KR20100010111U - Substrate Holder - Google Patents

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김상문
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Abstract

기판 홀더에 개구를 형성하여 개구를 통해 기판으로 열이 인가되도록 하여 기판에 대한 열처리 시 기판 홀더에 안착되어 있는 기판의 중앙부와 에지부의 온도 편차를 줄일 수 있는 기판 홀더가 개시된다. 본 고안에 따른 기판 홀더는 열처리 공정 수행 도중 기판을 지지하는 기판 홀더로서, 홀더 본체(110); 홀더 본체(110)에 형성되는 개구(120); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a substrate holder capable of forming an opening in a substrate holder so that heat is applied to the substrate through the opening, thereby reducing the temperature variation of the center portion and the edge portion of the substrate seated on the substrate holder during heat treatment on the substrate. Substrate holder according to the present invention is a substrate holder for supporting the substrate during the heat treatment process, the holder body 110; An opening 120 formed in the holder body 110; Characterized in that it comprises a.

열처리 장치, 기판, 기판 홀더, 개구, 가열, 냉각, 온도 Heat Treatment Apparatus, Substrate, Substrate Holder, Opening, Heating, Cooling, Temperature

Description

기판 홀더{Substrate Holder}Board Holder {Substrate Holder}

본 고안은 기판 홀더에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 기판 홀더에 개구를 형성하고 개구를 통해 기판으로 열이 인가되도록 하여 기판에 대한 열처리 시 기판 홀더에 안착되어 있는 기판의 중앙부와 에지부의 온도가 균일하도록 하는 기판 홀더에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate holder. More specifically, the present invention relates to a substrate holder which forms an opening in the substrate holder and allows heat to be applied to the substrate through the opening so that the temperature of the center portion and the edge portion of the substrate seated on the substrate holder is uniform during the heat treatment on the substrate.

최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러지기 때문에, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판 처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.Recently, as the demand for flat panel displays has exploded and the trend toward larger screen displays has become more prominent, there is a growing interest in large-area substrate processing systems for flat panel display manufacturing.

평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 어닐링 장치로 구분될 수 있다. Large area substrate processing systems used in the manufacture of flat panel displays can be broadly divided into deposition apparatuses and annealing apparatuses.

증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치이고, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 결정화, 상 변화 등을 위해 수반되는 열처리 단계를 담당하는 장치로서, 증착 장치와 어닐링 장치에서는 모두 기판을 소정의 온도로 가열한다. The vapor deposition apparatus is a device responsible for forming a transparent conductive layer, an insulating layer, a metal layer, or a silicon layer, which constitute the core of a flat panel display, and the annealing device is responsible for a subsequent heat treatment step for crystallization, phase change, etc. after the deposition process. In the vapor deposition apparatus and the annealing apparatus, the substrate is heated to a predetermined temperature.

한편, 열처리를 위해 챔버 내에 장입되는 기판을 지지하기 위해 기판 홀더가 사용된다. 특히, 대면적 기판을 처리하는 경우 대면적 유리 기판을 안전하고 견고하게 지지할 수 있는 기판 홀더의 역할은 매우 중요하다. On the other hand, a substrate holder is used to support a substrate loaded in the chamber for heat treatment. In particular, when processing a large area substrate, the role of the substrate holder which can safely and firmly support the large area glass substrate is very important.

기판 홀더에 의해 기판을 지지하는 상태에서 외부에서 인가되는 열은 기판 홀더의 외측 에지부에 먼저 인가된 후 기판 홀더의 중심부로 전도되며, 이후 기판 홀더에 의해 지지되고 있는 기판으로 전도된다. Heat applied from the outside in the state of supporting the substrate by the substrate holder is first applied to the outer edge portion of the substrate holder and then conducted to the center of the substrate holder, and then to the substrate being supported by the substrate holder.

기판 홀더는 일반적으로 석영(Quartz)으로 이루어진다. 석영은 융점이 높고 불순물 함량이 적지만 열전도성이 떨어진다. 또한, 기판을 지지하는 기판 홀더는 대면적이기 때문에 기판 홀더의 에지부에서 중심까지 열이 전도되기까지는 많은 시간을 필요로 하는 문제점이 있었다. The substrate holder is generally made of quartz. Quartz has a high melting point and low impurity content but poor thermal conductivity. In addition, since the substrate holder supporting the substrate has a large area, there is a problem that requires a long time before heat is conducted from the edge portion of the substrate holder to the center.

