KR200459210Y1 - 배치식 기판처리 장치의 챔버 - Google Patents

Abstract

복수개의 기판을 동시에 기판처리한 후 챔버의 온도를 전체적으로 균일하게 하여 챔버의 열변형을 방지할 수 있는 배치식 기판처리 장치의 챔버가 개시된다. 본 고안에 따른 배치식 기판처리 장치의 챔버는, 배치형 기판처리 장치에서 복수개의 기판에 대하여 기판처리 공간을 제공하는 배치형 기판처리 장치의 챔버(100)로서, 내판(110)과 외판(120); 내판(110) 및 외판(120) 사이에 배치되는 단열부(200); 및 단열부(200)와 외판(120)에 각각 연결되어 배치되는 제1 및 제2 냉각부(300, 400)를 포함하고, 제1 및 제2 냉각부(300, 400)에 의하여 챔버(100)를 냉각하여 챔버의 열 손상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

배치식 기판처리 장치, 기판, 단열, 냉각

Description

배치식 기판처리 장치의 챔버{Chamber For Batch Type Substrate Treatment Apparatus}

본 고안은 배치식 기판처리 장치의 챔버에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수개의 기판을 동시에 기판처리한 후 챔버의 온도를 전체적으로 균일하게 하여 챔버의 열변형을 방지할 수 있는 배치식 기판처리 장치의 챔버에 관한 것이다.

반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 제조에 사용되는 어닐링(annealing) 장치는 실리콘 웨이퍼나 글래스와 같은 기판 상에 증착되어 있는 소정의 박막에 대하여 결정화, 상 변화 등의 공정을 위하여 필수적인 열처리 단계를 담당하는 장치이다.

대표적인 어닐링 장치로는 액정 디스플레이 또는 박막형 결정질 실리콘 태양전지를 제조하는 경우 글래스 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 실리콘 결정화 장치가 있다.

이와 같은 결정화 공정(열처리 공정)을 수행하기 위해서는 소정의 박막이 형성되어 있는 기판의 히팅이 가능한 기판처리 장치가 있어야 한다. 예를 들어, 비정질 실리콘의 결정화를 위해서는 최소한 550 내지 600℃의 온도가 필요하다.

통상적으로 기판처리 장치에는 하나의 기판에 대하여 기판처리를 수행할 수 있는 매엽식과 복수개의 기판에 대하여 기판처리를 수행할 수 있는 배치식이 있다. 매엽식은 장치의 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어서 최근의 대량 생산용으로는 배치식이 각광을 받고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 배치식 기판처리 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 배치식 열처리 장치(1)는 기판처리 공간을 제공하는 직육면체 형상의 챔버(10)와, 챔버(10)를 지지하는 프레임(12), 챔버(10)에 기판을 로딩 및 언로딩할 수 있도록 상하 방향으로 개폐되는 도어(14) 및 챔버(10)의 내부에 설치되는 구성 요소의 수리 및 교체를 위하여 챔버(10)의 상측에 개폐 가능하게 형성되는 커버(16)를 포함하여 구성된다. 챔버(10)의 내부에는 기판을 직접 가열하기 위한 메인 히터(18a)와, 챔버(10) 내부의 열 손실을 방지하기 위한 보조 히터(18b)가 설치된다. 이때, 메인 히터(18a)와 보조 히터(18b)는 소정의 길이와 직경을 갖는 로드형 히터로서, 챔버(10)에 로딩되는 복수개의 기판마다 대응하여 설치된다.

그러나, 위와 같은 종래의 배치식 기판처리 장치는 기판처리 도중 기판으로 인가되었던 열이 챔버 외부로 방출되며 열 손실이 발생하여 챔버 내부의 온도를 기판처리에 필요한 수준으로 유지하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 챔버의 내부로 인가된 열이 챔버의 외부로 전달되면서 챔버의 외벽의 온도가 급격히 상승하면서 챔버에 열 변형이 발생되는 문제점이 있었다.

특히, 최근 평판 디스플레이 및 태양전지용 글래스 기판의 사이즈가 대면적화 됨에 따라 상술한 바와 같은 문제점이 더욱 주목을 받고 있으며, 따라서 챔버의 열 손실과 열 변형을 방지할 수 있는 배치식 기판처리 장치의 개발이 필요한 실정이다.

이에 본 고안의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개의 기판을 동시에 기판처리할 때 챔버에 단열부를 배치하여 기판처리를 위해 인가된 열이 챔버 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있는 배치식 기판처리 장치의 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 복수개의 기판을 동시에 기판처리할 때 챔버의 내측과 외측으로 냉각부를 배치하여 기판처리를 위해 인가되었던 열에 의해 챔버에 발생되는 열 변형을 방지할 수 있는 배치식 기판처리 장치의 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 배치식 기판처리 장치의 챔버는, 배치형 기판처리 장치에서 복수개의 기판에 대하여 기판처리 공간을 제공하는 배치형 기판처리 장치의 챔버로서, 내판과 외판; 상기 내판 및 외판 사이에 배치되는 단열부; 및 상기 단열부와 상기 외판에 각각 연결되어 배치되는 제1 및 제2 냉각부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 냉각부에 의하여 상기 챔버를 냉각하여 상기 챔버의 열 손상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 내판 및 상기 외판의 재질은 SUS를 포함할 수 있다.

