KR20120122795A - 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20120122795A
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Abstract

기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치는 받침판에 착탈가능하게 결합된 지지핀에 기판이 접촉 지지된다. 그런데, 지지핀은 기판의 승온 또는 냉각에 미미한 영향을 미치므로, 기판을 승온 또는 냉각시키는데 소요되는 시간이 상대적으로 짧다. 따라서, 기판 처리의 생산성이 향상되는 효과가 있다. 그리고, 기판이 받침판으로부터 이격되어 있으므로, 기판을 받침판으로부터 이격시키기 위한 별도의 장치가 필요 없다. 따라서, 원가가 절감되는 효과가 있다.

Description

기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치 {HOLDER FOR SUPPORTING SUBSTRATE AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 받침판에 복수의 지지핀을 설치하여 기판을 지지하는 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 평판 디스플레이의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별된다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 장치로써, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 화학 증착 장치와 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 물리 증착 장치가 있다.
그리고, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
일반적으로, 열처리 장치는 하나의 기판을 열처리하는 매엽식(Single Substrate Type)과 복수의 기판을 열처리하는 배치식(Batch Type)이 있다. 매엽식 열처리 장치는 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어, 대량 생산에는 배치식 열처리 장치가 많이 사용된다.
배치식 열처리 장치는 열처리 공간을 제공하는 챔버를 포함하고, 챔버에는 챔버로 로딩된 복수의 기판을 지지하는 판 형상의 받침판이 필수적으로 사용된다.
그런데, 종래의 기판 처리 장치는 받침판의 상면에 기판의 하면이 직접 접촉 지지된다. 그러면, 상기 받침판의 잠열로 인하여 상기 기판을 승온시키거나 냉각시키는데 많은 시간이 소요되어, 생산성이 저하되는 단점이 있었다.
그리고, 상기 받침판에 접촉된 상기 기판을 상기 받침판으로부터 이격시키기 위한 별도의 장치가 필요하여 원가가 상승하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 받침판에 복수의 지지핀을 설치하여 기판을 지지함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있음과 동시에 원가를 절감할 수 있는 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 지지용 홀더는, 받침판; 상기 받침판에 설치되어 기판을 지지하는 복수의 지지핀을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 투입되어 처리되는 챔버를 제공하는 본체; 상기 챔버의 내부에 설치된 복수의 서포터; 상하로 간격을 가지면서 상기 서포터에 지지된 복수의 받침판, 상기 받침판에 설치되며 상기 기판을 지지하는 복수의 지지핀을 가지는 기판 지지용 홀더를 포함한다.
본 발명에 따른 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치는, 받침판에 착탈가능하게 결합된 지지핀에 기판이 접촉 지지된다. 그런데, 지지핀은 기판의 승온 또는 냉각에 미미한 영향을 미치므로, 기판을 승온 또는 냉각시키는데 소요되는 시간이 상대적으로 짧다. 따라서, 기판 처리의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 기판이 받침판으로부터 이격되어 있으므로, 기판을 받침판으로부터 이격시키기 위한 별도의 장치가 필요 없다. 따라서, 원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 서포터와 홀더의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 홀더의 사시도.
도 4는 도 3의 "A-A"선 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특정 특성은 일 실시예와 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 의미가 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치를 상세히 설명한다.
본 실시예들을 설명함에 있어서, 기판의 처리라 함은 기판을 가열 및 냉각하는 공정, 기판에 소정의 막을 증착하기 위한 모든 공정, 기판에 증착된 소정의 막을 어닐링, 결정화 또는 상변화 하기 위한 모든 열처리 공정 등을 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서포터와 홀더의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 대략 직육면체 형상으로 형성되어 기판 처리 장치의 외관을 이루는 본체(110)를 포함하고, 본체(110)의 내부에는 기판(50)이 투입되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(113)가 제공된다. 본체(110)는 직육면체 형상뿐만 아니라 기판(50)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본체(110)의 전면은 개방되어 도어(115)가 설치되는데, 도어(115)는 챔버(113)를 개폐한다. 도어(115)를 열어 챔버(113)를 개방한 상태에서, 로봇아암(미도시) 등으로 기판(50)을 지지하여 기판(50)을 챔버(113)의 내부로 로딩한다. 그리고, 도어(115)를 닫아 챔버(113)를 폐쇄한 상태에서, 기판(50)을 처리한다. 기판(50)의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 재질로 형성될 수 있다.
