KR20100023401A - 기판 가열 장치 - Google Patents

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KR20100023401A KR1020080082137A KR20080082137A KR20100023401A KR 20100023401 A KR20100023401 A KR 20100023401A KR 1020080082137 A KR1020080082137 A KR 1020080082137A KR 20080082137 A KR20080082137 A KR 20080082137A KR 20100023401 A KR20100023401 A KR 20100023401A
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Abstract

기판 가열 장치는 척, 히터, 베이스 플레이트 및 다수의 지지부재들을 포함한다. 척은 기판을 지지한다. 히터는 척에 내장되며, 척에 지지된 기판을 가열한다. 베이스 플레이트는 척의 하부에 구비된다. 지지부재들은 척과 베이스 플레이트 사이에서 상하 방향으로 연장되어 척을 지지하고, 척의 열팽창을 제한하지 않도록 양단 중 어느 하나는 자유단이다.

Description

기판 가열 장치{Apparatus for heating a substrate}
본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것으로, 기판을 지지하면서 일정한 온도로 가열하는 기판 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정 및 평판표시 소자의 제조 공정은 반도체 기판 및 유리 기판을 일정한 온도로 가열하는 기판 가열 공정을 포함한다.
상기 기판 가열 공정을 수행하는 기판 가열 장치는 히터가 내장된 척과 상기 척의 하부에 구비되는 베이스 플레이트 및 상기 척과 상기 베이스 플레이트 사이에 구비되어 상기 척을 고정하는 고정 부재들을 포함한다. 상기 고정 부재들은 기둥 형태를 가지며, 상기 척과 상기 베이스 플레이트에 각각 고정된다.
상기 기판 가열 장치가 상기 기판을 가열하는 동안 상기 히터의 열에 의해 상기 척, 고정 부재들 및 상기 베이스 플레이트가 팽창한다. 상기 히터가 내장된 척은 상대적으로 많이 팽창하고, 상기 히터와 이격된 상기 베이스 플레이트는 상대적으로 적게 팽창한다. 상기 고정 부재들이 상기 척과 상기 베이스 플레이트를 고정하므로, 상기 척이 휘어져 상기 척의 상면이 볼록해진다.
상기 척이 휘어지면, 상기 척에 의해 지지되는 기판도 휘어질 수 있다. 따라 서, 상기 기판의 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 척의 열변형을 방지할 수 있는 기판 가열 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판 가열 장치는 기판을 지지하는 척과, 상기 척에 내장되며, 상기 척에 지지된 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 척의 하부에 구비되는 베이스 플레이트 및 상기 척과 상기 베이스 플레이트 사이에서 상하 방향으로 연장되어 상기 척을 지지하고, 상기 척의 열팽창을 제한하지 않도록 양단 중 어느 하나는 상기 척 또는 상기 베이스 플레이트에 대해 미끄러지도록 구비되는 다수의 지지부재들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 척의 열변형 중심을 기준으로 상기 척의 하부면에 방사상으로 연장되고, 상기 척이 가열되어 팽창할 때 상기 지지부재들에 대한 상기 척의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 척의 열변형 중심과 마주하는 상기 베이스 플레이트 상의 지점을 기준으로 상기 베이스 플레이트의 상부면에 방사상으로 연장되고, 상기 척이 가열되어 팽창할 때 상기 지지부재들의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 가열 장치는 상기 척의 열변형 중심으로부터 상기 베이스 플레이트를 향하여 연장하며, 상기 척과 상기 베이스 플레이트를 고정하는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 가열 장치는 척과 베이스 플레이트 사이에 구비되어 상기 척을 지지하는 지지부재들의 양단 중 하나를 자유단으로 한다. 상기 지지부재의 양단 중 하나가 상기 척 또는 상기 베이스 플레이트에 고정되지 않으므로, 상기 지지부재가 상기 척의 열팽창을 제한하지 않는다. 따라서, 상기 척이 휘어지는 것을 방지하고 상기 척의 상면을 평탄하게 유지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 가열 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치(100)를 설명하기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 척(110)의 하부면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 가열 장치(100)는 척(110), 히터(120), 단열 부재(130), 베이스 플레이트(140), 지지부재(150), 가이드 레일(160) 및 고정 부재(170)를 포함한다.
상기 척(110)은 기판을 지지하며, 상기 기판의 종류에 따라 원형 평판 또는 사각 평판 모양을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판이 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 기판인 경우, 상기 척(110)은 원형 평판 모양을 갖는다. 다른 예로, 상기 기판이 평판표시 소자를 제조하기 위한 유리 기판인 경우, 상기 척(110)은 원형 평판 모양을 갖는다.
