KR102313969B1 - 기판처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판처리 장치는, 내부에 기판(1)이 처리되는 공간인 챔버(101)가 형성된 본체(100), 본체(100)의 내부에 위치되며 기판(1)의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터(200)를 포함하며, 본체(100)의 적어도 일측면에는 그 내부로 기판처리 가스(g)가 이동할 수 있는 적어도 하나의 수직 프레임(300, 400)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판처리 가스를 공급/배출하는 동시에 본체의 프레임을 이루어 본체의 강성을 보강하는 수직 프레임을 포함하는 기판처리 장치에 관한 것이다.
기판처리 장치는, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별되며, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착을 한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
복수의 기판을 처리하기 위한 배치식 기판처리 장치에는 기판처리 공간을 제공하는 챔버가 형성되고, 챔버에는 챔버로 로딩된 복수개의 기판을 각각 지지하는 지지부재인 기판 홀더가 설치될 수 있으며, 복수개의 기판을 기판처리하기 위해 각각의 기판 사이마다 히터가 설치될 수 있다.
도 1은 종래의 기판처리 장치를 나타내는 개략도이다. 도 2는 종래의 기판처리 장치의 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)를 나타내는 단면도이다.
종래의 기판처리 장치는 본체(10), 히터부(20), 가스 공급부(30), 가스 배출부(40) 및 챔버벽 온도제어부(50)를 포함한다.
본체(10)는 대략 정육면체 형상을 가지며, 내부에 기판이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(11)를 제공한다. 본체(15)의 전면에는 기판이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구(15)가 형성될 수 있다. 출입구(15)는 도어(미도시)에 의해 개폐된다.
히터부(20)는 챔버(11) 내부를 전체적으로 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판을 직접 가열하는 역할을 하는 주 히터부(21) 및 챔버(11)의 측면을 가열하여 챔버(11) 내부의 열 손실을 방지하는 역할을 하는 보조 히터부(22)를 포함한다.
가스 공급부(30)는 챔버(11)[또는, 본체(10)]의 좌측면에 연결되고, 가스 배출부(40)는 우측면에 연결될 수 있다. 가스 공급부(30)는 챔버(11) 내부로 토출공(33)을 통해 기판처리 가스(g)를 공급하는 가스 토출관(31) 및 외부에서 기판처리 가스(g)를 공급받아 가스 토출관(31)으로 전달하는 가스 공급관(32)으로 구성된다. 그리고, 가스 배출부(30)는 챔버(11) 내부의 기판처리 가스(g)를 배출공(43)을 통해 흡입하는 가스 흡입관(41) 및 가스 흡입관(41)으로부터 기판처리 가스(g)를 전달받아 외부의 가스 배출 수단으로 배출하는 가스 배출관(42)으로 구성된다.
그리고, 챔버벽 온도제어부(50)는 챔버벽의 상하부면(51) 또는 측면(52)에 배치된다. 챔버벽 온도제어부(50)는 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있는 관 형태로 구성되어, 챔버(11)의 내벽 온도를 소정의 온도로 유지한다.
위와 같은 종래의 기판처리 장치는 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)를 본체(10)의 외곽에 별도로 파이프 라인 형태로 구성해야 하므로, 본체의 좌우측면에 파이프를 연결할 때 누출점(leak point)이 다수 존재하는 문제점이 있었다. 그리하여, 본체(10)에 가스 토출관(31) 및 가스 흡입관(41)을 삽입할 때, 별도의 실링 공정을 면밀히 수행해야 할 필요가 있고, 이는 제조 시간 및 원가의 증가로 이어져 생산성을 감축시키는 원인이 되었다. 또한, 수많은 가스 공급부(30) 및 가스 배출부(40)들의 구성요소를 각각 연결하고, 이를 본체(10)에 연결하는 과정에서 각 구성요소 간의 파손이 발생할 가능성이 높고, 이로 인한 누출이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 가스 토출관(31) 및 가스 흡입관(41)의 직경 사이즈가 고정되어 있으므로, 장치에 한번 설치하면 이후에는 가스 공급량 또는 가스 배출량을 쉽게 변경하지 못하는 문제점이 있었다.
