KR20150129917A

KR20150129917A - 히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치

Info

Publication number: KR20150129917A
Application number: KR1020140056519A
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 이주형; 이현재; 모성원; 기범수
Original assignee: 주식회사 제우스
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-11-23
Also published as: KR102117421B1

Abstract

본 발명은 기판에 열처리를 가하기 위한 장치의 히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치에 관한 것이다. 히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치는, 기판을 열처리하는 챔버; 1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터; 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 챔버의 적어도 일측에 형성된 챔버관통구 외측에서 관체의 단부를 고정시키는 히터고정 플랜지부; 열선을 전원에 연결시키는 리드부; 및 리드부를 챔버 외부로 인출하여 고정시키는 리드고정부; 를 포함한다. 이에 의해 히터와 결합되는 챔버 벽의 구멍을 히터 관체의 직경보다 큰 장공형으로 형성하여 히터를 기울여 탈착함으로써 히터의 조립 및 탈거가 간단해지고, 조립 및 탈거시에 히터의 손상을 막을 수 있다. 또한 리드부의 회전을 방지함으로써 열선과 리드부의 결합부위에서 단선과 열선의 변형을 방지할 수 있다.

Description

히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치{HEATER FIXING DEVICE AND SUBSTRATE HEAT TRETMENT APPARATUS USING IT}

본 발명은 히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 열처리를 가하기 위한 히터를 챔버에 체결시키는 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치에 관한 것이다.

반도체나 디스플레이 장치의 제조를 위하여 웨이퍼나 글라스와 같은 기판의 열처리를 위한 장치가 요구된다.

기판 열처리 장치 중 하나로서, 챔버 내부에 설치된 할로겐 램프 등의 기판 가열용 램프가 방사하는 에너지를 조절하여 기판의 온도를 제어하는 장치가 사용되고 있다.

이러한 램프식 기판 열처리 장치는 챔버 내에 1 이상의 기판이 안착되고, 기판의 상부 또는 하부에서 기판을 열처리 할 수 있도록 바 형태의 히터가 챔버에 설치된다.

종래의 열처리 장치는 히터를 유지 보수 하기 위해서는 챔버를 개방한 후 히터 전체를 수리하거나 교체해야 했다. 따라서 히터의 수리 및 교체가 복잡하고, 시간과 비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

종래의 한국 공개특허공보 제10-2010-0051977호에 따르면, 이를 보완하기 위하여 도 1과 같이 히터가 결합되는 챔버 양측 벽의 구멍을 통해 히터를 분리할 수 있도록 하였다. 그러나 열처리 하고자 하는 기판의 크기가 커짐에 따라 히터의 길이가 길어졌고, 이에 따라 챔버 양측 벽의 구멍을 관통하여 길이가 긴 히터를 삽입하는 작업이 어려운 문제점이 있었다. 또한 히터 삽입과정에서 히터의 표면이 챔버 양측 벽의 구멍과 마찰하여 손상되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 다른 히터 체결장치는 열선에 전원을 연결하기 위해 열선과 단자를 용접결합하는 경우 단자를 챔버에 고정시키기 위해 단자를 회전시키거나 인출시 용접부위가 손상되거나 열선이 변형되는 문제점이 있었다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여, 히터와 체결되는 챔버 양측 벽의 구멍이 히터의 관체를 조립했을 때 유격을 가지면서 삽입되도록 형성하여 히터의 탈거 및 조립을 용이하게 하는 히터 체결장치를 이용한 기판 열처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 또 다른 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여, 히터 내부의 열선과 전원을 연결시키는 리드부와의 결합부위에서 회전으로 인한 손상을 방지하는 히터 체결장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 히터 체결장치는, 기판 열처리를 위해 1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터를 챔버에 체결시키는 히터 체결장치에 있어서, 상기 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 상기 챔버의 적어도 일측에 형성된 챔버관통구 외측에서 상기 관체의 단부를 고정시키는 히터고정 플랜지부; 상기 열선을 전원에 연결시키는 리드부; 및 상기 리드부를 상기 챔버 외부로 인출하여 고정시키는 리드고정부; 를 포함한다.

바람직하게, 상기 챔버관통구는 장공형으로 형성된다. 이때 상기 챔버관통구는 수직방향 직경이 수평방향 직경보다 더 크게 형성된다.

바람직하게, 상기 히터고정 플랜지부는 수평방향 폭이 수직방향 폭보다 더 작게 형성된다.

바람직하게, 상기 히터는, 내부에 내부열선을 구비한 내부관체와 상기 내부관체의 외주면에 귄취된 외부열선을 둘러싸는 외부관체로 이루어지고, 상기 리드부는, 상기 내부열선의 일단에 연결된 내부리드; 및 상기 외부열선의 적어도 하나의 일단에 연결된 외부리드;로 이루어진다.