상기 히터(120)는 상기 척(110)에 내장된다. 상기 히터(120)는 제공되는 전원을 이용하여 열을 발생한다. 상기 열에 의해 상기 척(110)에 지지된 기판이 가열된다. 상기 히터(120)의 예로는 히팅 코일을 들 수 있다.
상기에서는 히터(120)가 상기 척(110)에 내장되는 것으로 설명되었지만, 상기 히터(120)는 상기 척(110)의 하부면에 구비될 수 있다.
상기 단열 부재(130)는 상기 히터(120)의 하부에 위치하도록 상기 척(110)에 내장된다. 상기 히터(120)가 상기 척(110)의 하부면에 구비되는 경우, 상기 단열 부재(130)는 상기 히터(120)의 하부면에 구비될 수 있다. 상기 단열 부재(130)는 상기 히터(120)에서 발생한 열이 하방으로 전달되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 히터(120)의 열이 손실없이 상기 척(110)을 통해 상기 기판으로 제공될 수 있다.
상기 베이스 플레이트(140)는 상기 척(110)과 이격되어 상기 척(110)의 하부에 배치된다.
상기 지지부재(150)들은 상기 베이스 플레이트(140)와 상기 척(110) 사이에 구비되며, 상기 척(110)을 지지한다. 상기 지지부재(150)는 상기 지지부재(150)들은 2개 이상 구비될 수 있으며, 상기 척(110)을 안정적으로 지지하기 위해 3개 이상 구비되는 것이 바람직하다.
상기 지지부재(150)들의 하단(152)들은 상기 베이스 플레이트(140)에 고정된다. 예를 들면, 체결 나사는 상기 베이스 플레이트(140)와 상기 지지부재(150)들의 하단(152)들을 체결한다. 상기 지지부재(150)들의 상단(154)들은 상기 척(110)에 고정되지 않으며, 상기 척(110)을 단순 지지한다. 즉, 상기 지지부재(150)들의 상단(154)들은 상기 척(110)의 하부면에서 미끄러짐이 가능하다.
상기 가이드 레일(160)은 상기 척(110)의 하부면에 구비되고, 상기 척(110)의 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 연장된다. 상기 가이드 레일(160)의 개수는 상기 지지부재(150)들의 개수와 동일하다. 상기 지지부재(150)들의 상단(154)들이 각각 상기 가이드 레일(160)에 삽입된다. 상기 척(110)은 상기 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 팽창한다. 상기 가이드 레일(160)이 상기 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 연장되므로, 상기 척(110)이 열팽창하는 동안 상기 가이드 레일(160)은 상기 척(110)에 대한 상기 지지부재(150)들의 상대적인 이동을 가이드한다. 즉, 상기 지지부재(150)들은 상기 베이스 플레이트(140)에 고정되므로, 상기 척(110)이 열팽창하는 동안 상기 지지부재(150)들은 이동하지 않는다. 상기 열팽창에 따라 척(110)이 이동하면서 상기 고정된 지지부재(150)들에 의해 가이드된다.
상기 척(110)과 상기 지지부재(150)들이 고정되어 있지 않고, 상기 지지부재(150)들이 상기 가이드 레일(160)을 이용하여 상기 척(110)의 열팽창에 따른 이동을 가이드 하므로, 상기 지지부재(150)들이 상기 히터(120)에 의해 가열되어 이루어지는 상기 척(110)의 열팽창을 제한하지 않는다. 상기 척(110)이 안정적으로 열팽창하므로, 상기 척(110)이 휘어지지 않는다. 따라서, 상기 척(110)의 상부면이 평탄하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 척(110)에 의해 지지되는 기판도 평탄한 상태로 가열될 수 있다.
상기 고정 부재(170)는 상기 척(110)과 상기 베이스 플레이트(140) 사이에 구비된다. 상기 고정 부재(170)는 상기 척(110)과 상기 베이스 플레이트(140)를 고정한다. 그러므로, 상기 척(110)은 상기 고정 부재(170)에 의해 상기 베이스 플레이트(140)에 안정적으로 고정될 수 있다.
상기 고정 부재(170)의 상단은 상기 척(110)의 열변형 중심에 고정된다. 상기 고정 부재(170)의 하단은 상기 척(110)의 열변형 중심과 마주하는 상기 베이스 플레이트(140) 상의 지점에 고정된다. 상기 고정 부재(170)가 상기 척(110)의 열변형 중심에 고정되므로, 상기 고정 부재(170)가 상기 척(110)의 열변형을 제한하지 않는다.
상기 히터(120)의 열에 의한 실질적인 열변형은 상기 척(110)에서 발생된다. 상기 단열 부재(130) 및 상기 히터(120)와 상기 베이스 플레이트(140) 사이의 거리 등으로 인해 상기 히터(120)의 열에 의한 상기 베이스 플레이트(140)의 열변형량은 상기 척(110)에 비하여 상대적으로 작다.
그러나, 상기 베이스 플레이트(140)의 절대적인 열변형량이 큰 경우, 상기 고정 부재(170)의 하단은 상기 척(110)의 열변형 중심과 마주하는 상기 베이스 플레이트(140) 상의 지점이 아닌 상기 베이스 플레이트(140)의 열변형 중심에 고정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 가열 장치(200)를 설명하기 위한 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 베이스 플레이트(240)의 상부면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기판 가열 장치(200)는 척(210), 히터(220), 단열 부재(230), 베이스 플레이트(240), 지지부재(250), 가이드 레일(260) 및 고정 부재(270)를 포함한다.
