KR20100034641A

KR20100034641A - 히팅 장치의 쿨링플레이트

Info

Publication number: KR20100034641A
Application number: KR1020080093877A
Authority: KR
Inventors: 엄한희
Original assignee: 주식회사 한탑테크
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-01

Abstract

본 발명은 히팅 장치의 쿨링플레이트에 관한 것으로; 내부에 히터선이 일정간격을 유지하며 배치되어 표면에 놓여지는 피가공물을 가열하는 판형상의 히팅플레이트의 하부에 일체로 구비되어 상기 히팅플레이트의 가열 온도를 조절하는 히팅 장치의 쿨링플레이트에 있어서, 상기 쿨링플레이트는 하부에 내부에 냉각수가 순환할 수 있도록 하기 위해 걸림홈부가 하단 양측방향으로 형성되는 일정 깊이의 안내홈이 형성되고, 상기 안내홈의 걸림홈부에 안착되는 날개부가 하단 양측에 돌출 형성되어 단면이 '⊥'형상으로 이루어지는 엔드캡이 상기 안내홈에 압입되어 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수이동공을 형성하고, 상기 앤드캡의 하단 테두리를 따라 전자빔 용접을 하여 마감처리한 것을 특징으로 하는 히팅 장치의 쿨링플레이트를 제공한다. 본 발명에 따르면 쿨링플레이트의 냉각수 이동공을 형성하기 위해 마감되는 엔드캡과 안내홈의 단면을 '⊥'형상으로 형성함으로서 단면이 직사각형으로 이루어지는 종래의 앤드캡에 비해 냉각수의 누수거리가 상대적으로 길어 히팅 장치의 수명을 연장하는 장점이 있다.

히팅, 냉각, 부식

Description

히팅 장치의 쿨링플레이트 { cooling plate of Heating apparatus }

본 발명은 히팅 장치의 쿨링플레이트에 관한 것으로, 피가공물이 안착되는 히팅 플레이트의 하면에 일체로 구비되어 히팅 플레이트의 온도를 조절하는 쿨링플레이트에 관한 것이다.

일반적으로 히팅 장치는 열을 발생하여 전달시켜주는 것으로 다양한 용도로 사용이 가능하며, 그 일 예로 반도체 웨이퍼를 제조하거나 또는 LCD 모듈을 제조시에는 진공상태의 챔버내에 설치되어 반도체 웨이퍼 등과 같은 피가공물에 일정하게 열을 전달하는데 사용된다.

이와 같은 히팅 장치의 일 예로서 도 1 내지 도 3을 참고하면, 균일한 두께를 가지며 피가공물(1)을 가열하는 판상의 히팅플레이트(10)와, 상기 히팅플레이트(10)의 하부에 일체로 구비되어 상기 히팅플레이트(10)의 가열 온도를 조절하는 쿨링플레이트(20)와, 상기 쿨링플레이트(20)의 하부를 지지하는 수직포스트(30)로 이루어진다.

이때, 상기 히팅플레이트(10)와 쿨링플레이트(20)는 알루미늄재로 이루어지며, 상기 히팅플레이트(10)는 내부에 히터선(12)이 일정간격을 유지하며 배치되고, 상기 쿨링플레이트(20)의 내부에는 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수이동공(22)이 형성된다.

이와 같은 히팅 장치는 예를 들어 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 한 종류 이상의 화합물 가스를 반응 챔버내로 투입하여 고온으로 가열된 반도체 웨이퍼와 기상으로 화학반응을 일으키면서 반도체 웨이퍼에 박막을 형성시키는 공정을 수행하는 경우 챔버(40) 내부를 진공상태로 유지시킨 상태에서, 외부의 전원을 투입하여 히팅플레이트(10)의 히터선(12)에 전원을 공급하여 가열시키면 그 열은 히팅플레이트(10)의 상면에 전달되어 피가공물(1)인 반도체 웨이퍼를 대략 800℃를 유지하며 가열시켜 주면서 반응가스를 챔버(40) 내부로 투입하면서 진공증착하여 박막을 코팅시키게 된다.

