KR20180102722A - 기판 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이 위치하는 내부 공간을 구비하는 공정 챔버 및 상기 공정 챔버에 직접 접촉되는 냉각 프레임의 내부를 흐르는 냉매를 이용하여 상기 공정 챔버를 냉각시키는 냉각 모듈을 포함하는 기판 열처리 장치를 개시한다.
따라서, 본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 내측면에 결합되는 냉각 모듈의 내부에 냉매가 흐르도록 함으로써 공정 챔버의 냉각시에 공정 챔버를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기판 열처리 장치{Substrate Thermal Processing Apparatus}
본 발명은 기판 열처리 장치에 관한 것으로서, 공정 챔버의 내부 온도를 효율적으로 제어할 수 있는 기판 열처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이 패널에 사용되는 유리 기판과 같은 기판은 기판 열처리 장치에서 무기물, 유기물 및/또는 반도체 소자의 형성을 위한 다양한 열처리 공정을 거친다.
기판을 열처리하는 기판 열처리 장치는 일반적으로 공정 챔버와 기판 지지 모듈 및 히터 모듈을 포함하여 형성된다. 상기 공정 챔버는 내부가 중공이며 내부에 기판 지지부가 위치한다. 상기 기판 열처리 장치는 공정 챔버에 공정 가스를 급기하는 급기관 및 공정 가스를 외부로 배기하는 배기관을 포함한다. 상기 기판 지지 모듈은 수평 방향으로 연장되는 지지바를 포함하여 형성된다. 상기 지지바는 상면에 안착되는 기판을 지지한다. 상기 히터 모듈은 평판 히터로 형성되며, 공정 챔버의 내측면에 형성되거나 기판이 스택되는 내부 영역에 상하 방향으로 이격되어 위치한다.
상기 기판 열처리 장치는 기판에 대한 열처리 공정의 완료 후에 기판을 반출하기 위하여 공정 챔버의 내부 온도가 일정 온도 이하로 냉각되는 것이 필요하다. 그러나, 상기 공정 챔버는 금속 재질에 의한 구조물로 형성되어 상대적으로 많은 잠열을 가지고 있으므로 냉각에 시간이 많이 소요되는 측면이 있다. 특히, 상기 공정 챔버는 상대적으로 상부가 온도가 높은 상태이므로 상부면과 측부면의 상부 영역에 대한 효율적인 냉각이 이루어지지 않아 냉각 시간이 많이 소요되는 측면이 있다.
또한, 상기 기판 열처리 장치는 열처리 공정의 준비를 위하여 공정 챔버의 내부 온도를 일정한 기준 온도로 상승시키는 것이 필요하다. 그러나, 상기 공정 챔버는 상부면과 측부면의 상부 영역의 온도가 상대적으로 높아지게 되어 내부 온도를 전체적으로 균일하고 안정적으로 제어하는 것이 어려운 측면이 있다.
본 발명은 공정 챔버의 내부 온도를 효율적으로 제어할 수 있는 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치는 기판이 위치하는 내부 공간을 구비하는 공정 챔버 및 상기 공정 챔버에 직접 접촉되며, 내부에 냉매를 이용하여 상기 공정 챔버를 냉각시키는 냉각 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각 모듈은 내부에 상기 냉매가 흐르는 냉각 통로를 구비하며, 상기 공정 챔버의 상부와 하부 및 측부의 내측면 또는 외측면에 접촉하는 냉각 프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 프레임은 상기 공정 챔버의 일측에서 타측으로 연장되며, 복수 개가 상기 공정 챔버의 전후 방향 또는 상하 방향으로 이격되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉매는 불활성 가스 또는 공정 가스를 포함하는 냉각 가스이며,
상기 냉각 프레임은 양측면에서 상기 냉각 통로로 관통되어 형성되며 상기 냉각 가스를 상기 공정 챔버의 내측부로 분사하는 냉매 분사구를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각 모듈은 전후 방향으로 연장되며, 일측에서 타측으로 이격되면서 상기 상부 냉각 프레임 사이에 결합되는 연결 프레임을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결 프레임에서 상기 공정 챔버의 일측단과 타측단에 위치하는 상기 연결 프레임은 내부가 중공인 파이프로 형성되며, 내부가 상기 냉각 프레임의 냉각 통로와 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉매는 