KR102647837B1 - 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치 - Google Patents

기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치 Download PDF

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Abstract

기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치가 개시된다. 본 발명의 기판처리 장치의 반응기는, 대면적 대형 기판에 대응하는 기판처리 장치의 반응기의 제조를 가능하게 하고, 다양한 형태로 제작할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있으며, 제조 및 유지/보수 과정을 간소화 할 수 있다.

Description

기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치 {REACTOR OF APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE COMPRISING THEREOF}
본 발명은 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 대면적 대형 기판에 대응하는 기판처리 장치의 반응기의 제조를 가능하게 하고, 다양한 형태로 제작할 수 있어 적용 범위를 확대할 수 있으며, 제조 및 유지/보수 과정을 간소화 할 수 있는 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치에 관한 것이다.
기판처리 장치는, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별된다. 이 중에서 어닐링 장치는 기판에 막을 증착을 한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
종래의 열처리 장치는 대략 종형 또는 육면체 형상을 가지며, 석영 재질로 구성된다. 하지만, 최근에 기판이 대형화 되는 실정을 고려하면, 석영 재질의 열처리 장치를 대형화 하는 것은 난이도 및 비용적인 측면에서 효율적이지 않다. 한편, 금속 재질로 대형 열처리 장치를 구성할 수도 있으나, 내구성 면에서 좋지 않고, 각 구성요소를 연결하기 위해 용접 공정을 수행해야 하므로 제조 비용 및 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 열처리 장치가 대형화되고, 다양한 형태로 제조될수록 외부 환경과의 실링 문제도 고려해야 할 사항이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대면적 대형 기판을 처리할 수 있는 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대형의 반응기 제조를 용이하게 하고, 다양한 형태로 제작하여 적용 범위를 확대할 수 있는 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 재질의 선정이 다양해지고, 제작의 효율성 및 유지/보수의 편의성을 향상시킬 수 있는 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 적어도 하나의 기판이 처리되는 기판처리 장치의 반응기(reactor)로서, 반응기는 하부가 개방되고, 반응기 측부 및 반응기 상부가 적어도 하나의 단열판을 포함하여 폐쇄된 형상을 가지며, 반응기 측부는, 복수의 수직 프레임; 이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임; 및 수직 프레임 및 수평 프레임의 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판을 포함하는, 기판처리 장치의 반응기에 의해 달성된다.
반응기 측부의 최상단에 배치되는 수평 프레임 또는 수직 프레임에 양단이 연결되는 적어도 하나의 상부 프레임; 및 수직 프레임, 수평 프레임 및 상부 프레임의 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판을 포함할 수 있다.
반응기 상부는 복수의 상부 프레임을 포함하고, 상부 프레임은, 제1 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제1 상부 프레임; 및 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제2 상부 프레임을 포함할 수 있다.
제1 상부 프레임은 수직 프레임의 상단에 연결되고, 제2 상부 프레임은 수평 프레임의 상단에 연결될 수 있다.
반응기 측부는 다각 기둥 형상을 가질 수 있다.
반응기 측부를 구성하는 하나의 면 상에서, 복수의 수직 프레임은 수평 방향을 따라 일정 간격으로 배치되고, 이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.
수평 프레임의 외측에 브라켓이 연결되고, 브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착될 수 있다.
수직 프레임의 외측에 브라켓이 더 연결되고, 브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착될 수 있다.
안착홈 내에 탄성 수단이 배치되고, 탄성 수단은 단열판의 테두리를 안착홈의 일측으로 밀어서 고정시킬 수 있다.
단열판의 모서리에 적어도 하나의 지지돌기가 형성되고, 지지돌기의 하부가 수직 프레임에 연결된 브라켓의 안착홈에 지지될 수 있다.
수직 프레임 또는 수평 프레임의 상측에 상부 프레임의 양단 하측이 연결될 수 있다.
반응기 상부는 평면 형상, 돔 형상, 수직 방향으로 곡률을 포함하는 형상 중 어느 하나일 수 있다.
단열판의 재질은 석영, 세라믹, 글래스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은, 적어도 하나의 기판이 처리되는 기판처리 장치로서, 기판이 처리되는 챔버 공간을 제공하는 반응기(reactor); 반응기를 지지하는 프레임; 및 적어도 하나의 기판이 적재되는 보트를 상하 방향으로 이동시키는 기판 적재 및 승강 수단을 포함하고, 반응기는 하부가 개방되고, 반응기 측부 외측 및 반응기 상부 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판을 포함하여 폐쇄된 형상을 가질 수 있다.
