KR20240068364A - 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 기판에 대한 열처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 기판(1)이 처리되는 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S)에 설치되어 상기 기판(1)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내측면과 상기 기판(1) 사이에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제1히터(300)와; 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 열확산플레이트부(400)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
본 발명은, 기판(1)이 처리되는 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S)에 설치되어 상기 기판(1)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내측면과 상기 기판(1) 사이에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제1히터(300)와; 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 열확산플레이트부(400)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 열처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판처리장치는, 공정챔버가 형성하는 밀폐된 처리공간에 공정가스 및 적정 온도 분위기를 이용해 기판에 대한 증착, 식각 및 열처리 등 기판처리를 수행하는 장치를 말한다.
특히, 열처리는, 반도체, 평판 디스플레이 및 태양전지 제조를 위한 실리콘 웨이퍼나 글래스와 같은 기판 상에 증착되어 있는 소정의 박막에 대하여 결정화, 상 변화 등 박막특성 개선을 위하여 수행된다.
대표적인 열처리공정으로는 AMOLED와 같은 고품질 디스플레이를 제조하기 위해 다결정 실리콘을 이용한 TFT를 유리기판에 형성하는 LTPS(Low Temperature Poly Crystallization Silicon) 또는 플렉서블 기판을 형성하기 위해 폴리이미드를 기판 위에 형성하고 경화하는 과정이 있다.
또한, 상기 열처리공정은 액정 디스플레이 또는 박막형 결정질 실리콘 태양전지를 제조하는 경우 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리실리콘으로 결정화시키는 공정을 포함할 수 있다.
한편, 종래 기판처리장치는, 다수의 봉히터를 통해 기판을 가열하는 바 기판에 대한 균일한 열전달이 이루어지지 못해 기판 내 온도편차 및 균일한 기판처리가 수행되지 못하는 문제점이 있다.
특히, 처리되는 기판 및 기판처리장치의 대형화로 기판을 가열하는 다수의 봉히터들의 출력이 높아짐에 따라 불균일한 열전달이 심화되며, 이중에서도 처리공간 중 상대적으로 온도가 낮아 봉히터들의 출력이 높은 처리공간 하부 측에서의 불균일성이 심화되는 문제점이 있다.
더 나아가, 종래 기판처리장치는 다수의 봉히터들이 기판의 가장자리에 인접하여 직접 가열함에 따라 불균일한 열전달로 봉히터 주변 기류가 안정화되지 못하고 와류가 발생하여 기판처리의 불균일성을 심화하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 온도편차 개선이 가능한 기판처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판(1)이 처리되는 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S)에 설치되어 상기 기판(1)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내측면과 상기 기판(1) 사이에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제1히터(300)와; 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 열확산플레이트부(400)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 수직으로 배치될 수 있다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 상기 제1히터(300)와의 이격거리인 제1거리(d1)가 상기 기판(1) 가장자리와의 이격거리인 제2거리(d2)보다 클 수 있다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되는 열확산플레이트(410)와, 일단이 상기 공정챔버(100) 내면에 결합하고 타단이 상기 열확산플레이트(410)에 결합하는 체결부(420)를 포함할 수 있다.
상기 열확산플레이트(410)는, 상기 공정챔버(100)의 하나의 내면에 대응되어 복수개로 구비되며, 상기 체결부(420)는, 상기 열확산플레이트(410) 가장자리 적어도 일부가 삽입되어 상기 열확산플레이트(410)를 지지하는 삽입부(421)가 형성될 수 있다.
상기 기판(1) 하부에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제2히터(600)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2히터(600)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제2히터(600)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 하부열확산플레이트부(700)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 하부열확산플레이트부(700)는, 상기 제2히터(600)와 상기 기판(1) 사이에 수평으로 배치될 수 있다.
상기 제1히터(300)와 상기 제2히터(600)는, 평면 상 서로 수직으로 배치될 수 있다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 상기 제2히터(600)가 수직으로 관통하여 설치될 수 있다.
상기 공정챔버(100) 내면에 구비되는 단열부재(500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1히터(300)는, 상기 처리공간(S)에 수직방향으로 상호 이격배치되어 처리되는 다수의 상기 기판(1)들에 대응되어 서로 평행하게 수직방향으로 복수개 구비될 수 있다.
