KR20230094042A - 기판 거치 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버내에서 기판을 처리하기 위해 마련되는 기판 거치 장치로서, 간격을 두고 복수로 마련되는 제 1지지 프레임; 상기 제1 지지 프레임의 사이를 따라 고정되는 제2 지지 프레임; 상기 제2 지지 프레임에 마련되고, 상기 제2 지지 프레임의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 구비되는 서포트; 를 포함하고, 상기 제2 지지 프레임과 서포트는 높이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판이 적층되도록 복수로 구비되며, 상기 서포트는, 상기 제2 지지 프레임으로부터 소정의 높이로 형성되는 한쌍의 제1 서포트, 상기 한쌍의 제1 서포트의 사이에 연속적으로 수평 상태를 유지하도록 구비되고 상기 제1 서포트를 감싸면서 배치되는 제2 서포트를 포함하고, 상기 제2 서포트에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판을 지지하기 위한 복수의 지지핀이 결합되는 기판 거치 장치가 제공될 수 있다.

Description

기판 거치 장치{Substrate Supporting Apparatus}

본 발명은 각종 처리 공정을 위해 사용되는 챔버내에 복수로 기판을 적층시킬 수 있는 기판 거치 장치에 관한 것이다.

평판 디스플레이 또는 반도체, 솔라셀 등의 기판 제조시 사용되는 기판 처리 장치는 코팅막 경화, 세정후 건조 공정 등과 같은 기판 처리 공정상 기판을 열처리하는 과정이 수반될 수 있다.

특히, 기판이 대형 면적을 가지는 경우에는 기판의 열처리시 고른 가열이 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 챔버내에서 처리되는 기판을 복수로 적층하여 투입할 수 있고, 기판을 확실하게 지지하며, 처리 완료후에는 용이하게 인출할 수 있는 기판 거치 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결 수단은 챔버내에서 기판을 처리하기 위해 마련되는 기판 거치 장치로서,

간격을 두고 복수로 마련되는 제 1지지 프레임;

상기 제1 지지 프레임의 사이를 따라 고정되는 제2 지지 프레임;

상기 제2 지지 프레임에 마련되고, 상기 제2 지지 프레임의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 구비되는 서포트; 를 포함하고,

상기 제2 지지 프레임과 서포트는 높이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판이 적층되도록 복수로 구비되며,

상기 서포트는,

상기 제2 지지 프레임으로부터 소정의 높이로 형성되는 한쌍의 제1 서포트, 상기 한쌍의 제1 서포트의 사이에 연속적으로 수평 상태를 유지하도록 구비되고 상기 제1 서포트를 감싸면서 배치되는 제2 서포트를 포함하고,

상기 제2 서포트에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판을 지지하기 위한 복수의 지지핀이 결합되는 기판 거치 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 기판 거치 장치는 간격을 두고 복수의 서포트가 마련되고, 높이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 구비될 수 있으며, 서포트위에 기판을 안치하며, 적층되는 기판과 기판 사이에 히터 장치를 마련하여 기판을 복사열에 의해 가열 처리할 수 있다.

서포트는 제1 서포트와 제2 서포트로 구성되고, 제1 서포트의 외부에 제2 서포트가 감싸면서 결합되며, 중량이 큰 대면적 기판을 올려 놓더라도 서포트가 처지지 않고 수평 상태를 유지할 수 있다.

또한, 제2 서포트의 일측 또는 양측 단부에 장공을 형성하고, 제1 서포트와 제2 서포트를 체결 부재로 결합하고, 히터 장치에 의한 기판의 가열시 서포트가 열팽창되더라도 장공에 의해 서포트의 길이 변화량을 대응하여 체결된 상태를 유지할 수 있다.

서포트는 챔버안으로 기판을 투입 및 인출시 방향과 동일하게 배열되게 하고, 기판 이송 기구에 의해 기판을 서포트 위에 안치 또는 인출시 지장없이 작업을 수행할 수 있다.

서포트에는 기판을 지지하는 복수의 지지핀이 간격을 두고 착탈 가능하게 돌출되게 형성되고, 지지핀은 플라스틱재 또는 사용 온도에 따라 세라믹, 쿼츠 등으로 구성하여 기판과의 접촉시 기판에 손상을 주지 않는다.

복수의 서포트는 기판 지지시, 간격을 두고 소정의 면적에 걸쳐서 복수로 마련되어 있으므로, 대형 기판을 지지하더라도 처짐 없이 평평한 상태로 안정되게 지지해줄 수 있다.