공정 냉각수일 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버와 상기 냉각 프레임은 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 내측면 또는 외측면에 접촉되어 결합되는 냉각 모듈의 내부에 냉매가 흐르도록 함으로써 열처리 공정후에 공정 챔버를 냉각하는 과정에서 공정 챔버를 효율적이고 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 내측면 또는 외측면에 접촉되어 결합되는 냉각 모듈을 통하여 공정 챔버의 내부로 냉매를 분사함으로써 열처리 공정후에 공정 챔버를 냉각하는 과정에서 공정 챔버를 더 효율적이고 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기판 열처리 장치는 냉각 모듈을 이용하여 공정 챔버의 상부면을 포함하는 영역을 선택적으로 냉각시킴으로써 기판의 열처리 공정을 위한 승온시에 공정 챔버의 상부 온도가 과다 상승하여 공정 챔버의 내부 온도가 기준 온도보다 상승하는 것을 최소화시키고 안정적인 연속 공정을 진행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기판 열처리 장치는 공정 챔버의 상부면을 포함하는 영역을 선택적으로 냉각시킴으로써 공정 챔버의 상부와 하부의 온도 차이를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 열처리 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 수직 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
본 발명에 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정 챔버(100)와 냉각 모듈(200) 및 기판 지지 모듈(300)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 기판 열처리 장치는 히팅 모듈(미도시)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 기판 열처리 장치는 액정 표시 장치(LCD), 유기발광 표시 장치(OLED)와 같은 평판 디스플레이 장치에 사용되는 유리 기판, 플렉서블 기판과 같은 기판(10)의 열처리에 사용된다. 또한, 상기 기판 열처리 장치(100)는 태양 전지에 사용되는 기판(10)의 열처리에도 사용될 수 있다.
상기 기판 열처리 장치는 내부에 냉매가 흐르는 냉각 모듈(200)을 공정 챔버(100)의 내측면 또는 외측면에 접촉시켜 상대적으로 잠열이 많은 공정 챔버(100)를 냉각시킴으로써 공정 챔버(100)의 내부 온도가 보다 효율적으로 낮아지도록 한다.
또한, 상기 기판 열처리 장치는 공정 챔버(100)의 상부에 위치하는 냉각 모듈(200)을 이용하여 공정 챔버(100)의 상부 영역을 선택적으로 냉각함으로써 기판(10)의 열처리를 위한 승온시에 공정 챔버(100)의 상부와 하부의 온도 차이를 감소시키면서 승온할 수 있도록 한다.
이하의 설명에서 내측은 공정 챔버(100)의 내부 방향을 의미하며, 외측은 공정 챔버(100)의 외부 방향을 의미한다. 또한, 일측은 도 1을 기준으로 좌측 방향을 의미하며, 타측은 우측 방향을 의미한다.
상기 공정 챔버(100)는 내부가 중공인 육면체 형상을 이루도록 형성된다. 상기 공정 챔버(100)는 상부면(101)과 하부면(102)과 좌측면(103)과 우측면(104)과 전측면(105) 및 후측면(106)을 구비하여 형성될 수 있다. 상기 공정 챔버(100)는 내부에 기판(10)이 장입되어 열처리되는 내부 공간(100a)을 제공한다. 상기 공정 챔버(100)는 단일 챔버로 형성되거나, 외부 하우징과 내부 하우징을 구비하는 이중 챔버로 형성될 수 있다. 상기 공정 챔버(100)는 내열성과 기계적 강도 및 내부식성이 있는 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질로 형성된다. 한편, 상기 공정 챔버(100)는 기판(10)을 열처리하는 열처리 장치에 사용되는 다양한 구조의 공정 챔버(100)로 형성될 수 있다.
상기 공정 챔버(100)는 단일 챔버로 형성되는 경우에 내측면 또는 기판(10) 사이에 평판 히터(미도시)가 장착될 수 있다. 또한, 상기 공정 챔버(100)는 이중 챔버로 형성되는 외부 하우징과 내부 하우징 사이에 통상의 열처리를 위한 가열 히터(미도시)가 장착될 수 있다.