한편, 면상의 플레이트를 접합하여 본체(10)를 구성하므로, 강성을 보완하기 위해 본체의 각 면에 보강 리브(60: 61, 62)를 더 배치하는데, 보강 리브(60)로 인해 장치의 크기가 불필요하게 커지는 문제점이 있었고, 보강 리브(60)와 히터부(20), 가스 공급부(30), 가스 배출부(40) 등의 다른 구성요소와의 간섭 문제로 인해 장치의 설계가 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 프레임에서 가스 공급/배출을 수행할 수 있도록 하여, 가스 공급/배출을 위한 본체와의 연결 구성을 간단하게 하고, 누출점(leak point)을 감축시킨 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가스 공급부 및 가스 배출부의 파손 가능성을 낮추어 기판처리 가스의 누출을 방지하고, 가스 공급량 및 가스 배출량을 자유롭게 변경할 수 있는 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가스 공급/배출을 수행하는 프레임이 본체의 강성을 보완할 수 있는 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 공간인 챔버가 형성된 본체; 상기 본체의 내부에 위치되며 상기 기판의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터;를 포함하며, 상기 본체의 적어도 일측면에는 그 내부로 기판처리 가스가 이동할 수 있는 적어도 하나의 수직 프레임이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 수직 프레임은, 상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 챔버에 기판처리 가스를 공급하는 제1 수직 프레임; 및 상기 일측에 대향하는 타측에 형성되어, 상기 챔버로부터 상기 기판처리 가스를 배출하는 제2 수직 프레임을 포함할 수 있다.
복수의 상기 제1 수직 프레임이 상기 본체의 일측면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치되고, 복수의 상기 제2 수직 프레임이 상기 본체의 타측면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치될 수 있다.
상기 제1 수직 프레임의 상기 챔버의 반대편을 향하는 일측 상에 외부의 기판처리 가스 공급 장치에 연결되는 공급관이 형성되고, 상기 제2 수직 프레임의 상기 챔버의 반대편을 향하는 일측 상에 외부의 기판처리 가스 배출 장치에 연결되는 배출관이 형성될 수 있다.
상기 수직 프레임의 상기 챔버를 향하는 일측 상에, 수직 방향으로 소정 간격을 이루며 복수의 가스 홀이 형성될 수 있다.
상기 복수의 가스 홀의 테두리에 연통관이 연결될 수 있다.
상기 가스 홀에 연결되는 상기 연통관 일측의 직경과 상기 연통관 일측에 대향하는 타측의 직경이 동일할 수 있다.
상기 가스 홀에 연결되는 상기 연통관 일측의 직경과 상기 연통관 일측에 대향하는 타측의 직경이 상이할 수 있다.
상기 본체는 육면체 형상을 가지고, 본체 프레임 및 육면체의 면을 형성하는 본체 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 본체의 상부 내측면 및 하부 내측면에 배치되며, 챔버벽의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 챔버벽 온도제어 프레임은 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있다.
상기 본체의 상기 수직 프레임이 설치되는 일측면 상에 배치되며, 챔버벽의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어부를 더 포함할 수 있다.
상게 본체와 상기 수직 프레임의 재질은 동일할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 프레임에서 가스 공급/배출을 수행할 수 있도록 하여, 가스 공급/배출을 위한 본체와의 연결 구성을 간단하게 하고, 누출점(leak point)을 감축시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가스 공급부 및 가스 배출부의 파손 가능성을 낮추어 기판처리 가스의 누출을 방지하고, 가스 공급량 및 가스 배출량을 자유롭게 변경할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가스 공급/배출을 수행하는 프레임이 본체의 강성을 보완할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기판처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 종래의 기판처리 장치의 가스 공급부 및 가스 배출부를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 프레임 부분을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에서 기판처리 가스의 흐름을 나타내는 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 프레임의 구성을 나타내는 확대 측단면도면이다.
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 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리 공정이란 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 다만, 이하에서는 열처리 공정으로 상정하여 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인라인 열처리 장치를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 프레임 부분(110, 300, 400, 500)을 나타내는 개략도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에서 기판처리 가스(g)의 흐름을 나타내는 측단면도이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 프레임(300, 400)의 구성을 나타내는 확대 측단면도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판처리 장치는 본체(100), 히터부(200) 및 수직 프레임(300, 400)을 포함할 수 잇다.