본 발명의 히터 장치를 구성하는 히터 블록은 알루미늄과 같은 재질로 압출 성형하여 제작하기 때문에, 히터 블록에 복수의 히터 통로부와 가스 통로부를 일시에 형성할 수 있고, 생산 시간이 대폭 단축되어 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 히터 장치는 히터 부재가 삽입되는 히터 블록을 소정의 규격을 가지는 단위 히터 블록으로 조립함으로써, 단위 히터 블록의 갯수 및 단위 크기를 조절할 수 있고, 그에 따라 필요한 면적의 히터 장치를 자유 자재로 제작하여 사용할 수 있다.

본 발명은 히터 블록의 일측 또는 양측에 배관 유니트를 마련하고, 가스를 공급하여 히터 블록에 일체로 형성된 가스 통로부의 분사공을 통해 챔버내에 원활하게 분사할 수 있다.

본 발명은 단위 히터 블록을 조립한 구조이므로, 히터 부재에 문제가 있거나 가스 통로부의 일부가 이물질이 쌓여서 청소를 해주어야 하는 경우, 해당 위치의 단위 히터 블록만을 분리하여 히터 부재를 교체 또는 수리하거나 가스 통로부를 청소하고 다시 조립하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 대형 기판을 처리하는 경우, 그에 맞추어서 히터 블록의 크기도 대형이 되어야 하고, 따라서, 히터 블록을 하나로 구성하는 조립하여 구성하는 경우에는 운반 및 조립 과정이 불편할 수 있지만, 본 발명의 히터 장치는 단위 히터 블록을 적절한 크기로 조립할 수 있으므로, 간편하게 운반 및 취급할 수 있다.

본 발명은 상기 히터 부재는 히터 블록의 전체 면적에 대하여 복수로 마련되며, 상기 복수의 히터 부재중 일부의 히터 부재의 단부는 히터 케이블로 연결하여 하나의 히터 부재가 되게 함으로써, 그 만큼 구조가 단순화되고 설치 및 관리가 용이해질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 거치 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 거치 장치에 적층되는 기판 및 히터 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2의 A부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 거치 장치에 적층되는 기판 및 히터 장치를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판 거치 장치의 서포트의 사시도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 거치 장치의 서포트의 종 단면도이다.
도 8은 제1 서포트와 제2 서포트의 결합 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 거치 장치의 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 히터 장치의 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 히터 장치의 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 히터 장치의 저면 일부 사시도이다.
도 13은 도 11의 B부 확대 단면도로서,히터 블록의 가스 통로 끝단부에 결합되는 캡의 결합 상태를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 히터 장치의 정면도이다.
도 15는 도 14의 C부 확대도이다.
도 16은 본 발명에 따른 히터 블록의 양 측면에서 가스가 공급되는 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 히터 블록의 내부에 마련되는 히터 부재의 히터 케이블 권선 상태를 나타낸 단면도이다.
도 18은 기판 처리 장치에 본 발명의 히터 장치가 설치된 모습의 개략적인 평면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 기판 거치 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 거치 장치(100)는 기판을 열처리하기 위한 챔버안에 구비될 수 있고, 간격을 두고 복수로 마련되는 제 1지지 프레임(110), 제1 지지 프레임(110)의 사이를 따라 고정되는 제2 지지 프레임(120), 제2 지지 프레임(120)의 상부에 마련되는 서포트(130)를 포함할 수 있다.

따라서, 복수의 제1 지지 프레임(110)의 안쪽에는 제2 지지 프레임(120)과 서포트(130)가 구비될 수 있다.

서포트(130)는 제2 지지 프레임(120)의 한쪽 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 마련될 수 있고, 양측의 제2 지지 프레임(120)으로부터 소정의 높이로 형성되는 제1 서포트(132), 제1 서포트(132)를 감싸면서 구비되는 제2 서포트(134)로 이루어질 수 있다.

다시 말해서, 제1 서포트(132)는 제1 서포트(134)의 양측에 소정의 길이로만 일부 형성될 수 있고, 또는 제1 서포트(132)는 제2 서포트(134)에 대하여 길이 방향을 따라 동일한 길이로 형성될 수도 있다. 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)의 길이 방향을 따라 동일 길이로 형성하는 경우, 제2 서포트(134)의 길이 방향의 전체 길이(L)에 대하여 제1 서포트(132)가 지지되므로, 보다 확실한 지지 구조를 이룰 수 있고, 따라서, 중량이 무거운 대면적 기판을 올려 놓더라도 하중에 의한 처짐이 발생하지 않고 수평 상태를 유지할 수 있다.

만일, 서포트(130)가 수평 상태를 유지하지 못하고 처지는 경우, 기판을 확실하게 지지해주지 못할 수 있고, 그에 따라 기판의 열처리가 균일하게 되지 못할 수 있으며, 진동 등에 의해 기판이 이동하여 정위치로부터 벗어날 수 있다.