상기 척(210), 히터(220), 단열 부재(230), 베이스 플레이트(240) 및 고정 부재(270)에 대한 구체적인 설명은 도 1 및 도 2를 참조한 척(110), 히터(120), 단열 부재(130), 베이스 플레이트(140) 및 고정 부재(170)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
상기 지지부재(250)들은 상기 베이스 플레이트(240)와 상기 척(210) 사이에 구비되며, 상기 척(210)을 지지한다. 상기 지지부재(250)는 상기 지지부재(250)들은 2개 이상 구비될 수 있으며, 상기 척(210)을 안정적으로 지지하기 위해 3개 이상 구비되는 것이 바람직하다.
상기 지지부재(250)들의 하단(252)들은 상기 베이스 플레이트(240)에 고정되지 않으며, 상기 베이스 플레이트(240)는 상기 지지부재들(250)을 단순 지지한다. 즉, 상기 지지부재(250)들의 하단(252)들은 상기 베이스 플레이트(240)의 상부면에서 미끄러짐이 가능하다. 상기 지지부재(250)들의 상단(254)들은 상기 척(210)에 고정된다. 예를 들면, 체결 나사는 상기 척(210)과 상기 지지부재(250)들의 상단(254)들을 체결한다.
상기 가이드 레일(260)은 상기 베이스 플레이트(240)의 상부면에 구비된다. 상기 히터(120)의 열에 의한 실질적인 열변형은 상기 척(110)에서 발생된다. 상기 단열 부재(130) 및 상기 히터(120)와 상기 베이스 플레이트(140) 사이의 거리 등으로 인해 상기 히터(120)의 열에 의한 상기 베이스 플레이트(140)의 열변형량은 상기 척(110)에 비하여 상대적으로 작다. 상기 베이스 플레이트(140)의 절대적인 열변형량이 매우 작은 경우, 따라서, 상기 가이드 레일(260)은 상기 척(210)의 열변형 중심과 마주하는 상기 베이스 플레이트(240) 상의 지점을 기준으로 방사상으로 연장된다.
한편, 상기 베이스 플레이트(140)의 절대적인 열변형량이 큰 경우, 상기 가이드 레일(260)은 상기 베이스 플레이트(240) 상의 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 연장되며, 상기 베이스 플레이트(240)의 열변형 중심은 상기 척(210)의 열변형 중심이 서로 마주한다.
상기 가이드 레일(260)의 개수는 상기 지지부재(250)들의 개수와 동일하다. 상기 지지부재(250)들의 하단(252)들이 각각 상기 가이드 레일(260)에 삽입된다.
상기 척(210)은 상기 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 팽창하면, 상기 척(210)에 고정된 상기 지지부재(250)들도 상기 척(210)의 열변형 중심을 기준으로 방사상으로 이동한다. 상기 베이스 플레이트(240)의 열변형 중심과 상기 척(210)의 열변형 중심이 서로 마주하므로, 상기 가이드 레일(260)은 상기 척(210)의 열팽창에 따른 상기 지지부재들(250)의 이동을 가이드한다.
상기 베이스 플레이트(240)와 상기 지지부재(250)들이 고정되어 있지 않고, 상기 가이드 레일(260)이 상기 척(210)의 열팽창에 따른 상기 지지부재(250)들의 이동을 가이드 한다. 그러므로, 상기 지지부재(250)들이 상기 히터(220)에 의해 가열되어 이루어지는 상기 척(210)의 열팽창을 제한하지 않는다. 상기 척(210)이 안정적으로 열팽창하므로, 상기 척(210)이 휘어지지 않는다. 따라서, 상기 척(210)의 상부면이 평탄하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 척(210)에 의해 지지되는 기판도 평탄한 상태로 가열될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 가열 장치는 척과 베이스 플레이트 사이에 구비되어 상기 척을 지지하는 지지부재들의 양단 중 하나를 자유단으로 한다. 상기 지지부재의 양단 중 하나가 상기 척 또는 상기 베이스 플레이트에 고정되지 않으므로, 상기 지지부재가 상기 척의 열팽창을 제한하지 않는다.
또한, 상기 기판 가열 장치는 가이드 레일을 이용하여 상기 척의 열팽창에 따른 상기 척의 이동 또는 상기 척의 열팽창에 따른 상기 지지부재들의 이동을 가이드할 수 있다.
따라서, 상기 열팽창에 따라 상기 척이 휘어지는 것을 방지하고 상기 척의 상면을 평탄하게 유지할 수 있다. 그리고, 상기 척이 기판을 평탄하게 지지하므로, 상기 기판 가열 장치에 의해 가열되는 상기 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가열 장치를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 척의 하부면을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 가열 장치를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 베이스 플레이트의 상부면을 설명하기 위한 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 가열 장치 110 : 척
120 : 히터 130 : 단열 부재
140 : 베이스 플레이트 150 : 지지부재
160 : 가이드 레일 170 : 고정 부재