본체(100)는 내부에 기판(1)이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(101)를 구성한다. 본체(100)의 재질은 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본체(100)는 대략 육면체 형상을 가지고, 본체 프레임(110) 및 육면체의 면을 형성하는 본체 플레이트(120)를 포함할 수 있다. 본체 프레임(110)은 본체(100)의 골격, 즉, 육면체의 각 모서리를 구성하는 프레임이다. 본체 플레이트(120)는 본체(100)의 면을 구성하며, 히터부(200)의 단위 히터들이 관통삽입 될 수 있는 관통홀(130)이 형성될 수 있다.
본체(100)의 일면[일 예로, 전면]에는 기판(1)이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구(115)[도 3 참조]가 형성될 수 있다. 출입구(115)는 본체(100)의 일면[일 예로, 전면]에만 형성될 수 있고, 반대면[일 예로, 후면]에도 형성될 수 있다.
도어(미도시)는 본체(100)의 일면[즉, 출입구(115)가 형성된 면]에 설치될 수 있다. 도어는 전후방향, 좌우방향 또는 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 도어는 출입구(115)를 개폐할 수 있고, 출입구(115)의 개폐 여부에 따라서 챔버(101)도 물론 개폐될 수 있다. 도어에 의하여 출입구(115)가 완전하게 실링되도록 도어와 본체(100)의 출입구(115)가 형성된 면 사이에는 오링(O-ring) 등의 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다.
히터부(200)는 챔버(101) 내부를 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판(1)을 직접 가열하는 역할을 하는 주 히터부(210) 및 챔버(101) 내부의 열 손실을 방지하는 역할을 하는 보조 히터부(220)를 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 수직 프레임(300, 400) 등 다른 구성에 대한 설명을 위해, 히터부(200)의 일부만 도시하였다. 히터부(200)는 도 1의 히터부(20)에 대응할 수 있다. 또한, 본 출원인의 선행출원인 한국특허출원 제10-2008-0069329호의 히터 유닛이 전체로서 편입된 것으로 간주되어야 한다.
주 히터부(210)[도 1의 21 참조]는 기판(1)의 로딩/언로딩 방향과 수직한 방향으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있고, 기판(1)의 적층 방향을 따라 수직으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다. 보조 히터부(220)[도 1의 22 참조]는 기판(1)의 로딩/언로딩 방향과 평행한 방향으로 챔버(101) 내벽에 기판(1)의 적층 방향을 따라 수직으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다.
주 히터부(210) 및 보조 히터부(220)는, 챔버(101)의 일측면에서 타측면까지 연통되는 바(bar) 형상을 가지며, 석영관 내부에 발열 물질이 삽입된 형태인 단위 히터를 복수개 포함한다. 단위 히터가 본체 플레이트(120)에 형성된 관통홀(130)을 통해 본체(100)의 양측면을 관통하여 챔버(101) 내부를 가열할 수 있다. 따라서, 복수의 기판(1)은 상부 및 하부에 배치된 히터부(200)에 의해서 전면적이 균일하게 가열될 수 있으므로, 기판처리 공정의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
도 3 내지 도 6을 다시 참조하면, 본 발명의 기판처리 장치는, 본체(100)의 적어도 일측면에 수직 프레임(300, 400)이 설치되고, 수직 프레임(300, 400)의 내부로 기판처리 가스(g)가 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 기판처리 가스(g)는 수직 프레임(300, 400)이 내부의 빈 통로를 통해 이동할 수 있다.
수직 프레임(300, 400)은 본체(100)와 동일한 재질로서, 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나를 채용하는 것이 제조의 통일성, 열팽창률을 고려할 때 바람직하다. 하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 기판처리 가스(g)에 대한 내식성, 프레임 강성 등을 고려하여 다른 재질을 채용할 수도 있다.