제1 서포트(132)를 구비하지 않고 제2 서포트(134)만으로 구성하며, 제2 서포트(134)의 양쪽 단부측 하부에 제1 서포트(132)의 결합부(132c)와 같이 형성한 구조로 할 수도 있으나, 이런 경우에는 자칫 처짐이 발생하거나 또는 지지 상태가 확실하게 유지되지 못할 가능성을 배제할 수 없다. 따라서, 본 발명은 제1 서포트(132)를 고정한 상태에서, 제2 서포트(134)를 제1 서포트(132)에 덮는 구조로 구비함으로써, 기판의 안치시 확실한 지지 상태 및 처짐 발생을 방지할 수 있다.

서포트(130)는 제1 방향의 길이가 길면 길 수록 그 만큼 처짐이 발생할 가능성이 높아질 수 있다. 그러나, 본 발명은 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 동일 길이로 겹쳐서 마련함으로써, 서포트(130)의 길이가 길어짐에 따라 발생할 수 있는 처짐 현상이 발생하지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 서포트(130)는 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)의 이중 결합 구조이므로 제2 서포트(134)의 제2 방향(도 6에서 x축 방향)인 폭방향으로의 움직임도 방지할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1 서포트(132)는 평평한 면을 이루는 상면부(132a), 상면부(132a)의 양측으로부터 상면부(132a)와 직교 방향으로 절곡되어 형성되는 측면부(132b)를 포함할 수 있다.

제1 서포트(132)의 측면부(132b)의 양쪽 단부측에는 양쪽의 측면부(132b)의 하단부로부터 직교 방향으로 수평 상태의 결합부(132c)가 형성될 수 있다.

제1 서포트(132)를 구성하는 상면부(132a)와 측면부(132b)는 제1 방향으로 소정의 길이를 가지고 형성될 수 있고, 결합부(132c)는 소정의 길이를 가지는 제1 방향의 측면부(132b)와 다른 방향인 제2 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 서포트(132)의 제1 방향은 y축 방향이고, 제2 방향은 x축 방향일 수 있다.

결합부(132c)는 제2 지지 프레임(120)에 나사 또는 볼트와 같은 체결 부재를 통해 체결되거나 용접 등 다양한 고정 수단에 의해 고정될 수 있다.

제2 서포트(134)는 제1 서포트(132)를 감싸면서 양측의 제1 서포트(132) 사이를 가로질러 배치될 수 있고, 제2 서포트(134)는 평평한 면을 이루는 상면부(134a), 상면부(134a)의 양측으로부터 평평한 면의 상면부(134a)와 직교 방향으로 절곡되어 형성되는 측면부(134b)를 포함할 수 있다.

따라서, 제2 서포트(134)는 절곡된 형태로 대략 역 U자형으로 형성될 수 있고, 제1 서포트(132)의 외부에서 감싸면서 결합할 수 있다.

또한, 도 6 및 도 8을 참조하면, 제2 서포트(134)이 양쪽 단부측에는 각각 제1 서포트(132)와의 결합을 위해 리벳, 나사 또는 볼트와 같은 체결 부재(137)(138)가 구비될 수 있고, 제 2서포트(134)의 한쪽 단부측에는 장공(130a)이 형성될 수 있다. 장공(130a)은 제2 서포트(134)의 길이 방향인 제1 방향으로 장축을 가지도록 형성될 수 있고, 장공(130a)을 통해 체결 부재(138)가 삽입되어 결합될 수 있다. 따라서, 제2 서포트(134)의 안쪽에 배치된 제1 서포트(132)에도 장공이 형성되어서 체결 부재(138)가 관통하여 결합될 수 있다.

제2 서포트(134)의 한쪽 단부측에만 장공(130a)을 형성하는 경우, 다른쪽 단부측은 고정단이 되고, 장공(130a)이 있는 단부측은 자유단이 되는 구조가 될 수 있다. 따라서, 히터 장치(200)에 의한 가열에 의해 서포트(130)가 열팽창시, 고정단을 기준으로 자유단인 장공(130a)쪽에서 열팽창에 의한 길이가 늘어날 수 있다.

또한, 장공은 제2 서포트(134)의 양쪽 단부측에 형성될 수 있고, 또한, 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)가 길이 방향인 제1 방향을 따라 동일 길이로 형성되는 구조인 경우, 제1 서포트(132) 및 제2 서포트(134)의 길이 방향인 제1 방향을 따라 제1 서포트(132) 및 제2 서포트(134)의 상면부 및 측면부에는 구멍이 형성되지 않는 막힌 구조이므로, 이물질 또는 오염 물질이 서포트의 내부로 유입될 가능성이 매우 적을 수 있다.

그러나, 이에 한정되지 않고, 제2 서포트(134)의 상면부(134a)에는 통공이 길이 방향을 따라 복수로 형성될 수 있다. 이러한 통공으로 인해 히터 장치(200)에 의한 열기가 기판에 보다 확실하게 전달될 수 있고, 제2 서포트(134)의 무게가 감소될 수 있으므로 제2 서포트(134)를 지지하고 있는 제1 서포트(132)에 무게에 의한 변형 등의 영향을 상당히 감소시킬 수 있다.