바람직하게, 상기 리드부를 상기 리드고정부에 결합할 때 상기 내, 외부리드의 회전을 방지하도록 상기 히터와 상기 리드고정부 사이에 개재되어 상기 리드부를 고정시키는 리드회전방지부;를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 내부리드는, 중간 외주면에 회전방지돌기가 형성되고, 상기 리드회전방지부는, 상기 회전방지돌기가 삽입되어 고정되는 돌기삽입홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 외부리드는, 단부에 상기 외부열선과 연결되는 회전방지플레이트가 형성되고, 상기 리드회전방지부는, 상기 회전방지플레이트가 삽입되는 플레이트삽입홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 리드회전방지부는, 외주면에 상기 외부리드의 단부가 고정되어 상기 내부관체를 감싸는 회전방지관을 포함한다.

상술한 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 히터 체결장치를 이용한 기판 열처리장치는, 기판을 열처리하는 챔버; 1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터; 상기 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 상기 챔버의 적어도 일측에 형성된 챔버관통구 외측에서 상기 관체의 단부를 고정시키는 히터고정 플랜지부; 상기 열선을 전원에 연결시키는 리드부; 및 상기 리드부를 상기 챔버 외부로 인출하여 고정시키는 리드고정부; 를 포함한다.

바람직하게, 상기 히터는, 내부에 내부열선을 구비한 내부관체와 상기 내부관체의 외주면에 권취된 외부열선을 둘러싸는 외부관체로 이루어지고, 상기 리드부는, 상기 내부열선의 일단에 연결된 내부리드; 및 상기 외부열선의 적어도 하나의 일단에 연결된 외부리드;로 이루어진다.

본 발명의 히터 체결장치 및 이를 이용한 기판 열처리장치에 의하면, 히터와 결합되는 챔버 벽의 구멍을 히터관체의 직경보다 큰 장공형으로 형성하여 히터를 기울여 탈착함으로써 히터의 조립 및 탈거가 간단해지고, 조립 및 탈거시에 히터의 손상을 막을 수 있다.

또한 히터와 리드고정부 사이에 리드회전방지부를 개재해서 리드부의 회전을 방지함으로써 열선과 리드부의 결합부위에서 단선과 열선의 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 챔버에 히터를 체결하는 과정을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 의해 히터가 결합되는 챔버의 측면을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 의해 히터를 챔버에 조립 또는 탈거하는 상태를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의해 챔버에 히터가 체결된 상태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예를 구성하는 부품 조립도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 리드방지부와 리드부의 체결을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의해 챔버에 히터가 체결된 상태를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예를 구성하는 부품 조립도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 히터 체결장치는 제1, 제2 실시예로 구분할 수 있으며, 각 실시예의 구성요소는 기본적으로 동일하나, 일부 구성에 있어서 차이가 있다. 또한 본 발명의 여러 실시예 중 동일한 기능과 작용을 하는 구성요소에 대해서는 도면상의 도면부호를 동일하게 사용하기로 하고, 제2 실시예의 설명에서 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 히터 체결장치를 이용한 기판 열처리장치는 도 2 내지 도 6에 나타난 바와 같이 크게 챔버(100), 히터(200), 히터고정 플랜지부(300), 리드부(400), 리드고정부(500) 및 리드회전방지부(600)로 이루어진다.

챔버(100)는 기판을 열처리 하도록 내부공간을 가지며, 관체를 삽입하여 고정시킬 수 있도록 챔버(100)의 양측 벽에 히터 관체의 직경보다 큰 챔버관통구(110)를 형성한다. 챔버관통구(110)는 히터(200)의 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 수직방향 직경이 수평방향 직경보다 큰 장공형으로 형성할 수 있다. 이로 인하여 챔버(100) 벽에 대해 수직으로 체결되는 히터(200)의 일단을 수평으로 탈거하고, 타단은 상하로 기울여 탈거할 수 있으며, 장공형의 챔버관통구(110)를 챔버(100)의 일측에만 형성하여도 무방하다.

도면에 도시하지는 않았지만 본 발명의 다른 실시예에 의한 챔버관통구(110)는 챔버(100) 벽의 내측이 외측보다 크도록 장공의 형상을 외측에서 내측으로 하향경사지게 형성하여, 챔버(100)에 히터(200)를 상하로 기울여 용이하게 탈착시킬 수 있는 공간을 구비하도록 할 수 있다.

한편 챔버(100)는 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이 상부챔버(101), 하부챔버(102)로 구성하고, 상, 하부챔버(101, 102) 중 어느 하나를 좌우로 슬라이딩시켜 분리할 수 있다. 상, 하부챔버(101, 102)가 분리됨으로써 챔버(100)가 개방되고, 개방된 공간을 통해 히터(200)의 교체 및 수리를 용이하게 할 수 있다. 또한 종래와 같이 챔버(100) 양측 벽에 형성된 챔버관통구(110)를 통해 히터(200)만 조립 및 탈거하는 것도 가능하다.