상기 제2히터(600)는, 상기 처리공간(S)에 수직방향으로 상호 이격배치되어 처리되는 다수의 상기 기판(1)들 각각의 하부에서 가상의 동일 수평면 상에 서로 평행하게 복수개 배치될 수 있다.
상기 하부열확산플레이트부(700)는, 다수의 상기 기판(1)들 중 최하부 기판(1)과 상기 제2히터(600) 사이에 배치될 수 있다.
상기 공정챔버(100) 일측벽에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 가스공급부와, 상기 공정챔버(100) 타측벽에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 배기하는 가스배기부를 포함할 수 있다.
상기 공정챔버(100) 상면에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 가스공급부와, 상기 공정챔버(100) 하면에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 배기하는 가스배기부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판에 대한 균일한 열전달을 유도하여 기판처리의 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 다수의 히터부들이 서로 이격 배치되어 열전달을 수행함에 따른 열전달 불균일성을 열확산플레이트부를 통해 면히터 효과를 적용하여 개선함으로써 기판에 대한 열전달 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판 가장자리 인접한 위치에 열확산플레이트부를 배치함으로써, 분사되는 공정가스의 기판으로의 직분사 및 그에 따른 와류 발생을 방지하여 기류를 안정화하고 온도균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상대적으로 온도가 낮아 히터부들의 발열량이 커 온도편차가 심화되는 최하부 기판에 대하여 기판 가장자리 뿐만 아니라 기판 하부에 열확산플레이트부를 구비하여 온도균일도를 개선할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리장치의 내부 모습을 보여주는 단면도이다.
도 3은, 도 1에 따른 기판처리장치 중 열확산플레이트부의 설치모습을 보여주는 확대단면도이다.
도 4는, 도 1에 따른 기판처리장치 중 열확산플레이트와 체결부의 체결모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는, 도 4에 따른 체결부 중 관통체결부의 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 6은, 도 4에 따른 체결부 중 지지체결부의 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 7은, 종래 기판처리장치 대비 본 발명에 따른 기판처리장치의 저온에서의 각 위치별 온도분포를 나타내는 그래프로서, 점선은 종래 기판처리장치를 지시하고 실선은 본 발명에 따른 기판처리장치를 지시하는 그래프이다.
도 8은, 종래 기판처리장치 대비 본 발명에 따른 기판처리장치의 고온에서의 각 위치별 온도분포를 나타내는 그래프로서, 점선은 종래 기판처리장치를 지시하고 실선은 본 발명에 따른 기판처리장치를 지시하는 그래프이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리장치의 내부 모습을 보여주는 단면도이다.
도 3은, 도 1에 따른 기판처리장치 중 열확산플레이트부의 설치모습을 보여주는 확대단면도이다.
도 4는, 도 1에 따른 기판처리장치 중 열확산플레이트와 체결부의 체결모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는, 도 4에 따른 체결부 중 관통체결부의 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 6은, 도 4에 따른 체결부 중 지지체결부의 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 7은, 종래 기판처리장치 대비 본 발명에 따른 기판처리장치의 저온에서의 각 위치별 온도분포를 나타내는 그래프로서, 점선은 종래 기판처리장치를 지시하고 실선은 본 발명에 따른 기판처리장치를 지시하는 그래프이다.
도 8은, 종래 기판처리장치 대비 본 발명에 따른 기판처리장치의 고온에서의 각 위치별 온도분포를 나타내는 그래프로서, 점선은 종래 기판처리장치를 지시하고 실선은 본 발명에 따른 기판처리장치를 지시하는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1)이 처리되는 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 처리공간(S)에 설치되어 상기 기판(1)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 내측면과 상기 기판(1) 사이에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제1히터(300)와; 상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 열확산플레이트부(400)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100) 내측면에 구비되는 단열부재(500)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상기 기판(1) 하부에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제2히터(600)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 제2히터(600)와 기판(1) 사이에 배치되어, 제2히터(600)를 통해 전달받은 열을 측으로 확산시키는 하부열확산플레이트부(700)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100) 내 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 가스공급부와, 공정챔버(100) 내 처리공간(S)을 배기하는 가스배기부를 추가로 포함할 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 공정가스는, 기판처리를 위한 열처리 공정에서 사용되는 가스를 총칭하며, 보다 구체적으로는, 공정 과정 중 발생할 수 있는 각종 흄(fume) 및 흄을 통해 생산되는 유기물을 배출하기 위한 퍼지가스를 지칭할 수 있다.