따라서, 챔버(10)의 내부에서 기판의 열처리시, 열에 의해 서포트(130)가 열팽창하게 되는데, 이러한 열팽창에 대하여 서포트(130)에 형성된 장공에 의해 길이 변화량을 수용할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 서포트(134)의 상면부(134a)에는 간격을 두고 복수의 지지핀(136)이 돌출되어 형성될 수 있다.

서포트(130)는 금속재, 예를 들어 스테인레스재로 절곡하여 구성될 수 있다. 또는 알루미늄재로 압출 성형하여 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 구성할 수 있다.

지지핀(136)은 금속재로 구성하지 않고 플라스틱재로 구성될 수 있고, 예를 들어 엔지니어링 플라스틱재로 구성될 수 있다. 지지핀(136)은 기판(S)을 지지하기 때문에, 기판(S)의 표면과 접촉되고, 접촉시 기판(S)에 손상을 주지 않아야 하므로, 금속재가 아닌 플라스틱재로 구성할 수 있다.

또한, 지지핀(136)은 사용 온도에 따라 세라믹, 쿼츠(quarts) 등의 재질로 구성할 수 있다.

지지핀(136)은 기판(S)과 점접촉 또는 선접촉될 수 있다.

도 7을 참조하면, 지지핀(136)은 지지하기 위한 몸체부(136a), 몸체부(136a)의 상부에 뾰족한 형상으로 형성되는 지지부(136b), 몸체부(136a)의 하부에 형성되고, 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 관통하여 결합되는 체결부(136c)를 포함할 수 있다.

지지부(136b)는 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 상향 경사진 경사면(136d)이 형성될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)에는 지지핀(136)이 체결되기 위한 각각 체결공(134c)이 형성되고, 지지핀(136)은 서포트(130)로부터 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 체결공(134c)은 나사공으로 형성될 수 있고, 따라서, 지지핀(136)은 체결공(134c)을 통해 나사결합될 수 있다.

따라서, 지지핀(136)은 서포트(130)에 착탈 가능하게 결합되므로, 만일 지지핀(136)가 손상되거나 또는 기판(S)과의 접촉 상태가 양호하지 못하는 수준으로 지지핀(136)의 단부가 변형된 경우에는 이를 쉽게 새로운 지지핀(136)으로 교체할 수 있고, 더욱이 서포트(130)의 길이 방향을 따라 복수로 결합되는 지지핀(136)의 설치 갯수를 조절할 수 있다.

다시 말해서, 지지핀(136)은 기판(S)을 지지하는 역할을 하므로, 기판(S)의 면적에 따라 적절한 개수로 지지되게 하도록 서포트(130)에 결합하여 지지되게 할 수 있다.

즉, 큰 면적의 기판(S)을 지지하는 경우와 상대적으로 작은 면적을 가지는 기판(S)을 지지하는 면적이 다르므로, 이를 적절하게 지지할 수 있도록 지지핀(136)을 서포트(130)에 결합시킬 수 있다. 물론, 큰 면적을 가지는 기판(S)을 감안하여 서포트(130)의 전체 길이(L)에 대하여 지지핀(136)을 복수로 마련하여 작은 면적의 기판도 충분히 지지하도록 할 수 있으나, 큰 면적의 기판 또는 작은 면적의 기판을 연속적으로 열처리 하는 경우에는, 만일, 작은 면적의 기판을 지지핀(136)에 올려 놓는 경우, 여분의 지지핀(136)이 기판의 양측에 위치하므로, 기판(S)의 삽입시 또는 인출시 정확하게 해당 위치에 로딩 또는 언로딩하지 못하면, 주변의 지지핀과 충돌할 가능성이 있으므로, 작은 면적의 기판을 주로 열처리 하는 공정을 수행하거나 또는 큰 면적의 기판을 주로 열처리 하는 공정을 수행하는 경우가 대부분이므로, 그에 맞추어서 지지핀(136)의 설치 개수를 조절하여 서포트(130)에 구비함으로써, 특히 작은 면적의 기판의 삽입 및 인출시의 지지핀과의 충돌 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 서포트(130)는 다음과 같은 방법으로 제조 및 조립될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 서포트(130) 조립 방법은 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 소정의 길이로 절단하는 단계, 절단후 절곡 성형 또는 압출 성형하는 단계, 절곡 성형 또는 압출 성형 단계후 지지핀(136)을 결합하기 위한 체결공과 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 결합하기 위한 결합공을 홀 가공 단계, 홀 가공 단계후 제1 서포트(132)와 제2 서포트(134)를 끼우는 단계, 가공된 체결공과 결합공을 통해 각각 지지핀(136)과 체결 부재를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 기판 거치 장치(100)에 적층되는 기판(S) 및 기판(S)을 가열하기 위한 히터 장치(200)를 나타낸 측면도, 도 3은 도 2의 A부 확대도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 서포트(134)에 기판(S)을 안치하게 되는데, 제2 서포트(134)에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수의 지지핀(136)이 돌출되어 형성되고, 지지핀(136)에 기판(S)이 접촉하면서 안치될 수 있다.