또한, 기판 홀더의 중심까지 열이 전도되는 동안 기판 홀더의 위치에 따라 온도 차이가 발생하게 되고 기판 홀더를 통해 열을 인가받는 기판은 위치에 따라 온도가 불균일하게 되는 문제점이 있었다. In addition, while heat is conducted to the center of the substrate holder, a temperature difference occurs according to the position of the substrate holder, and a substrate to which heat is applied through the substrate holder has a problem in that the temperature is uneven depending on the position.

또한, 열처리 후 냉각이 진행될 때에도 홀더의 잠열로 인해 기판 홀더의 중앙부의 온도 저하 속도가 늦어져 온도가 균일하지 못하는 문제점이 있었다. In addition, even when the cooling is performed after the heat treatment, due to the latent heat of the holder, the temperature lowering speed of the central portion of the substrate holder is slow, thereby causing a problem in that the temperature is not uniform.

또한, 상기와 같은 온도 불균일에 의해 기판에는 휨 현상이 발생되는 문제점이 있었다. In addition, there is a problem that warpage occurs in the substrate due to the temperature irregularity as described above.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판을 지지하는 기판 홀더 중앙에 개구를 형성하여 기판 홀더에 의해 지지되는 기판으로 개구를 통해 열이 직접 전달되도록 함으로써 열처리 시 기판의 온도가 전체적으로 균일하게 되도록 하는 기판 홀더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by forming an opening in the center of the substrate holder for supporting the substrate to transfer heat directly through the opening to the substrate supported by the substrate holder to increase the temperature of the substrate during heat treatment. It is an object of the present invention to provide a substrate holder that is made uniform throughout.

또한, 기판을 지지하는 기판 홀더에 개구를 형성하여 열처리 후 기판의 냉각 시 기판 중앙의 냉각 속도 저하를 방지함으로써 기판 온도가 균일하도록 하는 기판 홀더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a substrate holder in which an opening is formed in a substrate holder for supporting a substrate to prevent a decrease in the cooling rate at the center of the substrate during cooling of the substrate after heat treatment, thereby making the substrate temperature uniform.

또한, 기판의 가열 및 냉각 시 온도의 불균일을 개선함으로써 기판의 휨 현상을 방지할 수 있는 기판 홀더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a substrate holder capable of preventing warpage of the substrate by improving the temperature unevenness during heating and cooling of the substrate.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 기판 홀더는 열처리 공정 수행 도중 기판을 지지하는 기판 홀더로서, 홀더 본체; 상기 홀더 본체에 형성되는 개구; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the substrate holder according to the present invention is a substrate holder for supporting the substrate during the heat treatment process, the holder body; An opening formed in the holder body; Characterized in that it comprises a.

상기 개구는 복수개로 형성될 수 있다. The opening may be formed in plural.

상기 개구는 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다. The opening may be formed in a circular or square shape.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따르면, 열처리 시 기판의 변형을 방지하기 위해 기판이 안착되는 기판 홀더에 개구를 형성함으로써 기판 홀더에 안착된 상태 의 기판에 열처리를 위해 인가되는 열이 개구를 통해 기판으로 인가되어 기판 전체의 온도가 균일화되고 이에 따라 기판에 대한 균일한 열처리가 이루어지는 효과가 있다. According to the present invention configured as described above, heat is applied to the substrate through the opening to the substrate through the opening by forming an opening in the substrate holder on which the substrate is seated to prevent deformation of the substrate during heat treatment. There is an effect that the temperature of the entire substrate is applied to be uniform, thereby uniformly heat-treating the substrate.

또한, 기판 냉각 시 기판 홀더에 형성된 개구를 통해 열이 방출될 수 있어 기판 전체의 냉각 온도가 균일해지는 효과가 있다. In addition, heat may be released through the opening formed in the substrate holder during the cooling of the substrate, and thus the cooling temperature of the entire substrate may be uniform.