반응기 측부는, 복수의 수직 프레임; 이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임; 및 수직 프레임 및 수평 프레임이 구획하는 영역 내에 배치되는 복수의 단열판을 포함할 수 있다.
반응기 상부는, 반응기 측부의 최상단에 배치되는 수평 프레임 또는 수직 프레임에 양단이 연결되는 적어도 하나의 상부 프레임; 및 수직 프레임, 수평 프레임 및 상부 프레임이 구획하는 영역 내에 배치되는 복수의 단열판을 포함할 수 있다.
반응기와 연통되도록 형성되며, 반응기 내부 공간에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부; 및 반응기와 연통되도록 형성되며, 반응기 내부 공간의 기판처리 가스를 배출하는 가스 배출부를 더 포함할 수 있다.
보트가 승강 수단의 상사점에 위치하면 반응기의 챔버 공간이 밀폐될 수 있다.
기판처리 가스가 반응기의 챔버 공간에 공급되면, 챔버 공간의 기압은 반응기의 외부 공간보다 높게 설정될 수 있다.
수평 프레임의 외측에 브라켓이 연결되고, 브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착될 수 있다.
수직 프레임의 외측에 브라켓이 더 연결되고, 브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착될 수 있다.
안착홈 내에 탄성 수단이 배치되고, 탄성 수단은 단열판의 테두리를 안착홈의 일측으로 밀어서 고정시킬 수 있다.
단열판의 모서리에 적어도 하나의 지지돌기가 형성되고, 지지돌기의 하부가 수직 프레임에 연결된 브라켓의 안착홈에 지지될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 대면적 대형 기판을 처리할 수 있는 기판처리 장치의 반응기를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 대형의 반응기 제조를 용이하게 하고, 다양한 형태로 제작하여 적용 범위를 확대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 재질의 선정이 다양해지고, 제작의 효율성 및 유지/보수의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 반응기를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임에 단열판이 설치된 상태를 나타내는 확대 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임에 단열판이 설치된 상태를 나타내는 확대 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 프레임 및 수직 프레임에 연결된 브라켓을 나타내는 확대 개략도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 부분 측단면도이다.
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 실시예들에 따른 기판처리 장치의 반응기를 상세히 설명한다.
기판처리 장치는 열처리 장치로서 반응기(reactor; 100), 프레임(미도시), 기판 적재 및 승강 수단(미도시)을 포함할 수 있다.
반응기(100)는 적어도 하나의 기판이 실질적으로 열처리되는 챔버 공간을 제공할 수 있다. 반응기(100)는 하부가 개방되고, 개방된 하부를 통해 적재된 기판들이 상승하여 챔버 공간 내에 위치될 수 있다.
프레임(미도시)은 반응기(100) 및 기판 적재 및 승강 수단(미도시)을 지지하고, 반응기(100)와 프레임 사이에는 매니폴드(미도시)가 연결되어 실링을 수행함과 동시에 반응기(100) 내부로 기판처리 가스 등을 유입시키는 유입로 등을 제공할 수 있다.
기판 적재 및 승강 수단(미도시)의 보트(미도시) 상에는 복수의 기판들이 적재되고, 승강 수단이 보트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 승강 수단에 의해 보트가 상사점에 위치하면 적재된 기판들이 반응기(100)의 챔버 공간 내에 위치할 수 있고, 기판처리 공정이 완료되면 승강 수단에 의해 보트가 하사점에 위치하도록 이동할 수 있다. 승강 수단에 의해 보트가 상사점에 위치하면, 보트와 매니폴드가 긴밀히 접촉되어 반응기(100)의 챔버 공간이 밀폐될 수 있다.