지지핀(136)은 금속재가 아닌 플라스틱재 등으로 구성되어 있으므로, 기판(S)과의 접촉시 손상을 주지 않을 수 있다.

도 4는 본 발명의 기판 거치 장치(100)에 적층되는 기판(S) 및 히터 장치(200)를 나타낸 측면도이다.

도 4를 참조하면, 제2 서포트(134)는 높이 방향으로 간격을 두고 마련되어 있으므로, 각 제2 서포트(134)의 상면에 기판(S)을 안치함으로써, 일시에 많은 양의 기판(S)을 적재하여 챔버(10)내에서 처리할 수 있다.

기판(S)의 하부 위치에는 서포트(130)에 의해 히터 장치(200)가 이격되어 배치되어 있으므로, 히터 장치(200)는 기판(S)을 복사열에 의해 가열시킬 수 있다.

다시 말해서, 챔버(10)의 내부에서 히터 장치(200)를 기준으로 상부 및 하부에 기판(S)이 이격되게 배치되어서 히터 장치(200)에 의해 열처리 과정을 수행할 수 있고, 히터 장치(200)에 의한 열원이 서포트(130)에 전달될 때, 서포트(130)를 구성하는 제2 서포트(134)가 역 U자형으로 형성되어 내부에 공간부가 형성된 구조이므로, 제2 서포트(134)의 공간부를 거쳐서 제2 서포트(134)의 상부에 배치된 기판에 열을 전달하므로, 이러한 공간부를 거치는 과정을 통해 열이 기판에 고르게 전달될 수 있다.

도 3에 도시된 지지핀(136)은 개략적으로 도시한 도면이고, 보다 상세한 구조는 도 7에 도시된 바와 같은 지지핀(136)를 구성할 수 있다.

도 14를 참조하면, 히터 장치(200)는 예를 들어 알루미늄재 등으로 압출 성형되는 히터 블록(300)으로 이루어질 수 있고, 일정 규격을 가지는 복수의 단위 히터 블록(310)으로 조립될 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 단위 히터 블록(310)에는 히터 부재(210)를 삽입할 수 있는 히터 통로부(311)와, 챔버내에서 예를 들어 기판의 열처리 공정시 사용되는 퍼지(purge) 가스 등을 공급하기 위한 가스 통로부(312)가 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 기판 거치 장치의 평면도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 기판 거치 장치(100)는 처리된 기판(S)을 꺼내기 위해서, 복수의 제2 서포트(134) 배열 방향과 동일한 방향(a2)으로 기판 이송 기구의 포크(미도시)를 삽입하여 기판(S)을 들어올린 후 인출시킬 수 있다.

다시 말해서, 복수의 서포트(130)의 사이에는 통로가 형성되므로, 이러한 통로를 통해 기판 이송 기구의 포크를 삽입하고, 서포트(130)의 지지핀(136)에 지지된 기판(S)을 들어올리거나 내려놓을 수 있다.

서포트(130)는 마치 레일처럼 측면부가 평평한 면으로 이루어져 있으므로, 서포트(130)와 서포트(130) 사이의 간격에 의해 형성되는 통로를 통해 기판 이송 기구의 포크는 가이드되면서 삽입 및 인출 동작을 원활하게 할 수 있고, 더욱이 설사 기판 이송 기구의 포크가 서포트(130)의 측면과 접촉되더라도 아무런 지장없이 삽입 및 인출 동작을 할 수 있다.

본 발명의 히터 블록(300)은 제2 지지 프레임(120)과 독립적으로 구비되는 구조로서, 기판(S)의 하중을 직접적으로 지지하지 않으므로, 하중에 의한 부하가 작용하지 않아 변형이 전혀 없이 열원을 제공해주며, 서포트(130)에 의해 기판을 직접적으로 지지하고, 서포트(130)는 제2 지지 프레임(120)에 지지되는 구조일 수 있다.

히터 장치(200)의 히터 블록(300)에 삽입된 히터 부재(210)의 배열 방향(a1)은 기판 이송 기구의 작동 방향과 직교 방향으로 형성시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 히터 장치의 사시도, 도 11은 본 발명에 따른 히터 장치의 평면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 히터 장치(200)는 히터 부재(210), 히터 부재(210)가 삽입되는 히터 블록(300)으로 이루어질 수 있다.