상기 공정 챔버(100)는 내부 공간(100a)으로 공정 가스를 공급하는 다수의 급기관(110) 및 내부 공간(100a)으로부터 공정 가스를 배기하는 배기관(120)을 구비한다. 상기 급기관(110)은 공정 챔버(100)의 일측에 형성되어 공정 가스를 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)으로 공급한다. 상기 배기관(120)은 공정 챔버(100)의 타측에 형성되어 공정 가스를 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)으로부터 외부로 배출한다. 한편, 상기 공정 챔버(100)의 타측에 위치하는 배기관(120)은 급기관으로 작용하며, 기판(10)을 지지하는 기판 지지 모듈(300)이 배기 작용을 하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판 열처리 장치는 기판 지지 모듈(300)에서 공정 가스를 공급하고, 공정 챔버(100)의 급기관(110)과 배기관(120)이 모두 공정 가스를 배출하는 배기관으로 작용하도록 형성될 수 있다.
상기 공정 챔버(100)는 전측에 기판(10)이 반입 및 반출되는 별도의 기판 입출구가 형성된다. 상기 기판 입출구는 폭이 내부에 반입되는 기판(10)의 폭보다 큰 폭으로 형성되며, 높이가 기판(10)의 적층되는 높이보다 높게 형성된다. 상기 기판 입출구는 별도의 셔터(미도시)에 의하여 밀폐된다.
상기 냉각 모듈(200)은 상부 냉각 프레임(210) 및 측부 냉각 프레임(230)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 상부 연결 프레임(220)과 측부 연결 프레임(240)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 상부 냉각 프레임(210)과 동일 또는 유사한 형상으로 형성되어 공정 챔버(100)의 하부에 위치하는 하부 냉각 프레임(250)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 하부 냉각 프레임(250)에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다. 상기 냉각 모듈(200)을 구성하는 상부 냉각 프레임(210)과 측부 냉각 프레임(230) 및 하부 냉각 프레임(250)의 구분이 필요없는 경우에는 냉각 프레임으로 언급한다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 상부 연결 프레임(220)과 측부 연결 프레임(240) 및 하부 연결 프레임(미도시)의 구분이 필요없는 경우에 연결 프레임으로 언급한다.
상기 냉각 모듈(200)은 냉각 프레임의 내부를 흐르는 냉매를 이용하여 공정 챔버(100)를 냉각시킨다. 상기 냉각 모듈(200)의 냉각 프레임은 공정 챔버(100)의 내측면 또는 외측면에 직접 접촉하며 내부에 흐르는 냉매를 이용하여 공정 챔버(100)를 효율적으로 냉각시킨다. 상기 냉각 모듈(200)은 바람직하게는 공정 챔버(100)의 내측면에 접촉하도록 결합된다.
또한, 상기 냉각 모듈(200)은 공정 챔버(100)의 내측면 또는 외측면에 결합되어 공정 챔버(100)의 강도를 보강한다. 따라서, 상기 냉각 모듈(200)은 공정 챔버(100)의 강도를 보강하는 기존의 프레임에 냉매를 흐르게 하는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 공정 챔버(100)의 강도를 보강하는 기존의 프레임과 별도로 형성될 수 있다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 공정 챔버와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 냉각 모듈(200)을 구성하는 냉각 프레임이 공정 챔버(100)를 구성하는 하우징과 일체로 형성될 수 있다.
상기 냉매는 기판 열처리 장치가 설치되는 공정에서 사용하는 공정 냉각수가 사용된다. 또한, 상기 냉매는 질소 가스와 같은 불활성 가스 또는 열처리 공정에서 공정 챔버(100)의 내부로 공급되는 공정 가스와 같은 냉각 가스가 사용될 수 있다.