한편, 가스 공급부 및 가스 배출부(미도시)가 반응기(100)와 연통되도록 형성될 수 있다. 가스 공급부는 외부의 가스 공급수단(미도시)으로부터 기판처리 가스를 전달받아 반응기(100)의 내부 공간에 기판처리 가스를 공급하는 경로를 제공할 수 있다. 가스 배출부는 외부의 가스 배출수단(미도시)에 반응기(100)의 내부 공간에 있는 기판처리 가스를 배출하는 경로를 제공할 수 있다. 기판처리 가스의 공급에 의해, 밀폐된 상태에서 반응기(100)의 챔버 공간의 기압은 반응기(100)의 외부 공간보다 높게 설정될 수 있다. 반응기(100)의 챔버 공간이 양압이 되므로, 반응기(100) 외부로부터 오염 물질, 파티클 등이 챔버 공간 내로 진입하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 기판처리 장치는 기판을 이송하기 위한 이송 로봇(미도시), 반응기(100) 주변에 열을 가하는 히터(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치(10)의 반응기(100)를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 반응기(100)는 하부가 개방된 형태이고, 반응기 측부(110) 및 반응기 상부(150)가 면을 구성하며 폐쇄된 형상일 수 있다. 반응기 측부(110)는 삼각 기둥, 사각 기둥, 육각 기둥 등의 다각 기둥 형상일 수 있으나, 본 명세서에서는 사각 기둥 형상을 상정하여 설명한다. 그리고, 반응기 상부(150)는 평면 형상, 돔 형상, 또는 수직 방향으로 소정의 곡률을 포함하는 형상(평판에서 적어도 일부가 구부러진 형상) 등일 수 있으나, 본 명세서에서는 평면 형상을 상정하여 설명한다. 반응기 측부(110) 및 상부(150)의 형상은 반드시 도면의 예시 형태에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.
반응기 측부(110) 및 반응기 상부(150)는 복수의 프레임(120, 130, 160, 170)을 포함할 수 있다. 그리고, 반응기 측부(110) 및 반응기 상부(150)는 적어도 하나의 단열판(101)을 포함할 수 있다. 그리하여, 복수의 프레임(120, 130, 160, 170) 및 단열판(101)의 결합으로 반응기 측부(110)의 면, 반응기 상부(150)의 면을 구성할 수 있다.
단열판(101)은 반응기(100) 내부를 외부의 환경으로부터 단열하는 역할을 하며, 각각의 단열판(101)은 평판 형상인 것이 바람직하나, 돔 형상, 또는 소정의 곡률을 가지는 입체적인 형상일 수도 있다. 단열판(101)은 고온에서의 내열성 및 강성이 우수한 재질인, 석영, 세라믹, 글래스 등을 포함할 수 있다.
반응기 측부(110)는 복수의 수직 프레임(120: 121, 122, 123, ...)과 복수의 수평 프레임(130: 131, 132, ...)을 포함할 수 있다.
수직 프레임(120)은 반응기(100)의 높이에 대응하도록 수직 방향으로 연장 형성될 수 있다. 수직 프레임(120)은 반응기 측부(110)의 모서리에 배치되는 수직 프레임(121, 122)만을 포함할 수도 있고, 반응기 측부(110)의 면 상에 배치되는 수직 프레임(123)을 더 포함할 수도 있다. 도 1에서는 반응기 측부(110)가 사각 기둥 형상이므로, 모서리에 4개의 수직 프레임(121, 122)을 포함하며, 대면적 기판의 처리를 위한 넓은 공간을 확보하기 위해, 추가적으로 각 면 상에 1개씩, 총 4개의 수직 프레임(123)을 더 포함한다. 수직 프레임(120)의 개수는 반응기 측부(110)의 형태, 반응기 측부(110) 면의 크기 등에 따라 변경될 수 있다.
수평 프레임(130)은 이웃하는 한쌍의 수직 프레임(120)을 연결하도록 수평 방향으로 연장 형성될 수 있다. 도 1의 예에서, 수평 프레임(131)은 이웃하는 한쌍의 수직 프레임(121, 123) 사이에 배치되고, 수평 프레임(132)은 이웃하는 한쌍의 수직 프레임(122, 123) 사이에 배치될 수 있다. 수평 프레임(130)의 양단이 이웃하는 한쌍의 수직 프레임(120)에 체결, 접합 등에 의해 연결될 수 있다.
수직 프레임(120)과 수평 프레임(130)이 연결된 후, 반응기 측부(110)의 남은 빈 공간에 단열판(101)이 배치됨에 따라 반응기 측부(110)의 면을 구성할 수 있다. 다시 말해, 수직 프레임(120)과 수평 프레임(130)이 구획하는 영역[빈 영역]에 단열판(101)이 배치되어, 폐쇄된 면을 구성할 수 있다. 다른 관점으로, 하나의 단열판(101)의 좌우측은 2개의 수직 프레임(120)과 접하고, 상하측은 2개의 수평 프레임(130) 과 접할 수 있다. 도 1에서는 반응기 측부(110)를 구성하는 각 면이, 3개의 수직 프레임(120) 및 8개의 수평 프레임(130)을 포함하고, 이들이 6개의 공간을 구획하여, 각각의 구획된 공간에 6개의 단열판(101)이 접촉 배치된 형태가 도시되어 있다.