본체(110)의 상면도 개방될 수 있으며 이를 위하여 본체(110)의 상면에는 커버(117)가 설치된다. 커버(117)는 챔버(113)의 내부에 설치된, 기판(50)의 처리에 필요한, 부품들의 수리 또는 교체시 챔버(113)를 개방한다. 커버(117)의 재질은 석영인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(50)의 처리에 필요한 상기 부품들에는 서포터(120), 서포터(120)에 지지되며 기판(50)을 지지하는 홀더(130), 기판(50)을 가열하기 위한 히터(미도시), 기판(50)을 냉각시키기 위한 냉각관(미도시) 등이 있다.
서포터(120)는 챔버(113)를 형성하는 본체(110)의 바닥면에 하면이 접촉하는 받침대(121), 받침대(121)의 일측 단부에서 수직으로 연장 형성된 지지대(123), 지지대(123)의 일측면에서 수평으로 연장 형성되며 상호 간격을 가지면서 상하로 적층된 형태로 형성된 복수의 지지리브(125)를 가진다.
서포터(120)는 한쌍이 대향하면서 배치되어 세트를 이루며, 세트를 이루는 서포터(120)는 지지리브(125)가 상호 대향하게 배치된다.
도 2에 도시된 서포터(120)는 4 세트의 서포터(120)가 배치된 것을 보이며, 상호 인접하는 서포터(120)를 상호 연결한 가상의 선에 의하여 이루어지는 형상은 대략 직사각형을 이룬다. 즉, 상호 인접하는 서포터(120)를 연결한 가상의 선에 의하여 이루어지는 형상은 대략 기판(50)의 형상과 대응된다.
서포터(120)의 각 지지리브(125)에는 기판(50)이 지지되는 홀더(130)가 탑재 지지된다. 홀더(130)는 챔버(113)의 내부에 설치되므로, 기판(50)의 처리시 고온에 견딜 수 있음과 동시에 구조의 변화가 거의 없는 석영 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 각 지지리브(125)에 지지된 홀더(130)는 상하로 배치되어 상호 평행을 이룸은 당연하다.
도 1의 미설명 부호 140은 기판 처리 장치를 지지하는 지지 프레임이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홀더(130)에 대하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 홀더의 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A-A"선 단면도이다.
도시된 바와 같이, 홀더(130)는 사각판 형상으로 형성되어 지지리브(125)에 장변(張邊)측 하면 부위가 지지되는 받침판(131)과 받침판(131)의 상면에 설치되어 기판(50)을 지지하는 복수의 지지핀(135)을 포함한다.
지지핀(135)의 상단부에 기판(50)이 지지되는데, 지지핀(135)의 상단부는 라운딩지게 형성되어 기판(50)과 점 접촉하는 것이 바람직하다. 그러면, 기판(50)의 하면도 상면과 같이 거의 노출된 상태가 되므로, 기판(50)이 균일하게 처리된다.
지지핀(135)은 받침판(131)에 착탈가능하게 결합된다. 이를 위하여, 받침판(131)에 결합공(132)이 형성되고, 지지핀(135)은 결합공(132)에 삽탈 가능하게 결합된다. 지지핀(135)을 받침판(131)에 착탈할 수 있으면, 기판(50)의 처리시, 기판(50)의 자중에 의하여 기판(50)이 처지는 부위에 지지핀(135)을 집중적으로 배치할 수 있다. 따라서, 기판(50)이 변형되는 것을 완전하게 방지할 수 있다.
지지핀(135)은 몸체(135a)와 결합돌기(135b) 및 지지돌기(135c)를 가진다.
