KR20170091570A

KR20170091570A - 히터

Info

Publication number: KR20170091570A
Application number: KR1020170097291A
Authority: KR
Inventors: 강호영; 김병섭
Original assignee: 주식회사 테라세미콘
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2017-08-09

Abstract

히터가 개시된다. 본 발명에 따른 히터는, 내부에 열선 수용부(130)가 형성된 플레이트(100) 및 열선 수용부(130) 내에 배치되는 열선(200)을 포함하고, 열선(200)과 맞닿는 열선 수용부(130) 및 플레이트(100)의 적어도 일부 표면은 절연물(150)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

히터 {HEATER}

본 발명은 히터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열선과 맞닿는 열선 수용부와 플레이트의 일부 표면에 절연물이 형성된 히터에 관한 것이다.

기판처리장치는 증착(Vapor Deposition)장치, 어닐링(Annealing)장치 등을 포함한다. 증착장치는 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 화학기상 증착장치와 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 물리기상 증착장치가 있다. 그리고, 어닐링장치는 기판에 막을 증착한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상변화 시키기 위하여 열처리하는 장치이다.

일반적으로, 기판처리장치는 기판이 로딩되어 처리되는 공간인 챔버를 형성하는 본체와 상기 본체의 내부에 설치되며 상기 기판을 처리하는데 필요한 열을 발생하는 히터를 포함한다.

히터는 플레이트 내에 열선을 배치하는 형태로 형성할 수 있는데, 플레이트는 금속 재질을 사용할 수 있으므로, 열선과 플레이트 사이가 절연되는 것이 필수적이다. 하지만, 종래의 히터는 열선과 플레이트 사이의 절연을 위해 절연체를 삽입하는 구조를 채용하였다. 절연체를 더 삽입하였기 때문에 히터의 전체적인 두께가 증가하는 문제점이 발생하였고, 플레이트, 히터, 절연체를 조립하는 과정에서 절연체가 이탈하거나 파손되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 두께를 감소시킬 수 있는 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 두께를 감소시켜 장비의 설계에 편의성을 제공하는 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 플레이트와 절연물을 일체화되도록 구성하여, 절연물의 이탈이나 파손의 위험성을 감소시킨 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터는, 내부에 열선 수용부가 형성된 플레이트; 및 상기 열선 수용부 내에 배치되는 열선;을 포함하고, 상기 열선과 맞닿는 상기 열선 수용부 및 상기 플레이트의 적어도 일부 표면은 절연물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트는 상부에 배치되는 제1 플레이트와 상기 제1 플레이트에 대향하게 하부에 배치되는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트에 상기 열선 수용부가 형성될 수 있다.

상기 제1 플레이트에 제1 열선 수용부가 형성되고, 상기 제1 플레이트의 제1 열선 수용부에 대응하여 상기 제2 플레이트에 제2 열선 수용부가 형성될 수 있다.

상기 절연물은 금속 산화물, 금속 질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 절연물은 상기 열선 수용부 및 상기 플레이트의 적어도 일부 표면을 애노다이징(anodizing) 처리하여 형성될 수 있다.

상기 플레이트의 재질은 알루미늄(Al) 또는 티타늄(Ti)일 수 있다.

상기 열선은 판 형상으로 형성될 수 있다.

상기 열선의 재질은 칸탈(Kanthal), 니켈크롬합금(Ni-Cr alloy), 그라파이트(Graphite), 카본(Carbon) 복합체, 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

상기 절연물의 두께는 50㎛ 내지 120㎛ 일 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 두께를 감소시킬 수 있는 히터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 두께를 감소시켜 장비의 설계에 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플레이트와 절연물을 일체화되도록 구성하여, 절연물의 이탈이나 파손의 위험성을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 "A-A'"선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 도 1의 "A-A'"선 단면도이다.
도 5는 종래 히터의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 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 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.

본 발명의 히터는 매엽식 또는 배치식의 기판처리 장치에 히터로서 적용될 수 있다. 특히, 본 발명의 히터는 두께를 감소시킬 수 있는 효과가 있으므로 복수의 기판에 대응하여 복수의 히터를 설치하는 배치식의 기판처리 장치에서 층고를 낮추고 생산성을 높이는데 더욱 바람직하게 이용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히터를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 히터는 플레이트(100) 및 열선(200)을 포함할 수 있다.

플레이트(100)는 조립의 편의성을 위하여, 상부에 배치되는 제1 플레이트(110)와 하부에 배치되는 제2 플레이트(120)로 구성될 수 있다. 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)는 대향하는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에 체결구(미도시)를 형성하고, 볼트 등의 체결 수단(미도시)을 사용하여 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 상호 결합할 수 있다.