히터(200)는 1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터라면 모두 사용가능하다. 본 발명에서 사용된 히터(200)는 내부열선(212)을 내부에 구비한 내부관체(211), 내부관체(211)와 사이 공간을 가지며 내부관체(211)의 외주면에 권취된 외부열선(222)을 둘러싸는 외부관체(221)로 이루어진다.

히터고정 플랜지부(300)는 챔버(100) 벽에 볼트로 고정되며, 중앙에 히터(200)와 결합되는 히터결합구(310)를 형성하고, 챔버관통구(110) 및 히터결합구(310)에 삽입된 관체를 챔버(100) 외측에서 고정시킨다. 이때 히터고정 플랜지부(300)는 수평방향 폭이 수직방향 폭보다 더 작게 형성하여, 이웃한 히터(200)와의 간격을 최소화 할 수 있다. 이로 인하여 더 많은 수의 히터를 사용할 수 있다.

히터고정 플랜지부(300)는 기밀부재(320)을 구비하여 기판을 열처리하는 동안 챔버(100) 내의 가스가 챔버(100) 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 기밀부재(320)는 챔버(100) 벽과 히터고정 플랜지부(300) 사이의 오링(321) 및 히터결합구(310)와 히터 사이의 오링(322)으로 구성된다.

리드부(400)는 열선을 전원에 연결시키도록 도전체로 형성되며, 내부열선(212)의 일단에 연결된 내부리드(410)와 외부열선(222)의 양단에 연결된 2개의 외부리드(420)로 이루어진다.

구체적으로 내부리드(410)의 일단은 홈이 형성되고, 이 홈에 내부열선(212)의 단부가 삽입된 상태에서 용접됨으로써 내부리드(410)와 내부열선(212)을 결합할 수 있다. 내부리드(410)의 타단은 내부열선(212)에 전원을 전달하도록 전원과 연결될 수 있다. 이때 내부리드(410)는 중간 외주면에 내부리드(410)의 회전을 방지하여 용접부위의 손상이 발생하지 않도록 회전방지돌기(411)가 형성된다. 이러한 회전방지돌기(411)는 단면 형상을 다각형으로 형성할 수 있다.

그리고 외부리드(420)의 일단은 홈이 형성되고, 이 홈에 외부열선(222)의 단부가 삽입된 상태에서 용접됨으로써 외부리드(420)와 외부열선(222)을 결합할 수 있다. 외부리드(420)의 타단은 외부열선(222)에 전원을 전달하도록 전원과 연결될 수 있다. 이때 외부리드(420)는 외부열선(222)과 연결되는 단부에 외부리드(420)의 회전을 방지하여 용접부위의 손상이 발생하지 않도록 회전방지 플레이트(421)가 형성된다.

리드고정부(500)는 절연체로서 히터고정 플랜지부(300)에 볼트로 고정되고, 리드부(400)가 관통하는 홀을 가지며, 리드부(400)를 챔버(100) 외부로 인출하여 고정시킨다. 이때 내부리드(410)와 외부리드(420)의 이격거리를 크게 하여 리드부(400)에 전원을 연결할 때 내, 외부리드(410, 420)가 누전 또는 단락되지 않게 할 수 있다.

리드고정부(500)에 의해 이격된 내부리드(410)와 외부리드(420) 사이에 절연부재(510)를 구비할 수 있다. 이로써 내, 외부리드(410, 420) 사이의 누전 및 단락을 방지할 수 있다.

또한 리드부(400)가 인출된 단부에 체결부재(520)를 구비할 수 있다. 체결부재(520)는 너트로 구성하여 리드부(400)에 체결시킴으로써 리드고정부(500), 절연부재(510) 및 리드회전방지블럭(630)을 고정시킬 수 있다.

리드회전방지부(600)는 절연체로서 리드부(400)를 리드고정부(500)에 회전결합할 때 내, 외부리드(410, 420)의 회전을 방지하도록 히터(200)와 리드고정부(500) 사이에 개재되어 리드부(400)를 고정시키는 리드회전방지블럭(630)을 포함한다. 리드회전방지블럭(630)은 리드부(400)의 회전을 방지하기 위해 도 6에 나타낸 바와 같이, 내부리드(410)에 형성된 회전방지돌기(411)가 삽입되어 고정되도록 돌기삽입홈(611)이 형성될 수 있다. 돌기삽입홈(611)은 내부리드(410)가 관통하는 홀 입구에 형성되어 내부리드(410)의 회전을 방지하는 동시에 내부열선(212)의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