본 발명에 따른 처리대상인 기판(1)은, LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등의 모든 기판을 포함하는 의미로 이해될 수 있으며, 특히, 플렉서블 표시장치에 사용되는 플렉서블 기판을 의미할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치의 기판처리공정은 증착공정, 식각공정, 열처리공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있으며, 특히 논플렉서블 기판 상에 플렉서블 기판 형성, 플렉서블 기판 상에 패턴 형성, 플렉서블 기판 분리 등의 일련의 공정, 플렉서블 기판을 열처리하여 건조하는 공정 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기판(1)은, 설명의 편의상 도 1에서 복수의 기판지지부(200)에 단일의 기판(1)이 설치되는 것으로 도시되었으나, 보다 바람직하게는 복수의 기판지지부(200)에 대응되어 복수의 기판(1)이 로딩되어 처리될 수 있다.
상기 공정챔버(100)는, 복수의 기판(1)이 처리되는 처리공간을 형성하는 구성일 수 있다.
예를 들면, 상기 공정챔버(100)는, 내부에 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 대략 육면체 형상의 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 외측면 상에 설치되어 챔버본체(110)를 보강하는 보강리브(120)를 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(110)는, 석영, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 그라파이트, 실리콘 카바이드 또는 산화 알루미늄 중 적어도 어느 하나로 제작될 수 있다.
한편, 상기 챔버본체(110)는, 육면체로서, 전면에 기판(1)이 반입 및 반출되는 개구부(101)가 형성될 수 있으며, 개구부(101)에 이웃하는 측면에 서로 대향되는 측벽이 형성되고, 출입구의 대향면에 후면이 형성될 수 있다.
이때, 본 명세서에서 언급하는 측벽 및 측면은 개구부(101)가 형성되는 전면에 이웃하며 서로 대향되는 면을 의미하고, 전면 및 후면은 각각 개구부(101) 및 개구부(101)와 대향되는 면을 의미한다.
한편 상기 공정챔버(100)는, 상기 개구부(101)를 개폐하기 위한 개폐도어(미도시)가 설치될 수 있으며, 개폐도어는 개구부(101)가 형성되는 전면 외측에 전후, 좌우 또는 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 출입구를 개폐할 수 있다.
또한, 상기 챔버본체(110)는, 측벽에 복수의 관통홀이 형성되어, 후술하는 가스공급부 및 가스배기부의 구성 일부가 설치될 수 있고, 더 나아가 제2히터부(320)가 관통하여 처리공간(S) 내부에 설치되도록 할 수 있다.
한편, 상기 관통홀들은, 후술하는 제1히터부(310)의 설치를 위해서 공정챔버(100)의 전후면에도 부분적으로 형성될 수 있음은 또한 물론이다.
이때, 상기 관통홀 주변에는 기판처리 가스의 누설을 막고 처리공간을 밀폐공간으로 형성하기 위한 실링수단이 추가로 구비될 수 있다.
상기 보강리브(120)는, 챔버본체(110)의 외측면 상에 설치되어 챔버본체(110)를 보강하는 구성일 수 있다.
예를 들면, 상기 보강리브(120)는, 챔버본체(110)가 공정 중에 내부에서 강한 압력 또는 고온의 영향을 받아 파손되거나 변형이 발생할 가능성을 대비하여 챔버본체(110)의 외측면, 보다 구체적으로는 상하면 및 측벽의 외측에 설치되어 내구성을 향상할 수 있다.
상기 기판지지부(200)는, 처리공간에 배치되어 복수의 기판(1)이 수직방향을 따라 상호 이격 배치되도록 지지하는 구성일 수 있다.
특히, 상기 기판지지부(200)는, 복수의 기판(1)이 수직방향을 따라 상호 이격 배치되도록 지지하기 위해서, 상하방향으로 일정간격을 가지고 기판(1)을 지지하도록 처리공간에 설치될 수 있다.