반응기 측부(110)를 구성하는 하나의 면 상에서, 복수의 수직 프레임(120: 121, 122, 123)은 수평 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 이웃하는 한쌍의 수직 프레임(120)을 연결하는 복수의 수평 프레임(130: 131, 132)은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 그리하여, 동일한 형태의 단열판(101)들로서 반응기 측부(110)를 구성할 수 있어, 반응기(100)의 조립이 간편해지는 이점이 있다.
본 발명은 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측에 단열판(101)이 접촉되는 것을 특징으로 한다. 단열판(101)은 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)이 구획하는 영역[빈 영역] 사이에 끼워지지 않고, 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측에 밀착될 수 있다. 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130) 사이에 단열판(101)을 삽입하기 위해서는, 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 조립 순서, 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)에 단열판(101)이 안정적으로 지지되기 위한 별도의 홈 등을 고려해야 하기 때문에 구성이 복잡해지는 문제가 발생한다.
하지만, 본 발명은 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)을 공지의 방법으로 연결한 후, 또는 연결을 수행하면서, 외측 방향에서 단열판(101)을 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)에 접촉되도록 설치할 수 있다. 따라서, 간단한 과정으로 반응기(100)를 구성할 수 있으며, 반응기(100)를 유지보수하는 과정에서도 프레임(120, 130, 160, 170)들을 분해할 필요없이, 외측에서 각각의 단열판(101)만을 분리하거나, 교체할 수 있기 때문에 간편한 이점이 있다. 구체적인 단열판(101)의 설치 형태는 후술한다.
한편, 본 발명은 복수의 수직 프레임(120)과 수평 프레임(130)을 결합함에 따라 반응기(100)를 형성할 수 있으므로, 다양한 형태로 제작할 수 있고, 사이즈의 측면에서 제한이 없다. 그리하여, 대면적 대형 기판을 처리할 수 있는 반응기(100)를 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
반응기 상부(150)는 하나의 단열판(101)을 포함할 수도 있고, 복수의 단열판(101)을 포함할 수도 있다. 반응기 상부(150)의 테두리를 구성하는 프레임은, 반응기 측부(110)의 최상단에 위치하는 수평 프레임(130)들에 해당할 수 있다. 반응기 측부(110)와 반응기 상부(150)에 배치되는 단열판(101)의 크기, 형태는 동일할 수 있으나, 다르게 형성될 수도 있다.
반응기 상부(150)가 하나의 단열판(101)만을 포함하는 경우에는, 단열판(101)의 테두리를 반응기 측부(110)의 최상단에 위치하는 수평 프레임(130)들이 지지할 수 있다.
반응기 상부(150)가 복수의 단열판(101)을 포함하는 경우에는, 복수의 단열판(101)이 배치되는 영역을 구획할 수 있도록, 반응기 상부(150)는 적어도 하나의 상부 프레임(160, 170)을 포함할 수 있다.
상부 프레임(160, 170)은 반응기 측부(110)의 최상단에 배치되는 수평 프레임(130) 및/또는 수직 프레임(120)에 양단이 연결될 수 있다. 상부 프레임(160)은, 양단이 수직 프레임(120)의 최상단 상에 연결될 수 있다. 또한, 상부 프레임(170)은, 양단이 반응기 측부(110)의 최상단에 배치되는 수평 프레임(130)의 상측 상에 연결될 수 있다.
상부 프레임(160, 170)은 제1 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제1 상부 프레임(160) 및 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제2 상부 프레임(170: 171, 172)을 포함할 수 있다. 제1 상부 프레임(160)은 수직 프레임(120)의 상단에 연결되고, 제2 상부 프레임(170)은 수평 프레임(130)의 상단에 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 1의 예로, 제1 상부 프레임(160)의 양단은 수직 프레임(123)의 최상단 상에 연결되고, 제2 상부 프레임(170: 171, 172)의 일단은 제1 상부 프레임(160)에 연결되고, 타단은 수평 프레임(130)에 연결될 수 있다. 상부 프레임(160, 170)의 양단 하측이 수직 프레임(120), 수평 프레임(130)의 상측에 연결될 수 있다. 다시 말해, 상부 프레임(160, 170)은 수직 프레임(120), 수평 프레임(130)에 걸쳐질 수도 있고, 견고히 결합될 수도 있다. 도 1에서는 반응기 상부(150)를 구성하는 면이, 1개의 제1 상부 프레임(160) 및 4개의 제2 상부 프레임(170)을 포함하고, 이들이 6개의 공간을 구획하여, 6개의 단열판(101)이 배치된 형태가 도시되어 있다.