플레이트(100)의 재질은 후술할 애노다이징(anodizing) 처리가 가능한 금속 재질일 수 있다. 금속 재질은 알루미늄(Al) 또는 티타늄(Ti)일 수 있으며, 비용을 고려하여 알루미늄(Al)인 것이 더욱 바람직하다.

플레이트(100)는 내부에 열선(200)을 수용할 수 있도록, 소정의 패턴을 가진 홈 형태의 열선 수용부(130)가 형성될 수 있다. 열선 수용부(130)는 열선(200)과 실질적으로 동일하거나 약간 큰 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 열선 수용부(130)는 제1 플레이트(110) 또는 제2 플레이트(120) 중 어느 하나에만 형성될 수 있으나[도 3 참조], 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)의 두 부분에 동일한 형태로 대응되도록 형성될 수도 있다[도 4 참조].

열선 수용부(130)가 이루는 패턴의 형상은 "∪"와 "∩"가 연속적으로 반복되는 형상[도 1 참조], "┓"형상과 "┏"형상이 순차적으로 연속되어 반복되는 지그재그 형상, 직선 형상[도 2 참조] 등과 같이 다양하게 형성될 수 있다.

열선(200)은 전류를 통하여 열을 발생하는 도선으로 마련될 수 있다. 열선(200)은 판 형상으로 형성되어 플레이트(100)에 열 전달을 효율적으로 할 수 있다. 열선(200)의 재질은 칸탈(Kanthal), 니켈크롬합금(Ni-Cr alloy), 그라파이트(Graphite), 카본(Carbon) 복합체, 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

열선(200)은 외부의 전원 공급 장치(미도시)로부터 단자(210)를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 도 1과 같이, 플레이트(100)의 전체에 걸쳐서 배치되는 1개의 열선(200)으로 열을 발생시킬 수도 있으며, 도 2와 같이, 플레이트(100)의 전체에 걸쳐서 배치되는 복수의 열선(200)으로 열을 발생시킬 수도 있다. 도 1의 형태는 1개의 열선(200)을 사용하기 때문에 단자의 구성이 간편하고, 전력소모가 적은 이점이 있고, 도 2의 형태는 복수의 열선(200)을 사용하기 때문에 영역별로 독립적으로 온도를 제어할 수 있고 유지관리가 간편한 이점이 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 "A-A'"선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 도 1의 "A-A'"선 단면도이다.

본 발명은 열선(200)과 맞닿는 열선 수용부(130) 및 플레이트(100)의 적어도 일부 표면이 절연물(150)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 절연물(150)을 포함한다는 것은, 별도의 절연 성질을 가지는 절연체를 연결하거나, 설치하는 것을 의미하는 것은 아니며, 열선 수용부(130), 플레이트(100)의 표면에 절연물(150)이 일체를 이루어 구성된다는 의미로 이해될 수 있다.

절연물(150)은 금속 재질의 플레이트(100)와 열선(200) 사이에서 금속 산화물 또는 금속 질화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 형태로 형성될 수 있다. 절연물(150)은 알루미늄(Al) 또는 티타늄(Ti)의 금속 재질을 가지는 플레이트(100)와 열선 수용부(130)의 적어도 일부 표면을 애노다이징(Anodizing) 처리함에 따라 형성할 수 있다.

애노다이징은 양극(Anode)과 산화(Oxidizing)의 합성어로, 기재인 플레이트(100)를 양극에 걸고 전해질 용액이 담긴 전해조 내에 함침한 후 전해시키면 양극에서 발생되는 산소에 의해 산화피막이 형성되는 공정이다. 플레이트(100)에 애노다이징을 통해 절연물(150)을 형성함에 따라 절연 효과를 얻을 수 있을뿐만 아니라, 플레이트(100)가 녹스는 것을 방지하고, 내열성, 내마모성도 향상시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 플레이트(110)는 커버로서 기능하도록, 제1 플레이트(110)에는 열선 수용부(130)를 형성하지 않고, 소정의 패턴을 가진 홈 형태의 열선 수용부(130)는 제2 플레이트(120)에만 형성할 수 있다. 그리고, 제2 플레이트(120)에 형성된 열선 수용부(130)의 표면(151) 및 열선(200)과 맞닿는 제1 플레이트(110)의 표면(152)에만 절연물(150)을 형성할 수 있다. 이 경우에는 제1 플레이트(110)는 제2 플레이트(120)보다 상대적으로 적은 두께를 가지도록 구성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 플레이트(110)에 제1 열선 수용부(131)가 형성되고, 제1 열선 수용부(131)에 대응하도록, 제2 플레이트(120)에 제2 열선 수용부(135)가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 열선 수용부(131)의 표면(153) 및 제2 열선 수용부(135)의 표면(154)에 절연물(150)을 형성할 수 있다.