히터 부재(210)는 시즈 히터(sheath heater) 등 다양한 히터로 구성될 수 있다.

시즈 히터는 메탈 시즈(금속 파이프)에 MgO 파더(마그네샤 : 절연체)를 고밀도로 충전, 압축하고, 시즈의 중심에 발열선과 단자핀을 연결, 고정하여 절연물의 열전도를 높이고, 발열선과 메탈 시즈와의 온도차를 최소화한 것이다. 비교적 히터 수명이 길고, 나선 히터(열선만으로 된 히터)와 비교하여 금속 파이프로 감싸 있어 내진성이 우수하고 다양한 형상으로 성형이 가능하며, 히터 장비의 응용 부품으로 광범위하게 사용할 수 있다.

시즈 히터는 금속 파이프로 되어 있으므로, 다양한 형상으로 성형할 수 있다.

시즈 히터는 열전도가 우수하여 효율이 좋고 절연체의 고밀도 압축으로 열선의 산화가 없어 수명이 길고, 세라믹 코팅, 메탈리콜처리, 테프론 튜빙, 코팅 등을 사용하여 내식성 및 내산성, 내열성을 향상시킬 수 있다.

히터 블록(300)은 복수의 단위 히터 블록(310)으로 조립된 구조를 가질 수 있다. 각각의 단위 히터 블록(310)에는 하나 이상의 히터 부재(210)가 삽입되는 히터 통로부(311), 가스를 공급하여 분사되게 하는 가스 통로부(312)가 형성될 수 있다.

히터 통로부(311)에는 히터 부재(210)가 착탈 가능하게 삽입될 수 있다.

히터 부재(210)는 히터 블록(310)의 전체 면적이 걸쳐서 복수로 마련되고, 각 히터 부재(210)는 히터 케이블(220)로 연결될 수 있으며, 또한 히터 블록(300)의 한쪽 측면에서 전기적 접속이 이루어지게 할 수 있다.

다시 말해서, 몇개의 히터 부재(210)를 히터 블록(310)의 외부 측면에서 히터 케이블(220)로 연결하여 하나로 연결된 구조로 마련하고, 히터 블록(300)의 한쪽 측면으로 전기적 접속이 이루어지도록 히터 부재(210)의 단자부(202)가 배치되게 할 수 있다. 즉, 몇개의 히터 부재(210)를 히터 블록(300)안에 삽입한 구조가 될 수 있다.

히터 케이블(220)에는 히터 부재(210)의 발열에 의해 변질되는 것을 방지하기 위해 테프론재, 캡톤, 세라믹 등으로 피복시킬 수 있다.

히터 블록(300)의 양 측면에 전기적 접속이 이루어지면, 그 만큼 복잡하고, 설치 및 관리가 용이하지 않을 수 있다. 본 발명은 히터 블록(300)이 한쪽 측면에서 모든 히터 부재(210)이 전기 접속이 이루어지므로, 그 만큼 구조가 단순화되고 설치 및 관리가 용이해질 수 있다.

히터 부재(210)는 히터 블록(300)의 중앙 위치보다 가장자리 위치로 갈 수록 조밀한 상태로 히터 통로부(311)안에 권선되는 구조를 가질 수 있다.

도 17을 참조하면, 히터 부재(200)는 히터 케이블(210), 히터 케이블(210)의 외부를 보호해주는 보호관(220)으로 이루어질 수 있고, 히터 블록(300)의 히터 통로부(311)안에 삽입될 수 있다.

히터 부재(200)의 전체 길이에 대하여 중앙에 해당하는 제1 구간(A1), 제1 구간(A1)으로부터 가장 자리 방향으로 나뉘는 제2 구간(A2) 및 제3 구간(A3)로 정의할 때, 제1 구간(A1)에서 제3 구간(A3)으로 갈 수록 히터 케이블(210)이 권선수가 조밀하게 많아지도록 권선 간격이 좁아질 수 있다.

피 대상물로서 기판의 처리시, 기판의 중앙 위치보다 가장 자리로 갈 수록 온도가 낮을 수 있기 때문에, 기판을 가열하는 히터 블록(310)에 삽입된 히터 부재(200)의 권선 상태를 달리함으로써 균일한 온도가 전달될 수 있다.

다시 말해서, 히터 부재(200)를 이루는 히터 케이블(210)이 조밀할 수록 발열 온도가 높아질 수 있으므로, 히터 케이블(210)은 히터 블록(310)의 중앙 위치보다 가장자리 위치로 갈 수록 조밀한 상태로 히터 통로부(311)안에 권선되는 구조를 가질 수 있다.

