제1 가스 공급부(250a)는 아래 층을 구성하여 기판(1)을 지지하고, 제1 가스 공급부(250a)보다 소정간격 이격되도록 상부에 제2 가스 공급부(250b)가 더 배치될 수 있다. 기판(1)의 개수에 따라 제3 가스 공급부, 제4 가스 공급부 등을 더 배치할 수도 있다.
제2 가스 공급부(250b)도 제1 가스 공급부(250a)와 마찬가지로 일단(후단)은 플레이트부(270)의 관통구(271)에 지지될 수 있다. 제2 가스 공급부(250b)의 타단(전단)은 보조 프레임부(220)에 지지될 수 있다. 보조 프레임(220)부는 지지 프레임부(210)에 하부가 지지되고, 히터부(230)와 간섭되지 않는 범위에서 제1 방향으로 형성될 수 있다. 제2 가스 공급부(250b)의 하부에 반원형 지지편(257)이 더 형성되어 보조 프레임부(220) 상에 걸쳐질 수도 있다.
이에 따라, 하나의 슬롯(106)[또는, 히터 모듈(200)]에 복수의 기판(1)을 적재하여 생산성을 현저하게 상승시킬 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 히팅 수단, 기판 지지 수단, 기판처리 가스 공급 수단 등의 여러 구성요소를 하나의 히터 모듈(200)에 집적하여 구조를 간소화하고 파트수를 감축시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본체(110)의 후면을 통해서 히터 모듈(200)을 설치하고, 유지보수를 수행할 수 있으므로, 메인터넌스 공간을 획기적으로 감축하여 기판처리 장치(100)가 배치되는 시스템의 크기를 감축하고, 동일한 공간에서의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본체(110) 벽면에 각종 구성요소들을 직접 결합하지 않고, 챔버(101) 내에 대부분의 구성요소들을 배치함에 따라, 본체(110) 외면에 열, 기판처리 가스 등의 누출을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본체(110)를 관통할 필요없이 히터 모듈(200) 또는 슬롯(106) 내에 히터(231)를 배치하여 전체 히터 수를 감축하면서도, 기판(1)의 전체 면적에 균일하게 열 공급 및 온도 제어를 가능하게 하는 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.
1: 기판
100: 기판처리 장치
101: 챔버
105: 출입구
106: 슬롯
110: 본체
200: 히터 모듈
210: 지지 프레임부
220: 보조 프레임부
230: 히터부
240: 히터 서포터
250: 가스 공급부
270: 플레이트부
290: 슬라이드 지지부

Claims (24)

  1. 적어도 오픈된 영역을 포함하는 지지 프레임부;
    지지 프레임부 상에 배치되는 히터부;
    히터부 상에 지지되는 가스 공급부; 및
    가스 공급부가 지지되며, 복수의 관통구가 형성된 플레이트부
    를 포함하고,
    가스 공급부는 기판이 지지되도록 제공되며,
    지지 프레임부는, 제1 방향을 따라 연장 형성되는 적어도 두개의 제1 지지 프레임; 및 제1 지지 프레임에 일단 및 타단이 연결되고, 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성되는 적어도 하나의 제2 지지 프레임을 포함하고,
    제1 지지 프레임과 제2 지지 프레임이 점유하는 부분을 제외한 나머지 영역이 수직 방향으로 오픈된 영역을 형성하여 오픈된 영역을 통해 히터부에서 발생된 열이 수직 방향으로 통과될 수 있는, 히터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    히터부는 제1 방향을 따라 연장 형성되는 복수의 히터를 포함하고, 각각의 히터는 상호 소정간격을 이루며 배치되는, 히터 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    히터 모듈은 독립적으로 기판처리 장치에 슬라이드 진입하여 설치되는 것인, 히터 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    히터 모듈이 기판처리 장치에 설치될 때 플레이트부가 기판처리 장치의 본체 일면의 외측벽의 일부를 구성하도록 제공되는, 히터 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    히터의 외주 상에 걸쳐질 수 있도록 가스 공급부의 하부에 지지편이 형성되는, 히터 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    복수의 히터의 일단은 제1 히터 서포터에 삽입되고,