몸체(135a)는 결합공(132)의 직경 보다 크게 형성되며, 하면이 받침판(131)의 상면과 접촉한다. 결합돌기(135b)는 몸체(135a)의 하면에서 하측으로 돌출 형성되며 몸체(135a)의 직경 보다 작은 직경으로 형성되어 결합공(132)에 삽탈된다. 지지돌기(135c)는 몸체(135a)의 상면에서 상측으로 돌출 형성되며, 상단부에 기판(50)이 접촉 지지된다. 전술한 바와 같이, 지지돌기(135c)의 상단부는 라운딩지게 형성되어 기판(50)의 하면과 점 접촉하는 것이 바람직하다.
몸체(135a)의 하부측 외주면에는 링형상의 지지테(135d)가 돌출 형성된다. 지지테(135d)의 하면은 받침판(131)의 상면과 접촉하여, 몸체(135a)가 받침판(131)에 견고하게 기립 설치되도록 지지한다.
지지돌기(135c)에 기판(50)이 접촉되었을 때, 지지돌기(135c)에 의하여 기판(50)이 손상되는 것을 방지하기 위하여 지지돌기(135c)를 포함한 지지핀(135)의 경도(硬度)는 기판(50)의 경도 보다 작은 것이 바람직하다. 즉, 기판(50)이 글라스(Glass)로 형성되면, 지지핀(135)은 질화붕소(BN: Boron Nitride)로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 결합돌기(135b)의 단면(斷面) 형상 및 결합공(132)의 형상은 상호 대응되게 원형으로 형성된 것을 보인다. 결합돌기(135b)의 단면(斷面) 형상 및 결합공(132)의 형상이 원형이면, 결합돌기(135b)가 결합공(132)을 기준으로 회전될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도로서, 도 3과의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지핀(235)의 결합돌기(235b)의 단면(斷面) 형상 및 받침판(231)에 형성된 결합공(232a)은 상호 대응되게 타원형으로 형성될 수도 있고, 지지핀(236)의 결합돌기(236b)의 단면(斷面) 형상 및 결합공(232b)은 상호 대응되게 각형으로 형성될 수도 있다.
결합돌기(235b, 236b)의 단면 형상 및 결합공(232a, 232b)의 형상이 타원형 또는 각형이면, 지지핀(235, 236)은 결합공(232a, 232b)을 기준으로 회전되는 것이 방지된다.
지지핀(237)의 결합돌기(237b)의 단면 형상 및 결합공(232)의 형상이 원형 일 때, 지지핀(237)의 몸체(237a)는 벤딩되어 형성될 수 있다.
상세히 설명하면, 몸체(237a)의 중간 부위는 벤딩(237aa)되고, 몸체(237a)의 상측 부위 및 하측 부위의 길이방향 중심을 각각 지나는 가상의 직선(L1, L2)은 상호 평행하게 형성된다. 그러면, 지지핀(237)이 결합공(232)을 중심으로 회전되므로, 지지핀(237)을 결합공(232)에 삽탈할 필요 없이, 지지핀(237)을 회전시켜 기판(50)이 처지는 부위를 간편하게 지지할 수 있다.
지지핀(237)의 몸체(237a)의 벤딩부(237aa)는 필요에 따라 복수번 벤딩될 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치는 받침판(131, 231)에 착탈가능하게 결합된 지지핀(135, 235, 236, 237)에 기판(50)이 접촉 지지된다. 그런데, 지지핀(135, 235, 236, 237)은 기판(50)의 승온 또는 냉각에 미미한 영향을 미치므로, 기판(50)을 승온 또는 냉각시키는데 소요되는 시간이 상대적으로 짧다. 따라서, 기판 처리의 생산성이 향상된다.
그리고, 기판(50)이 받침판(131, 231)으로부터 이격되어 있으므로, 기판(50)을 받침판(131, 231)으로부터 이격시키기 위한 별도의 장치가 필요 없다. 따라서, 원가가 절감된다.