Claims (4)

  1. 기판을 지지하는 척;
    상기 척에 내장되며, 상기 척에 지지된 기판을 가열하기 위한 히터;
    상기 척의 하부에 구비되는 베이스 플레이트; 및
    상기 척과 상기 베이스 플레이트 사이에서 상하 방향으로 연장되어 상기 척을 지지하고, 상기 척의 열팽창을 제한하지 않도록 양단 중 어느 하나는 상기 척 또는 상기 베이스 플레이트에 대해 미끄러지도록 구비되는 다수의 지지부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 척의 열변형 중심을 기준으로 상기 척의 하부면에 방사상으로 연장되고, 상기 척이 가열되어 팽창할 때 상기 지지부재들에 대한 상기 척의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 척의 열변형 중심과 마주하는 상기 베이스 플레이트 상의 지점을 기준으로 상기 베이스 플레이트의 상부면에 방사상으로 연장되고, 상기 척이 가열되어 팽창할 때 상기 지지부재들의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 척의 열변형 중심으로부터 상기 베이스 플레이트를 향하여 연장하며, 상기 척과 상기 베이스 플레이트를 고정하는 고정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130135036A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 신토고교 가부시키가이샤 지지 부재, 그것을 포함한 가열 플레이트 지지 장치 및 가열 장치
KR101678678B1 (ko) * 2015-05-22 2016-11-22 주식회사 좋은기술 기판 히팅 플레이트 및 이를 적용하는 기판 가열 장치
KR20220011897A (ko) * 2020-07-22 2022-02-03 세메스 주식회사 지지 장치

Cited By (3)

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