상기 상부 냉각 프레임(210)은 내부가 중공인 파이프 또는 튜브로 형성되어 내부에 냉매가 흐르는 상부 냉각 통로(210a)를 구비한다. 또한, 상기 상부 냉각 프레임(210)은 상부 냉매 분사구(211)와 상부 유입구(213) 및 상부 유출구(215)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 상부 냉각 프레임(210)은 바람직하게는 축 방향에 수직인 단면이 사각 형상으로 형성되어 공정 챔버(100)와의 접촉 면적이 증가되도록 형성된다. 상기 상부 냉각 프레임(210)은 공정 챔버(100)의 폭에 대응되는 길이로 형성되며, 공정 챔버(100)의 상부면의 내측면 또는 외측면의 일측에서 타측으로 연장되도록 결합된다. 또한, 상기 상부 냉각 프레임(210)은 복수 개가 공정 챔버(100)의 전후 방향으로 이격되어 결합된다. 따라서, 상기 상부 냉각 프레임(210)은 공정 챔버(100)의 상부 내측면에 전체적으로 접촉되도록 형성된다. 상기 상부 냉각 프레임(210)은 상부 냉각 통로(210a)를 흐르는 냉매를 이용하여 공정 챔버(100)의 상부면을 포함하는 상부 영역을 냉각시킨다. 특히, 상기 상부 냉각 프레임(210)은 공정 챔버(100)의 내측면 또는 외측면에 직접 접촉하도록 형성되므로 보다 효율적으로 공정 챔버(100)를 냉각할 수 있다.
상기 상부 냉매 분사구(211)는 상부 냉각 프레임(210)의 양측면에서 상부 냉각 통로(210a)로 관통되어 형성된다. 또한, 상기 상부 냉매 분사구(211)는 상부 냉각 프레임(210)의 하면에서 상부 냉각 통로(210a)로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 상부 냉매 분사구(211)는 복수 개가 상부 냉각 프레임(210)의 길이 방향을 따라 이격되어 형성된다. 상기 상부 냉매 분사구(211)는 냉매가 불활성 가스 또는 공정 가스를 포함하는 냉각 가스인 경우에만 형성된다. 상기 상부 냉매 분사구(211)는 냉매가 공정 냉각수인 경우에 형성되지 않는다. 상기 상부 냉매 분사구(211)는 상부 냉각 통로(210a)를 흐르는 냉각 가스를 공정 챔버(100)의 상부면 또는 상측부로 분사한다. 또한, 상기 상부 냉매 분사구(211)는 냉각 가스를 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)으로 분사한다. 상기 상부 냉매 분사구(211)를 통하여 분사되는 냉매는 공정 챔버(100)의 상부면의 내측면 또는 내측부로 분사되면서 공정 챔버(100)를 보다 추가적으로 냉각시켜 냉각 효율을 증가시킨다.
상기 상부 유입구(213)는 상부 냉각 프레임(210)의 일측단에 형성되며, 상부 냉각 통로(210a)로 냉매가 유입되는 경로를 제공한다. 또한, 상기 상부 유입구(213)에는 별도의 상부 유입관(미도시)이 결합된다. 상기 상부 유입관(미도시)은 냉매가 상부 유입구(213)를 통하여 상부 냉각 통로(210a)로 유입되도록 한다.
상기 상부 유출구(215)는 상부 냉각 프레임(210)의 타측단에 형성되며, 상부 냉각 통로(210a)를 흐른 냉매가 외부로 유출되는 경로를 제공한다. 상기 상부 유출구(215)에는 별도의 상부 유출관(미도시)이 결합되어 냉매가 외부로 유출되도록 한다.
상기 상부 연결 프레임(220)은 바 형상 또는 파이프 형상으로 형성된다. 상기 상부 연결 프레임(220)은 상부 냉각 프레임(210) 사이에서 상부 냉각 프레임(210)과 수직 방향인 전후 방향으로 연장되면서 전측과 후측이 각각 상부 냉각 프레임(210)에 결합된다. 상기 상부 연결 프레임(220)은 상부 냉각 프레임(210)을 지지하여 상부 냉각 프레임(210)의 강도를 보강하며, 상부 냉각 프레임(210)과 공정 챔버(100)가 변형되는 것을 방지한다.