이때, 상기 히팅장치의 히팅플레이트(10)가 가열되는 경우 일정온도를 유지할 수 있도록 온도를 조절하는 쿨링플레이트(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하부에 냉각수가 이동할 수 있는 일정 깊이의 안내홈(21)을 형성하고, 그 안내홈(21)을 마감하는 엔드캡(23)이 압입되고 그 앤드캡(23)의 하단 테두리를 따라 전자빔(e-beam) 용접(P1)을 하게 된다.

따라서, 상기 엔드캡(23)의 높이가 상대적으로 안내홈(21)의 깊이에 비해 낮아 엔드캡(23)을 안내홈(21)을 따라 끼우면 냉각수가 이동할 수 있는 냉각수이동공(22)이 형성된다.

그런데, 상기 히팅플레이트(10)의 히터선(12)에 전원이 공급되는 경우 누설전류 등의 영향으로 냉각수이동공(22)을 통과하는 냉각수가 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링플레이트(20)의 냉각수이동공(22) 내벽면과 전기분해를 일으키게 되어 산화알루미늄막을 형성하면서 부풀어올라 서서히 부식된다.

이 경우, 상기 엔드캡(23)의 양측면과 안내홈(21)의 사이가 부식되면서 서서히 진행하면서 앤드캡(23)의 하단 테두리를 통해 냉각수가 누수되는데, 엔드캡(23)의 단면은 직사각형으로 이루어져 냉각수가 앤드캡(23)의 하단 테두리로 이동하는 거리가 앤드캡의 높이에 해당되므로 누수가 빨리 일어나게 되며 이는 히팅 장치의 수명을 단축시키게 되는 원인이 되고 있다.

물론, 상기 앤드캡(23)의 높게 하는 경우 누수시간을 더욱 지연시킬 수 있지만 상대적으로 쿨링플레이트(20)의 두께가 두꺼워지게 되어 제조단가의 상승을 유발하는 문제점이 발생된다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 히팅플레이트의 하부에 일체로 구비되어 온도를 조절하되 냉각수의 이동으로 인한 부식이 발생되더라도 냉각수가 누수되는 시간을 최대한 지연시켜 히팅 장치의 수명을 상당부분 연장할 수 있는 히팅 장치의 쿨링플레이트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 쿨링플레이트를 제작시에 두께를 최소화하여 제조단가를 낮출 수 있는 히팅 장치의 쿨링플레이트를 제공하는데 있다.

이와 같은 과제 해결을 위해 본 발명은; 내부에 히터선이 일정간격을 유지하며 배치되어 표면에 놓여지는 피가공물을 가열하는 판형상의 히팅플레이트의 하부에 일체로 구비되어 상기 히팅플레이트의 가열 온도를 조절하는 히팅 장치의 쿨링플레이트에 있어서, 상기 쿨링플레이트는 내부에 냉각수가 순환할 수 있도록 하기 위해 걸림홈부가 하단 양측방향으로 형성되는 일정 깊이의 안내홈이 형성되고, 상기 안내홈의 걸림홈부에 안착되는 날개부가 하단 양측에 돌출 형성되어 단면이 '⊥'형상으로 이루어지는 엔드캡이 상기 안내홈에 압입되어 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수이동공을 형성하고, 상기 앤드캡의 하단 테두리를 따라 전자빔 용접을 하여 마감처리한 것을 특징으로 하는 히팅 장치의 쿨링플레이트를 제공한다.

본 발명에 따르면 쿨링플레이트의 냉각수 이동공을 형성하기 위해 마감되는 엔드캡과 안내홈의 단면을 '⊥'형상으로 형성함으로서 단면이 직사각형으로 이루어지는 종래의 앤드캡에 비해 냉각수의 누수거리가 상대적으로 길어 히팅 장치의 수명을 연장하는 장점이 있다.

그리고, 냉각수의 누수거리를 길게 할 수 있게 됨에 따라 상대적으로 쿨링플레이트의 두께를 얇게 형성할 수 있어 제조단가를 낮출 수 있는 장점도 있다.