기판의 처리시, 기판의 중앙 위치보다 가장 자리로 갈 수록 온도가 낮을 수 있기 때문에, 기판을 가열하는 히터 블록(300)에 삽입된 히터 부재(210)의 권선 상태를 달리함으로써 균일한 온도가 전달될 수 있다.

다시 말해서, 히터 부재(210)가 조밀할 수록 발열 온도가 높아질 수 있으므로, 히터 블록(300)의 중앙 위치보다 가장자리 위치로 갈 수록 조밀한 상태로 히터 통로부(311)안에 권선되는 구조를 가질 수 있다.

도 13을 참조하면, 가스 통로부(312)에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 가스를 분사하기 위한 복수의 분사공(313)이 형성될 수 있다.

단위 히터 블록(310)은 예를 들어 알루미늄과 같은 재질의 압출재로서 이루어질 수 있다. 따라서, 히터 통로부(311)와 가스 통로부(312)는 압출 성형시 형성될 수 있다. 단위 히터 블록(310)은 6면체를 이루고, 복수의 단위 히터 블록(310)을 조립하여 히터 블록(300)을 구성할 수 있다.

히터 블록(300)을 큰 면적을 가지는 하나의 블록으로 제작하는 경우, 크기 및 중량으로 인해 취급이 용이하지 않고, 다양한 크기의 기판을 열처리하는데 적합하지 않을 수 있다.

또한, 하나의 히터 블록(300)으로 제작후 사용시, 히터 블록(300)의 히터 통로부(311)에 삽입되는 히터 부재(210)에 문제가 생겨서 교체 또는 수리하는 경우, 해당 히터 부재(210)만을 분리하고 새로운 히터 부재(210)로 교체하여 사용할 수 있지만, 사이즈가 크므로 취급이 용이하지 않아 작업시 불편할 수 있다.

또한, 가스 통로부(312)안에 이물질이 쌓여 공급되는 가스가 제대로 이동하여 분사공(313)을 통해 분사되지 않는 경우, 적절히 청소 작업을 해주어야 할 필요가 있는 경우, 해당 가스 통로부(312)를 포함하는 히터 블록(310) 전체를 취급해야 하므로, 그 만큼 청소 작업도 비효율적일 수 있다.

본 발명의 히터 블록(300)은 복수의 단위 히터 블록(310)으로 조립된 구조이므로, 히터 부재(210)중 특정 히터 부재(210)에 문제가 발생하거나 또는 특정 가스 통로부(312)가 막히는 경우, 해당 단위 히터 블록(310)만을 분리하고, 해당 히터 부재(210)를 교체하거나 또는 가스 통로부(312)를 청소하고 다시 조립할 수 있다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 히터 블록(300)의 일측면에는 배관 유니트(400)가 마련될 수 있다. 배관 유니트(400)는 가스가 공급되는 공급관(410), 공급관(410)으로부터 분기되어서 히터 블록(300)의 측면에 복수로 연결되는 연결관(420)으로 이루어질 수 있다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 히터 블록(300)은 각종 기판을 처리하는 챔버(10)내에 구비될 수 있고, 이때 배관 유니트(400)는 챔버(10)의 외벽(12)과 내벽(14) 사이의 공간부(15)안에 마련될 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 구조에 한정되지 않고 다양한 지지 구조를 통해 히터 장치(200)가 챔버(10)안에 설치될 수 있다.

도 13은 도 15의 B부 확대 단면도로서, 히터 블록(300)의 가스 통로부(312) 끝단부에 플러그(320)가 결합된 상태를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 플러그(320)은 가스 통로부(312)의 단부측에 나사 결합될 수 있다. 플러그(320)는 가스 통로부(312)에 나사 결합됨으로써 가스 통로부(312)의 단부는 폐쇄되고, 유입된 가스는 분사공(313)을 통해서만 히터 블록(300)의 외부로 분사될 수 있다. 분사공(313)을 통해 분사된 가스는 챔버(10)안에 공급될 수 있고, 비치된 기판의 처리시에 사용될 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 히터 장치의 정면도, 도 15는 도 14의 C부 확대도이다. 도 14 및 도 15를 참조하면, 복수의 단위 블록(310)이 서로 대면된 상태로 배열되는 구조이고, 히터 블록(300)의 측면을 따라 배관 유니트(400)를 이루는 공급관(410)과 연결관(420)이 복수로 마련될 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 히터 블록의 양 측면에서 가스가 공급되는 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 16을 참조하면, 배관 유니트(400)는 히터 블록(300)의 양 측면에 구비될 수 있다.

배관 유니트(400)는 챔버(10)의 양측 공간부(15)안에 마련될 수 있다. 이런 경우에는 히터 블록(300) 각각의 가스 통로부(312) 양쪽에서 공급관(410)과 연결되는 연결관(420)이 연통되게 체결되므로, 별도의 플러그(320)로 가스 통로부(312)의 어느 한쪽을 밀폐시킬 필요는 없다.