    복수의 히터의 타단은 제2 히터 서포터에 삽입되는, 히터 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 히터 서포터 및 제2 히터 서포터는 플레이트부의 전력 공급 단자에 전기적으로 연결되는, 히터 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    가스 공급부는 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성되는, 히터 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    가스 공급부의 일단은 플레이트부의 관통구에 지지되고,
    가스 공급부의 일단을 제외한 부분은 적어도 히터부에 지지되는, 히터 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    가스 공급부의 상부에는 기판의 하부를 접점 지지하는 복수의 지지핀이 형성된, 히터 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    가스 공급부의 적어도 외주에는 기판처리 가스를 분사하는 분사구가 형성된, 히터 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    플레이트부는,
    지지 프레임부의 폭보다 크고,
    지지 프레임부, 히터부 및 가스 공급부의 높이의 총합보다 크게 형성되는, 히터 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    플레이트부의 후면에서, 플레이트부의 전면에 배치되는 가스 공급부에 기판처리 가스를 공급하고, 히터부에 전력을 공급하는, 히터 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    지지 프레임부의 양측에 제1 방향으로 연장 형성되는 슬라이드 지지부를 더 포함하는, 히터 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    가스 공급부 상에 소정간격 이격되도록 제2 가스 공급부가 더 배치되고,
    제2 가스 공급부의 일단은 플레이트부의 관통구에 지지되고,
    제2 가스 공급부의 타단은 보조 프레임부에 지지되는, 히터 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    플레이트부에 열전대(TC, thermocouple) 삽입구가 더 형성되는, 히터 모듈.
  17. 내부에 기판이 처리되는 공간인 챔버가 형성된 본체, 및 본체의 일측면에 수직방향을 따라 형성된 복수의 슬롯에 삽입되는 복수의 히터 모듈을 포함하고,
    히터 모듈은,
    적어도 오픈된 영역을 포함하는 지지 프레임부;
    지지 프레임부 상에 배치되는 히터부;
    히터부 상에 지지되는 가스 공급부; 및
    가스 공급부가 지지되며, 복수의 관통구가 형성된 플레이트부
    를 포함하고,
    가스 공급부는 기판이 지지되도록 제공되며,
    지지 프레임부는, 제1 방향을 따라 연장 형성되는 적어도 두개의 제1 지지 프레임; 및 제1 지지 프레임에 일단 및 타단이 연결되고, 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연장 형성되는 적어도 하나의 제2 지지 프레임을 포함하고,
    제1 지지 프레임과 제2 지지 프레임이 점유하는 부분을 제외한 나머지 영역이 수직 방향으로 오픈된 영역을 형성하여 오픈된 영역을 통해 히터부에서 발생된 열이 수직 방향으로 통과될 수 있는, 기판처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    본체의 전면에는 기판을 로딩/언로딩하는 출입구가 형성된, 기판처리 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    본체의 후면에 수직방향을 따라 복수의 슬롯이 형성된 경우, 각각의 히터 모듈은 본체의 후면으로부터 슬라이드 진입하는, 기판처리 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    본체의 좌측면 또는 우측면에 수직방향을 따라 복수의 슬롯이 형성된 경우, 각각의 히터 모듈은 본체의 좌측면 또는 우측면으로부터 슬라이드 진입하는, 기판처리 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    본체 내측면에는 각 슬롯에 대응하는 거치부가 형성된, 기판처리 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    각각의 히터 모듈이 본체에 슬라이드 진입하여, 히터 모듈의 양측이 거치부 상에 지지되는, 기판처리 장치.
  23. 제19항에 있어서,
    복수의 히터 모듈의 플레이트부가 본체 후면을 실링하는, 기판처리 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    복수의 히터 모듈의 플레이트부가 본체 좌측면 또는 우측면을 실링하는, 기판처리 장치.
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