이하, 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.

이때, 도 4는 본 발명에 따른 히팅 장치의 쿨링플레이트를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 히팅 장치의 쿨링플레이트의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 쿨링플레이트(120)가 구비되는 히팅 장치(100)는 반도체설비 등의 챔버 내에 설치되어 LCD 또는 반도체 웨이퍼 등과 같은 피가공물(1)의 표면에 일정두께의 박막을 형성하는 경우 사용되는 것으로, 히터선(112)이 일정간격을 유지하며 배치된 구조를 가지며 표면에 놓여지는 피가공물(1)을 가열하는 판형상의 히팅플레이트(110)와, 상기 히팅플레이트(110)의 하부에 일체로 구비되어 상기 히팅플레이트(110)의 가열 온도를 조절하는 쿨링플레이트(120)와, 상기 쿨링플레이트(120)의 하부를 지지하는 수직포스트(130)로 이루 어진다.

이때, 상기 히팅플레이트(110)와 쿨링플레이트(120)는 알루미늄재로 이루어지며, 상기 히팅플레이트(110)는 내부에 히터선(112)이 일정간격을 유지하며 배치되고, 상기 쿨링플레이트(120)의 내부에는 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수이동공(122)이 형성된다.

또한, 상기 히팅플레이트(110)의 중앙하부에 상단부가 고정되며 내부에 외부전원을 공급하기 위한 전원선이 설치되어 있는 중공형상의 수직포스트(120)로 이루어진다.

이때, 상기 히팅플레이트(110)와 쿨링플레이트(120)는 알루미늄재로 이루어지게 된다.

한편, 상기 히팅플레이트(110)는 그 상면에 고르게 열이 전달될 수 있도록 하기 위해 히터선(112)이 일정간격을 유지하며 고르게 배치되며, 상기 쿨링플레이트(120)에는 도면상에는 달팽이모양으로 배치된 것만을 도시하였지만 쿨링플레이트(120)상에 다양한 방식으로 배치하여 효율적인 냉각이 가능하도록 구성함도 바람직하다.

이때, 상기 쿨링플레이트(120)는 냉각수가 이동할 수 있는 일정 깊이의 안내홈(121)을 형성하고, 그 안내홈(121)을 마감하는 엔드캡(123)이 압입되고 그 앤드캡(123)의 하단 테두리를 따라 전자빔(e-beam) 용접(P2)을 하여 마무리하게 된다.

한편, 상기 쿨링플레이트(120)의 안내홈(121) 하단에는 걸림홈부(121a)가 양측방향으로 형성되어 전체적으로 그 단면이 '⊥'형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 안내홈(121)을 마감하는 엔드캡(123)은 상기 쿨링플레이트와 동일한 알루미늄 재질로 이루어지며, 하단 양측에 상기 안내홈(121)의 걸림홈부(121a)에 안착되는 날개부(123a)가 돌출 형성되어 단면이 '⊥'형상으로 이루어진다.

이와 같은 구성에 의해 상기 쿨링플레이트(120)의 안내홈(121)에 엔드캡(123)을 압입하는 경우 엔드캡(123)의 날개부(123a)가 상기 쿨링플레이트(120)의 안내홈(121) 하단 양측에 형성되는 걸림홈부(121a)에 걸쳐지게 된다.

이때, 상기 엔드캡(123)의 높이가 상대적으로 안내홈(121)의 깊이에 비해 낮아 엔드캡(123)을 안내홈(121)을 따라 끼우면 냉각수가 이동할 수 있는 냉각수이동공(122)이 형성된다.

특히, 상기 엔드캡(123)이 더 이상 안내홈(121)내부로 진입하지 못하게 되어, 안내홈(121)과 엔드캡(123)에 의해 형성되는 냉각수이동공(122)은 균일한 단면적을 가지게 된다.

그리고, 상기 엔드캡(123)이 압입한 후, 상기 앤드캡(123)의 하단 테두리를 따라 전자빔(e-beam) 용접(P2)을 하여 마감처리 하게 된다.