상부 프레임(160, 170)이 구획하는 영역에 단열판(101)을 배치할 때, 단열판(101)의 위치가 어긋나지 않도록, 상부 프레임(160, 170)에는 수용홈(미도시)이 형성될 수 있다. 수용홈은 단차지게 형성되어 단열판(101)의 테두리의 일부, 전부가 수용될 수 있다. 한편, 상부 프레임(160, 170)의 수용홈에 대응하도록, 반응기 측부(110) 최상단의 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)에도 수용홈(미도시)이 형성될 수 있다. 상부 프레임(160, 170)이 구획하는 영역에 단열판(101)을 배치한 후, 단열판(101)을 더욱 밀착시키도록 공지의 체결 방법을 사용할 수 있고, 실링을 위한 실링 부재(미도시)를 더 개재할 수도 있다.
위처럼, 반응기 상부(150)에서 단열판(101)을 수용홈에 끼우는 것으로 반응기 상부(150) 면을 구성할 수 있으므로 간편한 이점이 있다. 또한, 반응기 상부(150)에서 단열판(101)이 수용홈에 수용된 상태이므로, 단열판(101)을 들어올리는 것으로 반응기 상부(150)에서 챔버 내부 공간으로의 진입로가 확보되어, 기판처리 장치(10) 또는 반응기(100)의 유지관리가 간편해지는 이점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(120, 130)에 단열판(101)이 설치된 상태를 나타내는 확대 개략도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임(120, 130)에 단열판이 설치된 상태를 나타내는 확대 개략도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 프레임(130) 및 수직 프레임(120)에 연결된 브라켓(140, 145)을 나타내는 확대 개략도이다. 도 5는 도 4의 A-A' 부분 측단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 수평 프레임(130)의 외측에는 브라켓(140)이 연결될 수 있다. 수평 프레임(130)의 외측에는 하나 또는 복수의 브라켓(140)이 체결, 접합 등에 의해 연결될 수 있다.
브라켓(140)은 안착홈(141)[도 5 참조]을 제공할 수 있다. 브라켓(140)은 측단면 형상이 대략 '└' 형태로 굴곡되도록 형성되고, 빈 공간이 안착홈(141)으로 작용할 수 있다. 안착홈(141)의 공간에 단열판(101)의 테두리 일부가 안착될 수 있다.
일 예로, 단열판(101)의 하부 모서리에 대응하는 수평 프레임(130)의 브라켓(140)은 측단면 형상이 대략 '└' 형태가 되도록 연결되어, 단열판(101)의 하부 모서리의 하중을 지지함과 동시에 단열판(101)이 외측 방향으로 이탈되지 않도록 지지할 수 있다. 그리고, 단열판(101)의 상부 모서리에 대응하는 수평 프레임(130)의 브라켓(140)은 측단면 형상이 대략 '┐' 형태가 되도록 연결되어, 단열판(101)의 상부 모서리가 외측 방향으로 이탈되지 않도록 지지할 수 있다.
이 외에, 브라켓(140)은 2개의 대칭된 형태가 일체로 형성될 수도 있다. 다시 말해, 브라켓(140)은 측단면 형상이 대략 '├' 형태로 굴곡되도록 형성되고, 상부, 하부의 빈 공간 두 부분이 안착홈(141)으로 작용할 수 있다.
한편, 수직 프레임(120)의 외측에 브라켓(145)이 더 연결될 수 있다. 수직 프레임(120)의 외측에는 하나 또는 복수의 브라켓(145)이 체결, 접합 등에 의해 연결될 수 있다.
브라켓(145)은 브라켓(140)과 마찬가지로, 안착홈(146)[도 4 참조]을 제공할 수 있다. 브라켓(145)은 측단면 형상이 대략 '└' 형태로 굴곡되도록 형성되고, 빈 공간이 안착홈(146)으로 작용할 수 있다. 안착홈(146)의 공간에 단열판(101)의 테두리 일부가 안착될 수 있다.
일 예로, 단열판(101)의 좌우측 모서리에 대응하는 수직 프레임(120)의 브라켓(145)은 측단면 형상이 대략 '└' 형태가 되도록 연결되어, 즉, 브라켓(145) 및 안착홈(146)의 형성 방향이 수직 방향이 되도록 연결되어, 단열판(101)의 좌우측 모서리가 외측 방향으로 이탈되지 않도록 지지할 수 있다[도 2 참조].