절연물(150)은 50㎛ 내지 120㎛의 두께를 가지도록 형성할 수 있다. 50㎛보다 적은 두께로 절연물(150)을 형성하면 절연 효과가 좋지 않고, 120㎛보다 큰 두께로 절연물(150)을 형성하기에는 시간이 너무 많이 소요되는 문제점이 있다. 다만, 일반적인 애노다이징 처리를 통해서는 30 ~ 40㎛ 정도의 피막만이 형성되므로, 일반적인 애노다이징 공정보다는 2배정도 긴 시간을 갖도록 공정을 진행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 히터와 종래의 히터를 비교하기 위해 도 5를 참조하여 더 설명하면 이하와 같다.

도 5에 도시된 것과 같은 종래의 히터는, 플레이트 (10: 11, 12) 및 열선(20)을 포함하며, 상부 플레이트(11)와 하부 플레이트(12)에 절연체 수용부(13)가 형성될 수 있다. 절연체 수용부(13)에는 열선(20)과 플레이트(10) 사이의 절연을 위해 벌크(bulk)한 절연체(15)를 삽입한다. 조립을 통해 절연체(15, 16)를 절연체 수용부(13)에 삽입해야 하므로, 절연체(15)는 본 발명의 절연물(150)과 같이 50㎛ 내지 120㎛ 수준의 두께를 가지기는 매우 어렵다. 운모(Mica)와 같이 수 mm 수준의 두께를 가지는 절연체(15)를 사용하기 때문에, 히터의 전체 두께는 증가할 수밖에 없다. 수십장의 기판을 열처리하는 배치식 기판처리 장치에서 하나의 히터가 수 mm 수준의 두께가 더 늘어나면 전체 설비는 수 cm ~ 수십 cm가 더 커져야 하는 문제점이 있으며, 동일한 크기의 설비라면 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.

또한, 절연체(15)를 절연체 수용부(13)에 삽입한 후에 열선(20)을 추가 삽입하는 과정, 제조 완료 후 히터를 이송하는 과정 등에서 절연체(15)가 이탈하거나 파손되는 문제점이 있다. 그리고, 열선(20)을 추가로 삽입하기 위해 절연체(15)에도 소정의 패턴(16)을 형성해야 하는 번거로움이 있다.

반면에, 본 발명은 플레이트(100), 열선 수용부(130)의 일부 표면에 애노다이징 공정을 이용하여 절연물(150)을 형성하기 때문에, 절연체(15)의 삽입으로 인한 두께의 증가가 없고, 도 5의 히터와 비교하여 5 T 이상 두께를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 절연물(150)이 플레이트(100), 열선 수용부(130)의 표면에 포함되기 때문에, 히터 조립과정에서 절연물(150)이 파손될 가능성이 없다. 또한, 플레이트(100), 열선 수용부(130)와 절연물(150)이 일체를 이루어 구성되므로, 히터 조립과정이나 이송과정에서 절연물(150)이 이탈될 가능성도 없으며, 이미 플레이트(100)에 형성된 열선 수용부(130)에 열선(200)을 삽입하는 것만으로 히터의 제조가 완료되므로 간편한 이점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 플레이트
110: 제1 플레이트
120: 제2 플레이트
130: 열선 수용부
150: 절연물
200: 열선

Claims

내부에 열선 수용부가 형성된 플레이트; 및
상기 열선 수용부 내에 배치되는 열선;
을 포함하고,
상기 열선과 맞닿는 상기 열선 수용부 및 상기 플레이트의 적어도 일부 표면은 절연물을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트는 상부에 배치되는 제1 플레이트와 상기 제1 플레이트에 대향하게 하부에 배치되는 제2 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
제2항에 있어서,
상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트에 상기 열선 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 히터.
제2항에 있어서,
상기 제1 플레이트에 제1 열선 수용부가 형성되고, 상기 제1 플레이트의 제1 열선 수용부에 대응하여 상기 제2 플레이트에 제2 열선 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 절연물은 금속 산화물, 금속 질화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 절연물은 상기 열선 수용부 및 상기 플레이트의 적어도 일부 표면을 애노다이징(anodizing) 처리하여 형성된 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트의 재질은 알루미늄(Al) 또는 티타늄(Ti)인 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 열선은 판 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 열선의 재질은 칸탈(Kanthal), 니켈크롬합금(Ni-Cr alloy), 그라파이트(Graphite), 카본(Carbon) 복합체, 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히터.
제1항에 있어서,
상기 절연물의 두께는 50㎛ 내지 120㎛ 인 것을 특징으로 하는 히터.