상기 단열부의 재질은 석영을 포함할 수 있다.

상기 제1 냉각부는 상기 단열부 상에 형성되는 복수개의 에어홈 및 상기 에어홈의 양단으로 연결되는 에어 공급관 및 에어 배출관을 포함할 수 있다.

상기 제2 냉각부는 상기 외판 상에 형성되는 복수개의 냉각수관 및 상기 냉각수관의 양단으로 연결되는 냉각수 공급관과 냉각수 배출관을 포함할 수 있다.

본 고안에 따르면, 복수개의 기판을 동시에 기판처리할 때 챔버의 내판과 외판 사이에 단열부를 배치하여 기판처리를 위해 인가되었던 열이 챔버 외부로 손실되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 복수개의 기판을 동시에 기판처리할 때 챔버의 내측과 외측으로 냉각부를 배치하여 기판처리를 위해 기판에 인가되었던 열에 의해 챔버에 열 변형이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 복수개의 기판을 기판처리하는 챔버의 내측과 외측으로 냉각부가 배치되므로 기판처리 후 챔버의 냉각이 보다 신속히 이루어지는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 챔버(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 3은 도 2의 A-A선의 선단면도이다.

먼저, 본 고안에서 배치식 기판처리 장치의 기본적인 구성은 챔버를 제외하면 상술한 도 1과 같은 종래의 배치식 기판처리 장치의 구성과 동일하므로 본 명세서에서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 이하에서는 도면의 편의상 배치식 기판처리 장치에서 챔버(100)만 도시한 이하의 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 설명하도록 한다.

또한, 본 고안에서 배치식 기판처리 장치의 챔버(100)에 로딩되는 기판의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스 스틸 등 다양한 재질의 기판이 로딩될 수 있다. 이하에서는 LCD나 OLED와 같은 평판 디스플레이나 박막형 실리콘 태양전지 분야에 가장 일반적으로 사용되는 직사각형 형상의 글래스 기판을 상정하여 설명한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 배치식 기판처리 장치의 챔버(100)는 내판(110)과 외판(120), 단열부(200) 및 제1 및 제2 냉각부(300, 400) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

챔버(100)는 내측에 복수개의 기판에 대한 기판처리 공간을 제공한다. 챔버(100)의 재질은 스테인레스 스틸인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

챔버(100)의 전방에는 챔버(100)에 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 도어(미도시)의 설치를 위한 출입구(102)가 형성된다. 출입구(102)를 통해 트랜스퍼 암과 같은 기판 로딩 장치(미도시)를 이용하여 기판을 챔버(100)로 로딩할 수 있다.

챔버(100)의 양측과 전후로는 메인 히터와 보조 히터를 설치하기 위한 히터 연결공(106)이 형성될 수 있다. 도면에 의하면, 히터 연결공(106)은 챔버(100)의 장변측에 7행으로 16개가 형성되어 있으나, 히터 연결공(106)의 형성 개수는 챔버(100)에 로딩되는 기판의 사이즈 및 개수에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이는 챔버(100)의 단변측에 형성되는 히터 연결공(106)에도 적용될 수 있다.

챔버(100)의 외부에는 챔버(100)의 전체 강도를 강화하기 위한 보강 프레 임(108)이 복수개로 설치될 수 있다.

내판(110)은 챔버(100) 내부의 4측면과 하부 및 상부 등 챔버 내측면 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 외판(120)은 챔버(100) 외부의 4측면과 하부 및 상부 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 내판(110)과 외판(120)의 재질은 스테인레스 스틸(SUS)을 포함할 수 있다.

내판(110)과 외판(120)의 사이에는 단열부(200)가 배치될 수 있다. 단열부(200)는 내판(110)과 외판(120) 사이에 용접 방식으로 고정될 수 있으나 반드시 용접 방식에 한정되지 않는다. 단열부(200)의 재질은 석영을 포함할 수 있다. 단열부(200)는 챔버(100) 내부에서 기판처리를 위해 기판으로 인가되었던 열이 챔버(100) 외부로 배출되어 손실되는 것을 방지한다.

단열부(200)에는 제1 냉각부(300)가 연결되어 배치될 수 있다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 제1 냉각부(300)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1 냉각부(300)는 에어홈(310), 에어 공급관(320)과 에어 배출관(330) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

에어홈(310)은 단열부(200)의 표면을 따라 복수개가 평행하게 형성된다. 에어홈(310)은 내판(110)의 후면과 접하는 단열부(200)의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 에어홈(310)은 소정의 깊이와 폭으로 형성된다.