다른 예로, 단열판(101)의 좌우측 모서리에 대응하는 수직 프레임(120)의 브라켓(145)은 측단면 형상이 대략 '└' 형태가 되도록 연결되어, 즉, 안착홈(146)의 형성 방향이 수평 방향이 되도록 연결되어, 단열판(101)의 좌우측 모서리의 일부[또는, 단열판(101)의 지지돌기(102); 도 3 참조]의 하중을 지지함과 동시에 단열판(101)의 좌우측 모서리가 외측 방향으로 이탈되지 않도록 지지할 수 있다.
프레임(120, 130)이 구성된 상태에서, 브라켓(140, 145)을 연결하면서 단열판(101)을 브라켓(140, 145)의 안착홈(141, 146)에 안착지지시킴에 따라, 단열판(101)의 모서리를 프레임(120, 130)에 접촉시킬 수 있다. 또는, 프레임(120, 130)이 구성된 상태에서, 브라켓(140, 145)을 프레임(120, 130)의 외측에 연결한 후, 단열판(101)을 브라켓(140, 145)의 안착홈(141, 146)에 안착지지시킴에 따라, 단열판(101)의 모서리를 프레임(120, 130)에 접촉시킬 수도 있다. 이에 따라, 제조 과정이 간소화 되는 이점이 있다. 또한, 일부 브라켓(140, 145)에 대해서만 분리를 행하여도 단열판(101)을 빼낼 수 있으므로, 반응기(100)의 유지관리 과정이 간소화 되는 이점이 있다.
반응기 측부(110)를 제조한 후, 상부 프레임(160, 170)을 반응기 측부(110) 최상단의 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130) 상에 연결할 수 있다. 그리고, 상부 프레임(160, 170)이 구획하는 영역에 단열판(101)을 배치하여 반응기 상부(150)의 제조를 완료할 수 있다.
한편, 상부 프레임(160, 170)에도 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)과 같이 브라켓(140, 145)을 연결하고, 안착홈(141, 146)에 단열판(101)의 테두리를 안착시킴에 따라 반응기 상부(150)를 구성할 수도 있다.
한편, 단열판(101)과 안착홈(141, 146)의 크기가 딱 맞지 않으면, 단열판(101)이 안착홈(141, 146) 내에서 유동할 수 있고, 실링 측면에서도 좋지 않다. 또한, 단열판(101)과 안착홈(141, 146)이 너무 딱 맞으면 반응기(100)의 미약한 흔들림에 의해서도 단열판(101)에 스트레스가 집중되어 단열판(101)이 쉽게 파손될 수 있다.
이에 따라, 도 4 및 도 5과 같이, 안착홈(141, 146) 내에 탄성 수단(143, 148)이 더 배치될 수 있다. 탄성 수단(143, 148)은 스프링과 같은 공지의 탄성 수단을 제한없이 사용할 수 있다. 탄성 수단(143, 148)은 안착홈(141, 146)의 일측, 즉, 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측면 방향으로 단열판(101)을 밀어서(F) 고정시킬 수 있다. 탄성 수단(143, 148)은 브라켓(140, 145)의 크기, 탄성 수단(143, 148)의 탄성력, 실링 정도 등을 고려하여 적절한 개수로 배치할 수 있다.
한편, 단열판(101)의 보다 넓은 면적에 미는 힘(F)을 작용할 수 있도록, 탄성 수단(148)에 탄성판(149)이 더 연결될 수 있다. 탄성 수단(148)이 탄성판(149)을 밀고, 탄성판(149)은 넓은 면적으로 단열판(101)을 밀어서(F) 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측면에 밀착시킬 수 있다.
위와 같이, 탄성 수단(143, 148)이 단열판(101)을 일측으로 밀어서 고정시키므로, 단열판(101)과 프레임(120, 130)과의 틈을 완전히 실링하는데 기여할 수 있다. 또한, 탄성 수단(143, 148)이 소정의 탄성력을 제공하기 때문에, 반응기(100)의 미약한 흔들림에도 단열판(101)에 스트레스가 집중되는 것을 방지할 수 있게 되는 이점이 있다. 그리고, 반응기(100)를 분해하는 경우에도, 탄성 수단(143, 148)을 제거하는 것만으로도 단열판(101)을 프레임들로부터 빼내기가 매우 수월해지는 이점이 있다.