또한, 기판 전체의 온도가 균일해짐으로써 온도차에 의한 기판의 휨이 방지되는 효과가 있다.In addition, since the temperature of the whole substrate becomes uniform, the warpage of the substrate due to the temperature difference is prevented.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 고안의 제1 실시예에 따른 기판 홀더(100)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 1b는 본 고안의 제1 실시예에 따른 기판 홀더(100)의 사용 상태를 나타내는 도면이다. FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of a substrate holder 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating a use state of the substrate holder 100 according to the first embodiment of the present invention.

도 2a는 본 고안의 제2 실시예에 따른 기판 홀더(100A)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2b는 본 고안의 제2 실시예에 따른 기판 홀더(100A)의 사용 상태를 나타내는 도면이다.2A is a view showing the configuration of the substrate holder 100A according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a view showing the use state of the substrate holder 100A according to the second embodiment of the present invention.

도 3a는 본 고안의 제3 실시예에 따른 기판 홀더(100B)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 고안의 제3 실시예에 따른 기판 홀더(100B)의 사용 상태를 나타내는 도면이다. 3A is a view showing the configuration of the substrate holder 100B according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a view showing the use state of the substrate holder 100B according to the third embodiment of the present invention.

기판에 대하여 열처리를 수행하는 열처리 장치는 내부에 열처리 공간이 제공되는 챔버, 로딩된 기판을 지지하는 보트, 기판을 가열하기 위한 히터 및 열처리 공정 분위기 조절을 위한 분위기 가스의 공급과 배기를 위한 가스 공급관 및 가스 배기관을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 열처리 장치의 일반적인 구성과 이를 이용한 열처리 공정은 이 분야에서는 널리 알려져 있는 공지 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.A heat treatment apparatus for performing heat treatment on a substrate includes a chamber in which a heat treatment space is provided, a boat supporting a loaded substrate, a heater for heating the substrate, and a gas supply pipe for supplying and exhausting an atmosphere gas for controlling the atmosphere of the heat treatment process. And a gas exhaust pipe. Since the general configuration of the heat treatment apparatus and the heat treatment process using the same are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

본 고안에 의한 기판 홀더에는 기판이 안착된 상태에서 열처리 장치에 로딩될 수 있다.The substrate holder according to the present invention may be loaded on the heat treatment apparatus in a state where the substrate is seated.

제1 실시예First embodiment

도 1a에 도시한 바와 같이, 본 고안의 제1 실시예에 따른 기판 홀더(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. As shown in FIG. 1A, a perspective view showing the configuration of a substrate holder 100 according to a first embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 기판 홀더(100)는 홀더 본체(110)와 홀더 본체(110) 중앙에 형성되는 개구(120)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown, the substrate holder 100 may include a holder body 110 and an opening 120 formed in the center of the holder body 110.

먼저, 기판 홀더(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.First, the material of the substrate loaded on the substrate holder 100 is not particularly limited, and a substrate of various materials such as glass, plastic, polymer, silicon wafer, stainless steel, and the like may be loaded. Hereinafter, a description will be given assuming a rectangular glass substrate that is most commonly used in the field of flat panel displays such as LCDs and OLEDs or thin film silicon solar cells.

홀더 본체(110)는 기판이 안착될 수 있도록 직사각형의 평판 형태로 형성된다. The holder body 110 is formed in a rectangular flat plate shape so that the substrate can be mounted thereon.

개구(120)는 홀더 본체(110) 중앙에 단일개로 형성될 수 있고, 개구(120)의 형상은 사각형으로 형성될 수 있다. 또한, 개구(120)의 외주부와 홀더 본체(110) 의 외주부는 일정한 간격을 이루는 것이 바람직하다. The opening 120 may be formed in a single shape in the center of the holder body 110, and the opening 120 may have a rectangular shape. In addition, it is preferable that the outer circumferential portion of the opening 120 and the outer circumferential portion of the holder main body 110 form a constant interval.

개구(120)의 크기는 기판(10)이 기판 홀더(100)에 안착되어 지지될 때 개구(120)의 내측 에지(edge)부가 기판(10)의 외측 에지부를 지지할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. The size of the opening 120 is preferably formed so that the inner edge portion of the opening 120 can support the outer edge portion of the substrate 10 when the substrate 10 is seated and supported by the substrate holder 100. Do.