복수개의 에어홈(310)의 일단으로는 에어 공급관(320)이 연결되고, 타단으로는 에어 배출관(330)이 연결된다. 에어 공급관(320)은 에어홈(310)으로 냉각에 사용되는 공기를 공급한다. 에어 배출관(330)은 에어홈(310)을 따라 흐르며 냉각에 사용된 공기를 외부로 배출한다.

에어 공급관(320)과 에어 배출관(330)은 복수개의 에어홈(310)에 개별적으로 연결될 수 있지만, 단일의 에어 공급관(320)과 에어 배출관(330)의 단부를 분지하여 복수개의 에어홈(310)에 공통적으로 연결할 수도 있다.

도면에 의하면, 제1 냉각부(300)는 챔버(100)의 장변 양측에 각각 배치되어 있지만, 챔버(100)의 출입구(102)에 대향하는 단변측에도 배치될 수 있다.

여기서, 에어홈(310)으로는 에어 대신 냉각수를 공급할 수 있으나, 높은 냉각 효율을 갖는 냉각수에 의한 급격한 냉각에 의해 내판이 변형되는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 에어홈(310)으로는 소정 온도의 에어를 공급하는 것이 바람직하다.

에어 공급관(320)을 통해 공급된 에어는 에어홈(310)을 따라 흐르며, 챔버(100) 내부를 냉각할 수 있으며, 그 결과 챔버(100) 내부의 열 균일성을 높일 수 있다. 냉각에 사용된 에어는 에어 배출관(330)을 통해 챔버(100) 외부로 배출된다.

외판(120)에는 제2 냉각부(400)가 연결되어 배치될 수 있다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 제2 냉각부(400)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 제2 냉각부(400)는 냉각수관(410), 냉각수 공급관(420)과 냉각수 배출관(430) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

냉각수관(410)은 외판(120)의 표면을 따라 복수개가 평행하게 형성된다. 냉 각수관(410)은 소정의 길이와 직경으로 형성된다.

복수개의 냉각수관(410) 일단으로는 냉각수 공급관(420)이 연결되고, 타단으로는 냉각수 배출관(430)이 연결된다. 냉각수 공급관(420)은 냉각수관(410)으로 냉각수를 공급한다. 냉각수 배출관(430)은 냉각수관(410)을 따라 흐르며 냉각에 사용된 냉각수를 외부로 배출한다. 여기서, 냉각수관(410)으로 냉각수 대신 에어가 공급될 수 있으나, 보다 높은 냉각 효율을 얻기 위해 냉각수를 공급하는 것이 바람직하다.

냉각수 공급관(420)과 냉각수 배출관(430)은 각각의 냉각수관(410)에 개별적으로 연결될 수 있지만, 단일의 냉각수 공급관(420)과 냉각수 배출관(430)을 분지한 후, 냉각수 공급관(420)과 냉각수 배출관(430)에 공통적으로 연결할 수 있다.

제2 냉각부(400)는 기판처리 중 챔버(100)의 외부측을 냉각하여 챔버(100)의 외부가 열 변형되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안은, 복수개의 기판을 챔버에 로딩하여 기판처리 하는 도중 단열부에 의해 기판에 인가되는 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판처리 완료 후, 제1 및 제2 냉각부(300, 400)를 이용하여 챔버 전체에 걸쳐 균일한 온도로 유지함으로써, 챔버에 열 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 보다 신속한 냉각을 수행할 수 있다.

본 고안은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 고안과 첨부된 실용신안등록청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 배치식 기판처리 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 챔버의 구성을 나타내는 사시도.

도 3은 도 2의 A-A선의 선단면도.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 제1 냉각부의 구성을 나타내는 도면.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 제2 냉각부의 구성을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 배치식 기판처리 장치

100: 챔버

110: 내판

120: 외판

200: 단열부

300: 제1 냉각부

310: 에어홈

320: 에어 공급관

330: 에어 배출관

400: 제2 냉각부

410: 냉각수관

420: 냉각수 공급관

430: 냉각수 배출관

Claims (5)

1. 배치형 기판처리 장치에서 복수개의 기판에 대하여 기판처리 공간을 제공하는 배치형 기판처리 장치의 챔버로서,

   내판과 외판;

   상기 내판 및 외판 사이에 배치되는 단열부; 및

   상기 단열부와 상기 외판에 각각 연결되어 배치되는 제1 및 제2 냉각부

   를 포함하되,

   상기 제1 냉각부는, 상기 단열부 상에 형성되는 복수개의 에어홈과 상기 에어홈의 양단으로 연결되는 에어 공급관 및 에어 배출관을 포함하고,

   상기 제2 냉각부는, 상기 외판 상에 형성되는 복수개의 냉각수관과 상기 냉각수관의 양단으로 연결되는 냉각수 공급관 및 냉각수 배출관을 포함하며,

   상기 제1 및 제2 냉각부에 의하여 상기 챔버를 냉각하여 상기 챔버의 열 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치의 챔버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내판 및 상기 외판의 재질은 스테인레스 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치의 챔버.
3. 제1항에 있어서,

   상기 단열부의 재질은 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치의 챔버.
4. 삭제
5. 삭제

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