도 18은 기판 처리 장치에 본 발명에 따른 기판 거치 장치가 설치된 모습의 개략적인 평면도이다. 도 18을 참조하면, 기판 처리 장치로서 챔버(10)의 제1 면 및/또는 제2 면에 기판(S)의 출입이 가능한 셔터(20)가 마련될 수 있다.

a1,a2... 방향 A1... 제1 구간
A2... 제2 구간 A3... 제3 구간
S... 기판
10... 챔버 12... 외벽
14... 내벽 15... 공간부
20... 셔터
100... 기판 거치 장치 110... 제1 지지 프레임
120... 제2 지지 프레임 130... 서포트
132... 제1 서포트 132a...상면부
132b...측면부 132c... 결합부
134... 제2 서포트
134a... 상면부 134b... 측면부
134c... 체결공
136... 지지핀 137,138... 체결 부재
200... 히터 장치 202.. 단자부
210... 히터 부재 220... 히터 케이블
300... 히터 블록 310... 단위 히터 블록
311... 히터 통로부 312... 가스 통로부
313... 분사공 400... 배관 유니트
410... 공급관 420... 연결관

Claims (10)

1. 챔버내에서 기판을 처리하기 위해 마련되는 기판 거치 장치로서,
   간격을 두고 복수로 마련되는 제 1지지 프레임;
   상기 제1 지지 프레임의 사이를 따라 고정되는 제2 지지 프레임;
   상기 제2 지지 프레임에 마련되고, 상기 제2 지지 프레임의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 구비되는 서포트; 를 포함하고,
   상기 제2 지지 프레임과 서포트는 높이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판이 적층되도록 복수로 구비되며,
   상기 서포트는,
   상기 제2 지지 프레임으로부터 소정의 높이로 형성되는 한쌍의 제1 서포트, 상기 한쌍의 제1 서포트의 사이에 연속적으로 수평 상태를 유지하도록 구비되고 상기 제1 서포트를 감싸면서 배치되는 제2 서포트를 포함하고,
   상기 제2 서포트에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 상기 기판을 지지하기 위한 복수의 지지핀이 착탈 가능하게 결합되는 기판 거치 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서포트는,
   평평한 면을 이루는 상면부,
   상기 상면부의 양측으로부터 상면부와 직교 방향으로 절곡되어 형성되는 측면부,
   상기 측면부의 양쪽 단부측에는 상기 제2 지지 프레임이 고정되는 결합부가 연장되어 형성되는 기판 거치 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 서포트는,
   평평한 면을 이루는 상면부,
   상기 상면부의 양측으로부터 평평한 면의 상기 상면부와 직교 방향으로 절곡되어 형성되는 측면부를 포함하고,
   상기 상면부의 일측 또는 양측에는 제1 서포트와 제2 서포트를 체결 부재에 의해 결합하고, 상기 제2 서포트의 열팽창에 따른 길이 변화에 대응하기 위해 상기 체결 부재가 결합되는 위치에 장공이 형성되는 기판 거치 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서포트는 제2 서포트의 길이 방향의 양측에서 일부분만 지지되도록 마련되는 기판 거치 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서포트는 제2 서포트와 길이 방향을 따라 동일한 길이로 형성되고,
   상기 제2 서포트의 전체 길이에 대하여 상기 제1 서포트가 지지되는 기판 거치 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 서포트의 상면부 또는 측면부에는 이물질이 내부로 침투하지 못하도록 구멍이 없는 막힌 구조인 기판 거치 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 지지핀은,
   지지하기 위한 몸체부, 상기 몸체부의 상부에 형성되는 지지부, 상기 몸체부의 하부에 형성되고, 상기 제2 서포트를 관통하여 착탈 가능하게 나사 결합되는 체결부를 포함하고,
   상기 지지부는 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 상향 경사진 경사면이 형성되는 기판 거치 장치.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 서포트는 상기 챔버안으로 기판을 투입 및 인출시 간섭없이 할 수 있도록 상기 기판의 투입 및 인출 방향과 동일하게 배열되고,
   상기 서포트의 측면부는 기판 이송 기구의 포크가 삽입 및 인출시 가이드 역할을 하도록 평면으로 형성되는 기판 거치 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   적층되는 상기 기판과 기판 사이에는 기판을 가열 처리할 수 있는 히터 장치가 구비되고,
   상기 히터 장치는 착탈 가능한 복수의 단위 히터 블록을 포함하며,
   상기 단위 히터 블록의 상부 및 하부에 상기 서포트에 의해 상기 기판이 이격되게 배치되어서 복사열에 의해 가열되는 기판 거치 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 서포트와 제2 서포트는 절곡하여 형성하거나 또는 압출 성형하여 마련되는 기판 거치 장치.

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