상기 상부 연결 프레임(220)은 내부가 중공인 파이프 형상으로 형성되는 경우에, 상부 냉각 프레임(210)과 연결되어 내부에 냉매가 흐르도록 형성될 수 있다. 특히, 상기 상부 연결 프레임(220) 중에서 공정 챔버(100)의 일측단과 타측단에 위치하여 상부 냉각 프레임(210)의 일측단 또는 타측단에 연결되는 상부 연결 프레임(220)은 상부 냉각 프레임(210)의 상부 냉각 통로(210a)와 내부가 연결되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 상부 연결 프레임(220)은 상부 냉각 프레임으로부터 공급되는 냉매를 이용하여 공정 챔버(100)의 상부면 모서리를 추가적으로 냉각할 수 있으며, 냉각 효과를 증가시킨다.
상기 측부 냉각 프레임(230)은 내부가 중공인 파이프로 형성되어 내부에 냉매가 흐르는 측부 냉각 통로(230a)가 형성된다. 또한, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 측부 냉매 분사구(231)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 구체적으로 도시하지 않았지만, 상부 냉각 프레임(210)에 대응되는 구성으로 측부 유입구와 측부 유출구와 측부 유입관 및 측부 유출관을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 측부 냉각 프레임(230)은 상부 냉각 프레임(210)과 같이, 축 방향에 수직인 단면이 사각 형상으로 형성되어 공정 챔버(100)와의 접촉 면적이 증가되도록 형성된다. 상기 측부 냉각 프레임(230)은 공정 챔버(100)의 높이에 대응되는 길이로 형성되며, 공정 챔버(100)의 측부면의 내측면 또는 외측면에 접촉되도록 결합된다. 즉, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 공정 챔버(100)의 좌측면과 우측면 및 후측면의 내측면 또는 외측면의 상부에서 하부로 연장되어 결합된다. 상기 측부 냉각 프레임(230)은 복수 개가 좌우 방향 또는 전후 방향과 같은 수평 방향으로 이격되어 결합된다. 따라서, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 공정 챔버(100)의 측부의 내측면에 전체적으로 접촉되도록 형성된다. 한편, 상기 공정 챔버(100)는 전측면에 기판(10)이 유입되는 기판 유입구가 형성된다. 따라서, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 공정 챔버(100)의 전측면에는 결합되지 않는다.
상기 측부 냉각 프레임(230)은 측부 냉각 통로(230a)를 흐르는 냉매를 이용하여 공정 챔버(100)의 측부면을 냉각시킨다. 특히, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 공정 챔버(100)의 측부면의 내측면 또는 외측면에 직접 접촉하도록 형성되므로 보다 효율적으로 공정 챔버(100)를 냉각할 수 있다.
상기 측부 냉매 분사구(231)는 측부 냉각 프레임(230)의 양측면에서 측부 냉각 통로(230a)로 관통되어 형성된다. 상기 측부 냉매 분사구(231)는 복수 개가 측부 냉각 프레임(230)의 높이 방향을 따라 이격되어 형성된다. 상기 측부 냉매 분사구(231)는 냉매가 불활성 가스 또는 공정 가스인 경우에만 형성된다. 상기 측부 냉매 분사구(231)는 냉매가 냉각수인 경우에 형성되지 않는다. 상기 측부 냉매 분사구(231)를 통하여 분사되는 냉매는 공정 챔버(100)의 측부면의 내측면 또는 내측부로 분사되면서 공정 챔버(100)를 보다 추가적으로 냉각시켜 냉각 효율을 증가시킨다.
상기 측부 연결 프레임(240)은 바 형상 또는 파이프 형상으로 형성된다. 상기 측부 연결 프레임(240)은 측부 냉각 프레임(230) 사이에서 좌우 방향으로 연장되면서 일측과 타측이 각각 측부 냉각 프레임(230)에 결합된다. 상기 측부 연결 프레임(240)은 측부 냉각 프레임(230)을 지지하여 측부 냉각 프레임(230)과 공정 챔버(100)가 변형되는 것을 방지한다. 한편, 상기 측부 연결 프레임(240)은 내부가 중공인 파이프 형상으로 형성되는 경우에, 측부 냉각 프레임(230)과 연결되어 내부에 냉매가 흐르도록 형성될 수 있다.