도 2를 다시 참조하면, 일 실시예에 따른, 사각 형태의 단열판(101)이 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측면에 밀착된 상태가 도시된다. 3개의 브라켓(145)이 수직 프레임(120) 외측에 연결되어 단열판(101)의 좌우측 모서리를 지지하고, 3개의 브라켓(140)이 수평 프레임(130) 외측에 연결되어 단열판(101)의 상하측 모서리를 지지할 수 있다.
각각의 브라켓(140, 145)의 안착홈(141, 146) 내에는 탄성 수단(143, 148)이 배치되어, 단열판(101)을 프레임(120, 130) 측으로 밀어서 실링을 수행할 수 있다.
한편, 브라켓(140)은 상부, 하부의 빈 공간 두 부분에 안착홈(141)을 구비하도록 대략 '├' 형태로 형성됨에 따라, 하나의 브라켓(140)으로 상부 및 하부에 위치하는 2개의 단열판(101)을 동시에 지지할 수도 있다.
도 3을 다시 참조하면, 일 실시예에 따른, 사각 형태의 단열판(101)이 수직 프레임(120) 및 수평 프레임(130)의 외측면에 밀착된 상태가 도시된다. 이때, 단열판(101)의 모서리(예를 들어, 좌측 또는 우측 모서리)에 적어도 하나의 지지돌기(102)가 형성될 수 있다. 3개의 브라켓(145)이 수직 프레임(120) 외측에 연결되고, 단열판(101)의 지지돌기(102)가 브라켓(145)의 안착홈(146)에 지지됨에 따라 단열판(101)의 좌우측 모서리가 지지될 수 있다. 그리고, 3개의 브라켓(140)이 수평 프레임(130) 외측에 연결되어 단열판(101)의 상하측 모서리를 지지할 수 있다.
각각의 브라켓(140, 145)의 안착홈(141, 146) 내에는 탄성 수단(143, 148)이 배치되어, 단열판(101)을 프레임(120, 130) 측으로 밀어서 실링을 수행할 수 있다. 브라켓(145)의 탄성 수단(148)에는 탄성판(149)이 더 연결되어, 하나의 브라켓(145)으로 양 옆의 2개의 단열판(101)을 밀어서 고정시킬 수 있다.
이처럼 본 발명은, 다양한 형태, 크기로 반응기(100)를 제작할 수 있고, 대면적 대형 기판을 처리할 수 있는 정도의 반응기(100)도 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 반응기(100)에 사용할 수 있는 재질의 선정이 다양해지고, 제작의 효율성을 향상시키는 효과가 있다. 그리고, 프레임(120, 130, 160, 170) 제작 과정과는 별도로 단열판(101)을 외측에서 브라켓(140, 145)을 이용하여 밀착 연결하여 제조할 수 있고, 유지/보수 시에도 프레임(120, 130, 160, 170)을 분해함이 없이 단열판(101)만을 교체할 수 있으므로, 제조 및 유지/보수 과정을 간소화 할 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.
100: 반응기(reactor)
101: 단열판
110: 반응기 측부
120: 수직 프레임
130: 수평 프레임
140, 145: 브라켓
141, 146: 안착홈
143, 148: 탄성 수단
149: 탄성판
150: 반응기 상부
160, 170: 상부 프레임

Claims (23)

  1. 적어도 하나의 기판이 처리되는 기판처리 장치의 반응기(reactor)로서,
    반응기는 하부가 개방되고, 반응기 측부 및 반응기 상부가 적어도 하나의 단열판을 포함하여 폐쇄된 형상을 가지며,
    반응기 측부는,
    복수의 수직 프레임;
    이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임; 및
    수직 프레임 및 수평 프레임의 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판
    을 포함하고,
    반응기 측부를 구성하는 하나의 면 상에서, 복수의 수직 프레임은 수평 방향을 따라 일정 간격으로 배치되고, 이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치되며,
    수평 프레임은 3개 이상이 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 반응기 측부를 구성하는 하나의 면 상에서 두 층 이상의 공간을 구획하는, 기판처리 장치의 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    반응기 상부는,
    반응기 측부의 최상단에 배치되는 수평 프레임 또는 수직 프레임에 양단이 연결되는 적어도 하나의 상부 프레임; 및
    수직 프레임, 수평 프레임 및 상부 프레임의 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판
    을 포함하는, 기판처리 장치의 반응기.