상기와 같이 기술된 본 발명의 실시예들에 대한 도면은 자세한 윤곽 라인을 생략하여, 본 발명의 기술사상에 속하는 부분을 쉽게 알 수 있도록 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 상기 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 기준이 될 수 없으며, 본 발명의 청구범위에 포함된 기술사항을 이해하기 위한 참조적인 사항에 불과하다.
110: 본체 120: 서포터
130: 홀더 131: 받침판
135: 지지핀

Claims (21)

  1. 받침판;
    상기 받침판에 설치되어 기판을 지지하는 복수의 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 받침판에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 받침판에는 상기 지지핀이 삽탈가능하게 결합되는 결합공이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지핀은, 일면이 상기 받침판과 접촉하는 몸체; 상기 몸체의 일면에서 돌출 형성되며 상기 몸체의 직경 보다 작은 직경으로 형성되어 상기 결합공에 삽탈되는 결합돌기; 상기 몸체의 타면에서 돌출 형성되며 상기 기판이 접촉 지지되는 지지돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몸체의 외주면에는 상기 받침판과 접촉하여 상기 몸체가 상기 기판에 기립 설치되도록 지지하는 지지테가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 결합돌기의 단면(斷面) 형상은 원형, 타원형 또는 각형 중에서 선택된 어느 하나이고,
    상기 결합공의 형상은 상기 결합돌기의 단면 형상과 대응되는 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 결합돌기의 단면(斷面) 형상과 상기 결합공의 형상은 상호 대응되는 원형으로 형성되어 상기 결합돌기는 상기 결합공을 기준으로 회전가능하게 설치되며,
    상기 몸체의 중간 부위는 벤딩되고,
    상기 몸체의 일측 부위 및 타측 부위의 길이방향 중심을 각각 지나는 가상의 직선은 상호 평행한 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 몸체의 중간 부위는 복수번 벤딩된 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지핀의 경도(硬度)는 상기 기판의 경도 보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 글라스(Glass)로 형성되고, 상기 지지핀은 질화붕소(BN: Boron Nitride)로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 지지용 홀더.
  11. 기판이 투입되어 처리되는 챔버를 제공하는 본체;
    상기 챔버의 내부에 설치된 복수의 서포터;
    상하로 간격을 가지면서 상기 서포터에 지지된 복수의 받침판, 상기 받침판에 설치되며 상기 기판을 지지하는 복수의 지지핀을 가지는 기판 지지용 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 받침판에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 받침판에는 상기 지지핀이 삽탈가능하게 결합되는 결합공이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지핀은, 일면이 상기 받침판과 접촉하는 몸체; 상기 몸체의 일면에서 돌출 형성되며 상기 몸체의 직경 보다 작은 직경으로 형성되어 상기 결합공에 삽탈되는 결합돌기; 상기 몸체의 타면에서 돌출 형성되며 상기 기판이 접촉 지지되는 지지돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 몸체의 외주면에는 상기 받침판과 접촉하여 상기 몸체가 상기 기판에 기립 설치되도록 지지하는 지지테가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 결합돌기의 단면(斷面) 형상은 원형, 타원형 또는 각형 중에서 선택된 어느 하나이고,
    상기 결합공의 형상은 상기 결합돌기의 단면 형상과 대응되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 결합돌기의 단면(斷面) 형상과 상기 결합공의 형상은 상호 대응되는 원형으로 형성되어 상기 결합돌기는 상기 결합공을 기준으로 회전가능하게 설치되며,
    상기 몸체의 중간 부위는 벤딩되고,
    상기 몸체의 일측 부위 및 타측 부위의 길이방향 중심을 각각 지나는 가상의 직선은 상호 평행한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 몸체의 중간 부위는 복수번 벤딩된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 지지핀의 경도(硬度)는 상기 기판의 경도 보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판은 글라스(Glass)로 형성되고, 상기 지지핀은 질화붕소(BN: Boron nitride)로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  21. 제11항 내지 제20항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에는 히터 및 냉각관이 설치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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