한편, 이하에서는 복수의 기판(1)이 처리공간(S)에 수직방향을 따라 상호 이격 배치되어 다수의 기판(1)들이 동시에 기판처리되는 구성을 전제로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고 매엽식 기판처리장치로서, 단일 기판(1)이 처리공간(S) 내에 배치되어 처리될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 가스공급부는, 공정챔버(100) 일측벽에 관통 설치되어 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때 상기 가스공급부는, 처리공간에서 수직방향으로 상호 이격 배치되는 기판(1)들에 대응되어 각각 공정가스 분사가 가능하도록 복수의 분사노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 분사노즐은, 공정챔버(100) 일측벽을 관통하여 구비될 수 있으며, 서로 일정 간격으로 배치되어 동일 수평면 상에서도 복수개 배치될 수 있다.
이때, 상기 분사노즐은, 후술하는 단열부재(500) 및 열확산플레이트부(400)를 관통하여 기판(1)에 인접한 위치에서 공정가스를 분사할 수 있으며 ,다른 예로서, 단열부재(500)를 관통하여 열확산플레이트부(400)와 단열부재(500) 사이에 공정가스를 분사할 수 있다.
이 경우, 기판(1)이 위치하는 영역과 제1히터(300)가 배치되는 단열부재(500)와 열확산플레이트부(400) 사이 영역은 서로 연통되어 있는 바, 공정가스는 기판(1) 측으로 확산될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 가스공급부는, 공정챔버(100) 상면에 관통 설치되어 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 가스공급부는, 복수의 분사노즐이 공정챔버(100) 상면에 설치되어 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사할 수 있고, 이에 따라 후술하는 가스배기부의 배기포트가 공정챔버(100) 하면에 형성되어 상측에서 하측으로의 공정가스 기류를 유도할 수 있다.
상기 가스배기부는, 공정챔버(100) 타측벽에 관통 설치되어 처리공간(S)을 배기하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스배기부는, 공정챔버(100) 타측벽에 구비되어 처리공간 내 공정가스를 배기하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 가스배기부는, 처리공간에서 수직방향으로 상호 이격 배치되는 기판(1)들에 대응되고, 가스공급부의 분사노즐에 각각 대향되어 배치되는 배기포트들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 배기포트는, 공정챔버(100) 타측벽을 관통하여 구비되거나, 공정챔버(100)에 형성되는 관통홀로서 형성될 수 있으며, 서로 일정 간격으로 배치되어 동일 수평면 상에서도 복수개 배치될 수 있다.
더 나아가, 상기 배기포트는, 공정챔버(100) 타측벽을 관통하여 설치되는 구성으로서, 후술하는 열확산플레이트(410)를 관통하여 기판(1) 가장자리 인근에서 배기를 수행하거나, 열확산플레이트(410)와 공정챔버(100) 타측벽 사이에서 배기를 수행하는 구성일 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 가스배기부는, 공정챔버(100) 하면에 관통 설치되어 처리공간(S)을 배기하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 가스배기부는, 복수의 배기포트들이 공정챔버(100) 하면에 설치되어 처리공간(S)을 배기할 수 있고, 이에 따라 공정챔버(100) 상면에 설치되는 분사노즐로부터 분사되는 공정가스를 공정챔버(100) 하면에서 배기하여 처리공간(S) 내 상측에서 하측으로의 기류를 형성할 수 있다.
이때, 상기 배기포트는, 후술하는 하부열확산플레이트부(700) 하측에서 공정가스를 배기할 수 있으며, 이 경우 공정챔버(100) 바닥면과 하부열확산플레이트부(700) 사이에 배기공이 위치하여 배기를 수행할 수 있고, 다른 예로서, 하부열확산플레이트부(700)를 관통하여 기판(1)에 인접한 위치에서 배기공이 위치하여 배기를 수행할 수도 있다.
상기 제1히터(300)는, 처리공간(S)에 설치되어 기판(1)을 가열하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 제1히터(300)는, 처리공간(S)을 가로지르도록 설치되며, 길이를 가지는 일종의 봉히터로서 수평방향으로 설치될 수 있으며, 서로 평행하게 다수개가 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1히터(300)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 공정챔버(100) 전면을 관통하여 설치되고 타단이 공정챔버(100) 후면을 관통하여 설치되는 구성으로서, 기판(1)과 공정챔버(100) 내측면 사이에 위치하도록 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 제1히터(300)는, 수직방향으로 서로 평행하도록 복수개 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1히터(300)는, 복수의 기판(1)들 각각의 가장자리에 대응되어 서로 평행하게 수직방향으로 복수개 배치될 수 있다.