  3. 제2항에 있어서,
    반응기 상부는 복수의 상부 프레임을 포함하고, 상부 프레임은,
    제1 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제1 상부 프레임; 및
    제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배치되는 적어도 하나의 제2 상부 프레임
    을 포함하는, 기판처리 장치의 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 상부 프레임은 수직 프레임의 상단에 연결되고,
    제2 상부 프레임은 수평 프레임의 상단에 연결되는, 기판처리 장치의 반응기.
  5. 제1항에 있어서,
    반응기 측부는 다각 기둥 형상을 가지는, 기판처리 장치의 반응기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    수평 프레임의 외측에 브라켓이 연결되고,
    브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착되는, 기판처리 장치의 반응기.
  8. 제7항에 있어서,
    수직 프레임의 외측에 브라켓이 더 연결되고,
    브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착되는, 기판처리 장치의 반응기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    안착홈 내에 탄성 수단이 배치되고, 탄성 수단은 단열판의 테두리를 안착홈의 일측으로 밀어서 고정시키는, 기판처리 장치의 반응기.
  10. 제8항에 있어서,
    단열판의 모서리에 적어도 하나의 지지돌기가 형성되고,
    지지돌기의 하부가 수직 프레임에 연결된 브라켓의 안착홈에 지지되는, 기판처리 장치의 반응기.
  11. 제2항에 있어서,
    수직 프레임 또는 수평 프레임의 상측에 상부 프레임의 양단 하측이 연결되는, 기판처리 장치의 반응기
  12. 제1항에 있어서,
    반응기 상부는 평면 형상, 돔 형상, 수직 방향으로 곡률을 포함하는 형상 중 어느 하나인, 기판처리 장치의 반응기.
  13. 제1항에 있어서,
    단열판의 재질은 석영, 세라믹, 글래스 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 기판처리 장치의 반응기
  14. 적어도 하나의 기판이 처리되는 기판처리 장치로서,
    기판이 처리되는 챔버 공간을 제공하는 반응기(reactor);
    반응기를 지지하는 프레임; 및
    적어도 하나의 기판이 적재되는 보트를 상하 방향으로 이동시키는 기판 적재 및 승강 수단
    을 포함하고,
    반응기는 하부가 개방되고, 반응기 측부 외측 및 반응기 상부 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판을 포함하여 폐쇄된 형상을 가지며,
    반응기 측부는,
    복수의 수직 프레임;
    이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임; 및
    수직 프레임 및 수평 프레임의 외측에 적어도 모서리가 접촉하는 복수의 단열판
    을 포함하고,
    반응기 측부를 구성하는 하나의 면 상에서, 복수의 수직 프레임은 수평 방향을 따라 일정 간격으로 배치되고, 이웃하는 한쌍의 수직 프레임을 연결하는 복수의 수평 프레임은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치되며,
    수평 프레임은 3개 이상이 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 반응기 측부를 구성하는 하나의 면 상에서 두 층 이상의 공간을 구획하는, 기판처리 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    반응기 상부는,
    반응기 측부의 최상단에 배치되는 수평 프레임 또는 수직 프레임에 양단이 연결되는 적어도 하나의 상부 프레임; 및
    수직 프레임, 수평 프레임 및 상부 프레임이 구획하는 영역 내에 배치되는 복수의 단열판
    을 포함하는, 기판처리 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    반응기와 연통되도록 형성되며, 반응기 내부 공간에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    반응기와 연통되도록 형성되며, 반응기 내부 공간의 기판처리 가스를 배출하는 가스 배출부
    를 더 포함하는, 기판처리 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    보트가 승강 수단의 상사점에 위치하면 반응기의 챔버 공간이 밀폐되는, 기판처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    기판처리 가스가 반응기의 챔버 공간에 공급되면, 챔버 공간의 기압은 반응기의 외부 공간보다 높게 설정되는, 기판처리 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    수평 프레임의 외측에 브라켓이 연결되고,
    브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착되는, 기판처리 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    수직 프레임의 외측에 브라켓이 더 연결되고,
    브라켓의 안착홈에 단열판 테두리의 적어도 일부가 안착되는, 기판처리 장치.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    안착홈 내에 탄성 수단이 배치되고, 탄성 수단은 단열판의 테두리를 안착홈의 일측으로 밀어서 고정시키는, 기판처리 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    단열판의 모서리에 적어도 하나의 지지돌기가 형성되고,
    지지돌기의 하부가 수직 프레임에 연결된 브라켓의 안착홈에 지지되는, 기판처리 장치.
KR1020190024657A 2019-03-04 2019-03-04 기판처리 장치의 반응기 및 이를 포함하는 기판처리 장치 KR102647837B1 (ko)

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