상기 기판 지지 모듈(300)은 기판 지지바(310)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 기판 지지 모듈(300)은 세로 지지바(320)를 포함하여 형성된다. 상기 기판 지지 모듈(300)은 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)에서 상하 방향으로 이격되어 위치한다. 한편, 상기 기판 지지 모듈(300)은 기판(10)의 열처리 공정을 위한 기판 열처리 장치에 사용되는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
상기 기판 지지 모듈(300)은 상부에 위치하는 기판(10)을 지지한다. 또한, 상기 기판 지지 모듈(300)은 상면에 안착되는 히팅 모듈(미도시)을 지지할 수 있다. 상기 기판 지지 모듈(300)은 상부에 기판(10)을 지지하는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지 모듈(300)은 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)으로 공정 가스를 공급하는 급기 모듈로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판 지지 모듈(300)은 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)으로부터 공정 가스를 외부로 배기하는 배기 모듈로 형성될 수 있다.
상기 기판 지지바(310)는 소정 길이를 갖는 바 형상 또는 튜브 형상으로 형성된다. 상기 기판 지지바(310)는 기판 지지 모듈(300)이 급기 모듈 또는 배기 모듈로 작용하는 경우에 내부에 가스 통로가 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 기판 지지바(310)는 가스 통로와 관통되는 가스 입출구(미도시)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 기판 지지바(310)는 기판(10)을 지지하는 작용만을 하는 경우에 바 형상 또는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지바(310)는 복수 개가 수평 방향으로 서로 이격되어 형성된다. 상기 기판 지지바(310)는 형성되는 수평 면적이 기판(10) 또는 히팅 모듈을 지지하는데 필요한 면적을 이루도록 형성된다. 예를 들면, 상기 기판 지지바(310)는 기판(10) 또는 히팅 모듈의 안정적인 지지를 위하여 적어도 기판(10) 또는 히팅 모듈의 면적보다 큰 면적으로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지바(310)는 열처리 되는 기판(10) 또는 히팅 모듈의 폭 또는 길이보다 큰 길이로 형성되며, 기판(10) 또는 히팅 모듈의 길이 또는 폭보다 큰 길이로 서로 이격되어 위치한다.
상기 기판 지지바(310)는 공정 챔버(100)의 내측면에 고정된다. 이때, 상기 기판 지지바(310)는 세로 지지바(320) 또는 냉각 프레임(210, 230)에 고정될 수 있다. 상기 기판 지지바(310)는 양단이 각각 냉각 프레임(210, 230) 또는 세로 지지바(320)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 기판 지지바(310)는 일측에서 타측으로 수평 방향으로 이격되면서 고정된다.
상기 가스 입출구는 기판 지지바(310)가 튜브 형상으로 형성되는 경우에 기판 지지바(310)의 측면 또는 하면에서 가스 통로로 관통되어 형성된다. 상기 가스 입출구는 기판 지지바(310)의 상면에서 길이 방향으로 소정 간격으로 이격되어 형성된다. 상기 가스 입출구(320)는 공정 가스 또는 불활성 가스와 같은 공정 가스를 공정 챔버(100)의 내부로 공급하거나, 공정 챔버(100)의 내부로부터 공정 챔버(100)의 외부로 유출시킨다.
상기 세로 지지바(320)는 바 형상 또는 막대 형상으로 형상으로 형성되며, 기판 지지바(310)와 공정 챔버(100)의 내측면 사이에 형성된다. 상기 세로 지지바(320)는 기판 지지바(310)의 단부를 공정 챔버(100)의 내측면 또는 냉각 모듈(200)에 고정한다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 열처리 장치의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 기판 열처리 장치가 기판(10)의 열처리 공정을 끝내고 기판(10)을 인출하기 위한 냉각 과정에 대하여 설명한다.
상기 냉각 모듈(200)은 상부 냉각 프레임(210)의 상부 냉각 통로(210a)에 냉매를 공급하여 공정 챔버(100)의 상부면을 포함하는 상부 영역이 신속하게 냉각될 수 있도록 한다. 또한, 상기 냉각 모듈(200)은 측부 냉각 프레임(230)의 측부 냉각 통로(230a)에도 냉매를 공급하여 공정 챔버(100)의 측부 영역이 신속하게 냉각될 수 있도록 한다. 이때, 상기 냉매는 공정 냉각수 또는 냉각 가스가 사용될 수 있다. 따라서, 상기 공정 챔버(100)는 열처리 과정에서 가지고 있던 잠열을 배출하면서 내부 공간(100a)의 온도가 신속하게 낮아지게 된다.