상기 제2히터(600)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 공정챔버(100) 일측면을 관통하여 설치되고 타단이 공정챔버(100) 타측면을 관통하여 설치되는 구성일 수 있다.
이로써, 상기 제2히터(600)는, 기판(1) 하부에 대응되어 서로 수평방향으로 평행하도록 배치될 수 있으며, 수직방향으로 상호 이격 배치되는 기판(1) 각각에 대응되어 다수개 배치될 수 있다.
즉, 상기 제2히터(600)는, 복수의 기판(1)들 각각의 하부에서 가상의 동일 수평면 상에 서로 평행하게 복수개 배치될 수 있다.
한편, 상기 제2히터(600)는, 제1히터(300)와 평면 상 서로 수직으로 배치될 수 있으며, 제1히터(300) 및 제2히터(600) 모두 수평으로 설치될 수 있다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 제1히터(300)와 기판(1) 사이에 배치되어 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 기판(1) 측으로 확산하여 전달하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 열확산플레이트부(400)는, 제1히터(300)와 기판(1) 사이에 배치되어 다수의 선형 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 기판(1) 측으로 확산하여 면히터와 같은 방식으로 전달하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이를 위해, 상기 열확산플레이트부(400)는, 열전도 및 단열성이 뛰어난 세라믹 재질의 후술하는 단열부재(500)와 비교할 때 상대적으로 얇은 두께로 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 열확산플레이트부(400)는, 전술한 제1히터(300)와 기판(1) 사이에 수직으로 배치될 수 있으며, 공정챔버(100) 바닥면 인접한 위치에서부터 공정챔버(100) 천장면에 인접한 위치까지 커버할 수 있다.
또한, 상기 열확산플레이트부(400)는, 상하방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 기판(1)들 각각에 대응되어 복수개로 구비될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 열확산플레이트부(400)는, 공정챔버(100) 양 내측면, 즉, 전면과 이웃하는 2개의 내측면에 평행하도록 배치될 수 있으며, 필요에 따라 후면 측에도 설치될 수 있다.
예를 들면, 상기 열확산플레이트부(400)는, 제1히터(300)와 기판(1) 사이에 배치되는 열확산플레이트(410)와, 일단이 공정챔버(100) 내면에 결합하고 타단이 열확산플레이트(410)에 결합하는 체결부(420)를 포함할 수 있다.
이때, 열확산플레이트(410)는, 공정챔버(100)의 하나의 내면에 대응되어 복수개로 구비되어 공정챔버(100)의 하나의 내면을 커버할 수 있다.
즉 상기 열확산플레이트(410)는, 전술한 바와 같이 공정챔버(100) 내측면에 서로 대향되어 한 쌍으로 설치될 수 있으며, 공정챔버(100) 내측면과의 사이에 제1히터(300)가 평행하게 배치되는 공간을 형성할 수 있다.
한편, 상기 열확산플레이트(410)는, 후술하는 체결부(420)를 통해 공정챔버(100) 측면에 고정 설치될 수 있으며, 수직으로 배치되는 제2히터(600)들이 관통하여 설치될 수 있다.
또한, 상기 열확산플레이트(410)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1히터(300)와의 이격거리인 제1거리(d1)가 기판(1) 가장자리와의 이격거리인 제2거리(d2)보다 크도록 제1히터(300)와 기판(1) 사이 적절한 위치에 배치될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 열확산플레이트(410)가 제1히터(300)와 기판(1) 가장자리 중앙에 배치되거나, 제1히터(300)와의 이격거리인 제1거리(d1)가 기판(1) 가장자리와의 이격거리인 제2거리(d2)보다 작은 위치에 배치될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 체결부(420)는, 열확산플레이트(410)를 고정 설치하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이를 위해, 상기 체결부(420)는, 일단이 공정챔버(100) 내면에 결합하고 타단이 열확산플레이트(410)에 결합할 수 있다.