한편, 상기 히팅플레이트(110)와 쿨링플레이트(120)는 분할 구성된 것만을 설명하였으나, 일체로 형성됨도 가능하다.

이하, 도 4 및 도 5를 참고로 본 발명에 따른 쿨링플레이트(120)가 구비되는 히팅 장치(100)의 작동 예를 설명한다.

전원부(115)의 전원이 전원선(113,114)를 통해 히터선(112)에 공급되어 히팅플레이트(110)의 표면에 안착된 반도체 웨이퍼 등의 피가공물(1)을 가열하는 경우, 펌프(125)의 작동에 따라 냉각수가 쿨링플레이트(120)의 냉각수이동공(122)를 따라 순환되며 히팅플레이트(110)의 온도를 조절하게 된다.

이때, 히터선(112)에 전원이 공급되는 경우 누설전류 등의 영향으로 냉각수이동공(122)을 통과하는 냉각수가 알루미늄 재질로 이루어지는 쿨링플레이트(120)의 냉각수이동공(122) 내벽면과 전기분해를 일으키게 되어 산화알루미늄막을 형성하면서 부풀어올라 서서히 부식된다.

이 경우, 상기 엔드캡(123)의 양측면과 안내홈(121)의 사이에서 서서히 부식이 진행하면서 앤드캡(123)의 하단 테두리를 통해 냉각수가 누수되는데, 상기 쿨링플레이트(120)의 안내홈(121)과 엔드캡(123)의 단면은 '⊥'형상으로 이루어짐에 따라, 단면이 직사각형으로 이루어지는 종래의 앤드캡에 비해 날개부(123a)의 돌출되는 폭만큼 더 길어지게 되어 냉각수의 누수거리가 상대적으로 길어진다.

따라서, 이는 히팅 장치(100)의 앤드캡(123) 하단의 날개부(123a)에 의해 냉각수의 누수거리가 길어져 그만큼 누수시간이 연장되고 이로 인해 히팅 장치(100)의 수명을 연장할 수 있게 된다.

그리고, 누수거리를 길게 할 수 있게 됨에 따라 상대적으로 쿨링플레이트(20)의 두께를 얇게 형성할 수 있어 제조단가를 낮출 수 있는 장점도 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만,본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

도 1은 종래 일반적인 히팅 장치가 구비된 챔버를 도시한 구성도이다.

도 2는 종래 일반적인 쿨링플레이트의 분해 사시도이다.

도 3은 종래 일반적인 쿨링플레이트의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 히팅 장치의 쿨링플레이트를 도시한 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 히팅 장치의 쿨링플레이트의 단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100; 히팅 장치

110; 히팅플레이트

112; 히터선

120; 쿨링플레이트

123; 엔드캡

123a; 날개부

130; 수직포스트

Claims

내부에 히터선(112)이 일정간격을 유지하며 배치되어 표면에 놓여지는 피가공물(200)을 가열하는 판형상의 히팅플레이트(110)의 하부에 일체로 구비되어 상기 히팅플레이트(110)의 가열 온도를 조절하는 히팅 장치의 쿨링플레이트(120)에 있어서,

상기 쿨링플레이트(120)는 내부에 냉각수가 순환할 수 있도록 하기 위해 걸림홈부(121a)가 하단 양측방향으로 형성되는 일정 깊이의 안내홈(121)이 형성되고,

상기 안내홈(121)의 걸림홈부(121a)에 안착되는 날개부(123a)가 하단 양측에 돌출 형성되어 단면이 '⊥'형상으로 이루어지는 엔드캡(123)이 상기 안내홈(121)에 압입되어 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수이동공(122)을 형성하고,

상기 앤드캡(123)의 하단 테두리를 따라 전자빔 용접(P2)을 하여 마감처리한 것을 특징으로 하는 히팅 장치의 쿨링플레이트.
제 1항에 있어서,

상기 쿨링플레이트(120)와 엔드캡(123)은 알루미늄재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히팅 장치의 쿨링플레이트.