한편, 상기 냉매가 냉각 가스인 경우에 상부 냉각 프레임(210)은 상부 냉매 분사구(211)를 통하여 냉각 가스를 공정 챔버(100)의 상부면으로 분사한다. 또한, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 측부 냉매 분사구(231)를 통하여 냉각 가스를 공정 챔버(100)로 분사한다. 따라서, 상기 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)은 더 신속하게 온도가 낮아진다.
다음은 상기 기판 열처리 장치가 기판의 열처리 공정을 위한 승온 과정에 대하여 설명한다.
상기 냉각 모듈(200)은 상부 냉각 프레임(210)의 상부 냉각 통로(210a)에 냉매를 공급하여 공정 챔버(100)의 상부 영역의 온도가 상대적으로 늦게 올라가도록 한다. 상기 냉각 모듈(200)은 상부 냉각 프레임(210)의 측부 냉각 통로(230a)에는 냉매를 공급하지 않아 공정 챔버(100)의 측부 영역에서는 온도가 정상적으로 올라가도록 한다. 따라서, 상기 공정 챔버(100)는 내부 공간(100a)의 상부 영역의 온도가 상대적으로 많이 상승하지 않게 되며, 기판(10)이 위치하는 내부 공간(100a)의 상부와 하부의 온도 차이가 작아진다.
이때, 상기 냉매는 공정 냉각수 또는 냉각 가스가 사용될 수 있다. 따라서, 상기 공정 챔버(100)는 열처리 과정에서 가지고 있던 잠열을 배출하게 되면서 내부 공간(100a)의 온도가 신속하게 낮아진다.
한편, 상기 냉매가 냉각 가스인 경우에 상부 냉각 프레임(210)은 상부 냉매 분사구(211)를 통하여 냉각 가스를 공정 챔버(100)로 분사한다. 또한, 상기 측부 냉각 프레임(230)은 측부 냉매 분사구(231)를 통하여 냉각 가스를 공정 챔버(100)로 분사한다. 따라서, 상기 공정 챔버(100)의 내부 공간(100a)은 더 신속하게 온도가 낮아진다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 기판 열처리 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 공정 챔버 200: 냉각 모듈
210: 상부 냉각 프레임 220: 상부 연결 프레임
230: 측부 냉각 프레임 240: 측부 연결 프레임
300: 기판 지지 모듈 310: 기판 지지바
320: 세로 지지바

Claims (8)

  1. 기판이 위치하는 내부 공간을 구비하는 공정 챔버 및
    상기 공정 챔버에 직접 접촉되며, 내부에 냉매를 이용하여 상기 공정 챔버를 냉각시키는 냉각 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 냉각 모듈은
    내부에 상기 냉매가 흐르는 냉각 통로를 구비하며, 상기 공정 챔버의 상부와 하부 및 측부의 내측면 또는 외측면에 접촉하는 냉각 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각 프레임은 상기 공정 챔버의 일측에서 타측으로 연장되며, 복수 개가 상기 공정 챔버의 전후 방향 또는 상하 방향으로 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매는 불활성 가스 또는 공정 가스를 포함하는 냉각 가스이며,
    상기 냉각 프레임은 양측면에서 상기 냉각 통로로 관통되어 형성되며 상기 냉각 가스를 상기 공정 챔버의 내측부으로 분사하는 냉매 분사구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각 모듈은
    전후 방향으로 연장되며, 일측에서 타측으로 이격되면서 상기 상부 냉각 프레임 사이에 결합되는 연결 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결 프레임에서 상기 공정 챔버의 일측단과 타측단에 위치하는 상기 연결 프레임은 내부가 중공인 파이프로 형성되며, 내부가 상기 냉각 프레임의 냉각 통로와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매는 공정 냉각수인 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버와 상기 냉각 프레임은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 장치.
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