예를 들면, 상기 체결부(420)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 열확산플레이트(410)를 관통하여 고정하는 관통체결부(423)와, 열확산플레이트(410)를 지지하여 고정하는 지지체결부(422)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 관통체결부(423)는, 일단이 열확산플레이트(410)를 관통하고 타단이 단열부재(500)를 관통하여 공정챔버(100) 내면에 결합하는 관통샤프트와, 열확산플레이트(410) 기판(1) 측 측면에서 관통샤프트에 결합하는 고정부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 관통체결부(423)는, 열확산플레이트(410)의 상측 일부를 관통하여 열확산플레이트(410)를 공정챔버(100)에 대하여 고정할 수 있다.
상기 지지체결부(422)는, 열확산플레이트(410)를 지지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 지지체결부(422)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 열확산플레이트(410) 가장자리 적어도 일부가 삽입되어 열확산플레이트(410)를 지지하는 삽입부(421)가 형성되어 열확산플레이트(410)를 지지 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 지지체결부(422)는, 공정챔버(100)의 일 내면에 대응되어 복수의 열확산플레이트(410)가 구비될 때, 하측 열확산플레이트(410)의 상측 가장자리가 삽입부(421)에 삽입되어 고정되고, 하측 열확산플레이트(410)의 하측 가장자리가 삽입부(421)에 삽입되어 고정되도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체결부(422)는, 일단이 열확산플레이트(410)의 가장자리를 지지하도록 삽입부(421)가 형성되고, 타단이 단열부재(500)를 관통하여 공정챔버(100) 내면에 결합될 수 있다.
상기 하부열확산플레이트부(700)는, 제2히터(600)와 기판(1) 사이에 수평으로 배치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 하부열확산플레이트부(700)는, 수직방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 기판(1)들과 그 하부에 배치되는 제2히터(600)들 사이에 각각 설치될 수 있으며, 다른 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 기판(1)들 중 최하부 기판(1)과 최하부 기판(1) 하측에 배치되는 제2히터(600) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 상기 하부열확산플레이트부(700)는, 전술한 열확산플레이트부(400)의 열확산플레이트(410)의 배치방향을 제외한 열확산플레이트(410) 및 체결부(420) 구성이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 하부열확산플레이트부(700)는, 제2히터(600)와 기판(1) 사이에 수평으로 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 공정챔버(100) 바닥면과 평행하도록 바닥면으로부터 이격되어 설치됨으로써, 기판(1)과 기판(1) 하부에 배치되는 제2히터(600) 사이에 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 하부열확산플레이트부(700) 또한, 기판(1)과 제2히터(600) 사이의 적정 거리, 즉 제2히터(600) 보다 기판(1) 측에 인접하도록 배치되거나, 기판(1) 보다 제2히터(600) 측에 인접하도록 배치될 수 있고, 기판(1)과 제2히터(600) 중심에 배치될 수도 있다.
한편, 상기 하부열확산플레이트부(700)는, 전술한 체결부(420)를 통해 공정챔버(100) 바닥면에 고정될 수 있다.
상기 단열부재(500)는, 공정챔버(100) 내면에 구비되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 단열부재(500)는, 공정챔버(100) 내면에 배치되어 제1히터(300)를 통해 공급되는 열 손실을 방지하는 구성으로서, 공정챔버(100) 내면에 평행하게 배치될 수 있다.
이때, 상기 단열부재(500)는, 단열효과가 우수한 재질로 구성될 수 있으며, 일예로 세라믹 계열의 구성으로 전술한 열확산플레이트부(400)와 동일한 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 단열부재(500)는, 열확산플레이트부(400)와 평행하게 구비될 수 있으며, 공정챔버(100)의 양측면 및 천장과 바닥면에 형성될 수 있고, 필요에 따라 후면 및 개폐도어에도 구비될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 효과에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 7에 실선으로 표시된 바와 같이, 처리공간(S)의 온도가 100℃일 때 각 위치에서의 온도가 점선으로 표시된 종래 기판처리장치에 비해 균일하게 개선되는 점을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7에 따른 그래프의 X축 방향에 표기되는 위치는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1위치(P1)는, 공정챔버(100) 내면에 최인접한 위치이며, 제2위치(P2)는, 제1히터(300)를 기준으로 공정챔버(100) 측 위치이며, 제3위치(P3)는, 제1히터(300)를 기준으로 열확산플레이트(400) 측에 인접한 위치이며, 제4위치(P4)는, 열확산플레이트(400)와 기판(1) 사이 위치이며, 제5위치(P5)는, 기판(1) 하부지점을 의미할 수 있다.