홀더 본체(110)에 개구(120)가 형성되면 기판 홀더(100)의 내구성이 약화될 수 있으므로 기판의 안착에 방해가 되지 않는 범위에서 홀더 본체(110)에 홀더 보강 구조가 형성될 수 있다. When the opening 120 is formed in the holder body 110, the durability of the substrate holder 100 may be weakened, and thus a holder reinforcement structure may be formed in the holder body 110 in a range that does not interfere with the mounting of the substrate.

개구(120)가 형성된 기판 홀더(100)에는 도 1b와 같이 기판(10)이 안착될 수 있다. 즉, 기판(10)의 에지부가 개구(120)의 내측 에지부에 의해 지지되는 상태로 안착될 수 있고, 이와 같은 상태에서 챔버(미도시)로 로딩된 후 기판에 대한 열처리가 진행될 수 있다. The substrate 10 may be mounted on the substrate holder 100 having the opening 120 as illustrated in FIG. 1B. That is, the edge portion of the substrate 10 may be seated in a state supported by the inner edge portion of the opening 120, and in such a state, the edge portion of the substrate 10 may be loaded into a chamber (not shown), and heat treatment may be performed on the substrate.

제2 실시예Second embodiment

도 2a에 도시한 바와 같이 기판 홀더(100A)에는 홀더 본체(110A)의 중앙부에 일정한 간격으로 9개의 개구(120A)가 형성되어 있다. 또한, 개구(120A)의 형성 개수는 기판 홀더(100A)의 내구성에 영향을 주지 않는 범위에서 그 이상의 개수로 형성될 수도 있다. As shown in FIG. 2A, nine openings 120A are formed in the substrate holder 100A at regular intervals in the center of the holder main body 110A. In addition, the number of the openings 120A may be formed in a larger number than the range in which the durability of the substrate holder 100A is not affected.

이때 개구(120A)의 형상은 사각형으로 형성될 수 있고, 복수로 형성된 개구(120A)는 모두 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 개구(120A)와 개구(120A)의 간격은 가능한 가깝게 형성하여 기판(10)과 외기의 접촉 면적이 감소되지 않도록 하는 것이 바람직하다.  In this case, the shape of the opening 120A may be formed in a quadrangle, and the plurality of openings 120A may be formed in the same size. In addition, it is preferable that the gap between the opening 120A and the opening 120A is formed as close as possible so that the contact area between the substrate 10 and the outside air is not reduced.

개구(120A)의 형성 개수 이외에는 이전의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. Except for the number of openings 120A, the detailed description is omitted since it is the same as the previous embodiment.

개구(120A)가 복수개로 형성된 기판 홀더(100A)에는 도 2b에 도시한 바와 같이, 기판(10)이 안착될 수 있다. As illustrated in FIG. 2B, the substrate 10 may be seated on the substrate holder 100A having a plurality of openings 120A.

제2 실시예에서도 이전의 실시예와 마찬가지로 개구(120A)의 내측 에지부가 기판(10)의 외측 에지부를 지지할 수 있도록 하되, 복수로 형성된 개구(120A) 각각의 내측 에지부 중 기판(10)의 외측 에지부에 이웃한 에지부에 의해 지지되도록 한다. 이와 같이 기판 홀더(100A)에 기판이 안착된 상태에서 기판 홀더(100A)를 챔버로 로딩한 후 기판에 대한 열처리가 진행될 수 있다. Also in the second embodiment, the inner edge portion of the opening 120A can support the outer edge portion of the substrate 10 as in the previous embodiment, but the substrate 10 of the inner edge portions of each of the plurality of openings 120A is formed. To be supported by an edge portion adjacent to the outer edge portion thereof. As described above, the substrate holder 100A may be loaded into the chamber in a state in which the substrate is seated on the substrate holder 100A, and then heat treatment may be performed on the substrate.