또한 리드회전방지블럭(630)은 외부리드(420)에 형성된 회전방지플레이트(421)가 삽입되어 고정되도록 플레이트삽입홈(621)이 형성될 수 있다. 플레이트삽입홈(621)은 외부리드(420)가 관통하는 홀 입구에 형성되어 외부리드(420)의 회전을 방지하는 동시에 외부열선(222)의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 대비하여 리드부(400)를 구성하는 외부리드(420)의 구조와 리드회전방지부(600)의 구조에 있어 차이가 있다. 이하에서는 제1 실시예와 차이를 가지는 제2 실시예의 구성요소를 중심으로 도 7 내지 도 8을 참고하여 설명한다.

리드회전방지부(600)는 외부리드(420)의 회전을 방지하여 용접부위의 손상이 발생하지 않도록 회전방지관(622)을 포함할 수 있다. 회전방지관(622)은 내부관체(211)를 감싸도록 관 형태로 형성되고, 외주면에 적어도 하나의 외부리드(420) 단부가 고정된다. 이로 인하여 리드부(400)를 리드고정부(500)에 회전결합할 때 내부관체(211)를 감싸며 고정된 회전방지관(622)에 의해 외부리드(420)의 회전을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상을 중심으로 그 변형물 또는 균등물에까지 미침은 자명하다 할 것이다.

100 : 챔버
200 : 히터
300 : 히터고정 플랜지부
400 : 리드부
500 : 리드고정부
600 : 리드 회전방지부

Claims

기판 열처리를 위해 1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터(200)를 챔버(100)에 체결시키는 히터 체결장치에 있어서,
상기 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 상기 챔버(100)의 적어도 일측에 형성된 챔버관통구(110) 외측에서 상기 관체의 단부를 고정시키는 히터고정 플랜지부(300);
상기 열선을 전원에 연결시키는 리드부(400); 및
상기 리드부(400)를 상기 챔버(100) 외부로 인출하여 고정시키는 리드고정부(500); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버관통구(110)는 장공형으로 형성된 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 2에 있어서,
상기 챔버관통구(110)는 수직방향 직경이 수평방향 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히터고정 플랜지부(300)는 수평방향 폭이 수직방향 폭보다 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히터(200)는, 내부에 내부열선(212)을 구비한 내부관체(211)와 상기 내부관체(211)의 외주면에 귄취된 외부열선(222)을 둘러싸는 외부관체(221)로 이루어지고,
상기 리드부(400)는, 상기 내부열선(212)의 일단에 연결된 내부리드(410); 및 상기 외부열선(222)의 적어도 하나의 일단에 연결된 외부리드(420);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 5에 있어서,
상기 리드부(400)를 상기 리드고정부(500)에 결합할 때 상기 내, 외부리드(410, 420)의 회전을 방지하도록 상기 히터(200)와 상기 리드고정부(500) 사이에 개재되어 상기 리드부(400)를 고정시키는 리드회전방지부(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 6에 있어서,
상기 내부리드(410)는, 중간 외주면에 회전방지돌기(411)가 형성되고,
상기 리드회전방지부(600)는, 상기 회전방지돌기(411)가 삽입되어 고정되는 돌기삽입홈(611)이 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 6에 있어서,
상기 외부리드(420)는, 단부에 상기 외부열선(222)과 연결되는 회전방지플레이트(421)가 형성되고,
상기 리드회전방지부(600)는, 상기 회전방지플레이트(421)가 삽입되는 플레이트삽입홈(621)이 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
청구항 6에 있어서,
상기 리드회전방지부(600)는, 외주면에 상기 외부리드(420)의 단부가 고정되어 상기 내부관체(211)를 감싸는 회전방지관(622)을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 체결장치.
기판을 열처리하는 챔버(100);
1 이상의 열선을 내장한 관체로 이루어진 히터(200);
상기 관체가 유격을 가지면서 삽입되도록 상기 챔버(100)의 적어도 일측에 형성된 챔버관통구(110) 외측에서 상기 관체의 단부를 고정시키는 히터고정 플랜지부(300);
상기 열선을 전원에 연결시키는 리드부(400); 및
상기 리드부(400)를 상기 챔버(100) 외부로 인출하여 고정시키는 리드고정부(500); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
청구항 10에 있어서,
상기 히터(200)는, 내부에 내부열선(212)을 구비한 내부관체(211)와 상기 내부관체(211)의 외주면에 권취된 외부열선(222)을 둘러싸는 외부관체(221)로 이루어지고,
상기 리드부(400)는, 상기 내부열선(212)의 일단에 연결된 내부리드(410); 및 상기 외부열선(222)의 적어도 하나의 일단에 연결된 외부리드(420);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.