즉, 도 7을 통해 처리공간(S)의 온도가 100℃일 때 공정챔버(100) 내면과 기판(1) 사이의 온도분포가 종래에 비해 상대적으로 개선된 것을 확인할 수 있다.
더 나아가, 도 8에 도시된 바와 같이, 처리공간(S)의 온도가 365℃일 때 공정챔버(100) 내면과 기판(1) 사이의 온도분포가 종래에 비해 개선된 것을 확인할 수 있는데, 보다 구체적으로 살펴보면, 실선으로 표시된 본 발명에 따른 기판처리장치의 경우 점선으로 표시된 종래 기판처리장치에 비해 공정챔버(100) 내면과 기판(1) 사이의 온도분포가 균일한 것을 확인할 수 있고, 특히, 기판(1) 가장자리를 의미하는 제4위치(P4)에서 온도저하를 방지하여 온도분포가 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.
즉, 처리공간(S)의 온도가 고온일 때 저온에 비해 더욱 큰 온도균일도 개선효과를 확인할 수 있으며, 특히 기판(1) 가장자리 위치에서의 온도저하를 방지하여 전체적인 온도분포의 균일도를 향상시킬 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 공정챔버
200: 기판지지부
300: 제1히터 400: 열확산플레이트부
500: 단열부재 600: 제2히터
700: 하부열확산플레이트부
300: 제1히터 400: 열확산플레이트부
500: 단열부재 600: 제2히터
700: 하부열확산플레이트부
Claims (16)
- 기판(1)이 처리되는 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와;
상기 처리공간(S)에 설치되어 상기 기판(1)을 지지하는 기판지지부(200)와;
상기 공정챔버(100) 내측면과 상기 기판(1) 사이에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제1히터(300)와;
상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제1히터(300)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 열확산플레이트부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 열확산플레이트부(400)는,
상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 열확산플레이트부(400)는,
상기 제1히터(300)와의 이격거리인 제1거리(d1)가 상기 기판(1) 가장자리와의 이격거리인 제2거리(d2)보다 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 열확산플레이트부(400)는,
상기 제1히터(300)와 상기 기판(1) 사이에 배치되는 열확산플레이트(410)와, 일단이 상기 공정챔버(100) 내면에 결합하고 타단이 상기 열확산플레이트(410)에 결합하는 체결부(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 열확산플레이트(410)는,
상기 공정챔버(100)의 하나의 내면에 대응되어 복수개로 구비되며,
상기 체결부(420)는,
상기 열확산플레이트(410) 가장자리 적어도 일부가 삽입되어 상기 열확산플레이트(410)를 지지하는 삽입부(421)가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판(1) 하부에 배치되어 상기 기판(1)을 가열하는 제2히터(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 제2히터(600)와 상기 기판(1) 사이에 배치되어, 상기 제2히터(600)를 통해 전달받은 열을 상기 기판(1) 측으로 확산시키는 하부열확산플레이트부(700)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 하부열확산플레이트부(700)는,
상기 제2히터(600)와 상기 기판(1) 사이에 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 제1히터(300)와 상기 제2히터(600)는,
평면 상 서로 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 열확산플레이트부(400)는,
상기 제2히터(600)가 수직으로 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 공정챔버(100) 내면에 구비되는 단열부재(500)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1히터(300)는,
상기 처리공간(S)에 수직방향으로 상호 이격배치되어 처리되는 다수의 상기 기판(1)들에 대응되어 서로 평행하게 수직방향으로 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 제2히터(600)는,
상기 처리공간(S)에 수직방향으로 상호 이격배치되어 처리되는 다수의 상기 기판(1)들 각각의 하부에서 가상의 동일 수평면 상에 서로 평행하게 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 하부열확산플레이트부(700)는,
다수의 상기 기판(1)들 중 최하부 기판(1)과 상기 제2히터(600) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 공정챔버(100) 일측벽에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 가스공급부와, 상기 공정챔버(100) 타측벽에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 배기하는 가스배기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 공정챔버(100) 상면에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 향해 공정가스를 분사하는 가스공급부와, 상기 공정챔버(100) 하면에 관통 설치되어 상기 처리공간(S)을 배기하는 가스배기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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| KR20240068364A true KR20240068364A (ko) | 2024-05-17 |
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