제3 실시예Third embodiment

도 3a에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(100B)의 홀더 본체(110B) 중앙으로 일정한 간격으로 형성되는 개구(120B)는 원형으로 형성될 수 있다. 도시한 바와 같이 일정한 간격으로 9개의 개구(120B)가 원형으로 형성되어 있다. 개구(120B)는 기판 홀더(100B)의 내구성에 영향을 주지 않는다면 그 이상의 개수로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3A, the opening 120B formed at regular intervals in the center of the holder main body 110B of the substrate holder 100B may be formed in a circular shape. As shown, nine openings 120B are formed in a circular shape at regular intervals. The opening 120B may be formed in a larger number if the opening 120B does not affect the durability of the substrate holder 100B.

상기와 같이 기판 홀더(100B)에 기판(10)을 안착시킨 후 챔버로 로딩하여 기판에 대한 열처리를 진행하는 경우, 외부에서 인가되는 열은 기판 홀더(100)의 외측 에지부로 전달된 후 기판의 에지부로 전도될 수 있지만, 기판 홀더(100B)에 형성된 개구(120B)를 통해서 기판(10)으로 직접 인가될 수 있다. When the substrate 10 is seated on the substrate holder 100B as described above and loaded into the chamber to perform heat treatment on the substrate, heat applied from the outside is transferred to the outer edge of the substrate holder 100 and then It may be conducted to the edge portion, but may be directly applied to the substrate 10 through the opening 120B formed in the substrate holder 100B.

상기와 같이 기판 홀더에 개구를 형성함으로써 기판 홀더에 의해 지지되는 기판 전체에 대하여 균일하게 열을 인가할 수 있어 기판은 균일한 열처리가 이루어질 수 있고, 냉각시에도 균일하게 냉각될 수 있다. 또한, 기판에 대한 열처리와 열처리가 종료된 후 기판을 냉각할 때 기판의 온도가 전체적으로 균일하게 유지됨으로써 기판의 휨 현상이 방지될 수 있다. By forming an opening in the substrate holder as described above, heat can be uniformly applied to the entire substrate supported by the substrate holder, so that the substrate can be uniformly heat treated and evenly cooled. In addition, when the substrate is cooled after the heat treatment and the heat treatment are completed, the temperature of the substrate is maintained to be uniform throughout, thereby preventing warpage of the substrate.

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.The present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, but is not limited to the above embodiments and various modifications made by those skilled in the art to which the subject innovation pertains without departing from the spirit of the present invention. Modifications and variations are possible. Such modifications and variations should be regarded as falling within the scope of the present invention and the appended claims.

도 1a는 본 고안의 제1 실시예에 따른 기판 홀더의 구성을 나타내는 도면.1A is a view showing the configuration of a substrate holder according to a first embodiment of the present invention.

도 1b는 본 고안의 제1 실시예에 따른 기판 홀더의 사용 상태를 나타내는 도면.1B is a view showing a state of use of the substrate holder according to the first embodiment of the present invention.

도 2a는 본 고안의 제2 실시예에 따른 기판 홀더의 구성을 나타내는 도면.Figure 2a is a view showing the configuration of a substrate holder according to a second embodiment of the present invention.

도 2b는 본 고안의 제2 실시예에 따른 기판 홀더의 사용 상태를 나타내는 도면.Figure 2b is a view showing a state of use of the substrate holder according to a second embodiment of the present invention.

도 3a는 본 고안의 제3 실시예에 따른 기판 홀더의 구성을 나타내는 도면.Figure 3a is a view showing the configuration of a substrate holder according to a third embodiment of the present invention.

도 3b는 본 고안의 제3 실시예에 따른 기판 홀더의 사용 상태를 나타내는 도면. 3B is a view showing a state of use of the substrate holder according to the third embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 기판10: Substrate

100, 100A, 100B: 기판 홀더 100, 100A, 100B: Board Holder

110, 110A, 110B: 홀더 본체110, 110A, 110B: Holder Body

120, 120A, 120B: 개구120, 120A, 120B: opening

Claims (3)

열처리 공정 수행 도중 기판을 지지하는 기판 홀더로서, A substrate holder for supporting a substrate during the heat treatment process, 홀더 본체; 및Holder body; And 상기 홀더 본체에 형성되는 개구An opening formed in the holder body 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 홀더. Substrate holder comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 개구는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 홀더. And the opening is formed in plural. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 개구는 원형 또는 사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.And the opening is formed in a circle or a quadrangle.
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