본체(100)의 육면체 각 모서리를 구성하는 프레임인 본체 프레임(110)에 더하여, 수직 프레임(300, 400)이 본체(100)의 적어도 일측, 예를 들어, 본체(100)의 좌측 및 우측에 수직 방향으로 연장 형성될 수 있다. 수직 프레임(300, 400)은 수직 방향으로 연장되어, 본체(100)의 상부 테두리 및 하부 테두리를 구성하는 본체 프레임(110)에 상단 및 하단이 연결될 수 있다. 본체 프레임(110)에 더하여, 본체(100)의 양측(좌측, 우측)에 수직 프레임(300, 400)이 추가됨에 따라 본체(100)의 강성이 더욱 증가되는 이점이 있다. 따라서, 수직 프레임(300, 400)은 종래의 기판처리 장치의 측면의 보강리브(62)[도 1 참조]를 대체할 수 있고, 보강리브(62)를 생략할 수 있으므로 장치의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 수직 프레임(300, 400)은, 본체(100)의 일측(도 3 및 도 4에 도시된 예로, 좌측)에 형성되는 제1 수직 프레임(300) 및 본체(100)의 일측에 대향하는 타측(도 3 및 도 4에 도시된 예로, 우측)에 형성되는 제2 수직 프레임(400)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 수직 프레임(300)은 본체(100)의 일측(좌측)면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 제2 수직 프레임(400)이 본체의 타측(우측)면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치될 수 있다. 여기에서, 제1 수직 프레임(300)과 제2 수직 프레임(400)의 소정 간격은 동일한 것이 바람직하며, 각각의 제1 수직 프레임(300)과 각각의 제2 수직 프레임(400)이 서로 대향하는 것이 바람직하다.
제1 수직 프레임(300)은 외부의 기판처리 가스 공급 장치(미도시)로부터 제1 수직 프레임(300)의 내부로 기판처리 가스(g)를 공급받을 수 있다. 공급받은 기판처리 가스(g)는 제1 수직 프레임(300)의 내부를 지나서 챔버(101)로 공급될 수 있다. 다시 말해, 제1 수직 프레임(300)은 챔버(101) 내부로 기판처리 가스(g)를 공급하는 "가스 공급부(gas injector)"로서 기능할 수 있다.
제1 수직 프레임(300)은 공급 프레임(310), 공급관(320) 및 연통관(330)을 포함할 수 있다. 공급 프레임(310), 공급관(320) 및 연통관(330)은 각각 내부에 빈 공간이 형성되며, 내부의 빈 공간이 상호 연통되므로, 공급관(320) -> 공급 프레임(310) -> 연통관(330)에 이르는 기판처리 가스(g)의 공급로가 형성될 수 있다[도 5 참조].
공급 프레임(310)은 상술한 바와 같이, 본체(100)의 좌측에 수직 방향으로 연장형성된 프레임이다. 공급 프레임(310)은 외부의 기판처리 가스 공급 장치(미도시)로부터 기판처리 가스(g)를 공급받고, 수직 상방 방향으로 이동시키면서 기판처리 가스(g)를 연통관(330) 또는 가스 홀(331)에 분배할 수 있다. 동시에, 본체 프레임(110)과 같이 본체(100)의 강성을 보완할 수 있다. 그리고, 측면에 형성된 연통관(330) 또는 가스 홀(331)을 통해 챔버(101) 내부로 기판처리 가스(g)를 공급하는 주된 구성요소로 기능할 수 있다.
가스 홀(331)은 수직 프레임(300)[또는, 공급 프레임(310)]의 일측 상에 수직 방향으로 소정 간격을 이루며 복수개가 형성될 수 있다. 가스 홀(331) 또는 연통관(330)은 복수개의 기판(1)[및 홀더(2)]이 챔버(101)에 수용되었을 때, 기판처리 가스(g)를 기판(1)으로 균일하게 공급하고, 기판처리 가스(g)를 용이하게 흡입하여 외부로 배출하며, 동시에 각각의 기판(1) 상에서 기판처리 가스(g)가 층류(laminar flow)를 이루며 이동할 수 있도록, 챔버(101) 내에 배치된 기판(1)과 상부 또는 하부에 인접하는 기판(1) 사이의 간격에 각각 위치되는 것이 바람직하다[도 5 참조]. 제1 수직 프레임(300) 외에 제2 수직 프레임(400)의 가스 홀 및 연통관(430)도 제1 수직 프레임(300)의 가스 홀(331) 및 연통관(330)에 대응하는 구성일 수 있다.
한편, 공급 프레임(310)은 그 자체로 제1 수직 프레임(300)이 될 수도 있다. 공급관(320)과 연통관(330)을 생략한 구성으로서, 이 경우, 공급 프레임(310)의 일측(예를 들어, 외부를 향하는 일측)이 외부의 기판처리 가스 공급 장치(미도시)에 직접적으로 연결되고, 타측(챔버(101)를 향하는 측)에 기판처리 가스(g)를 토출할 복수의 가스 홀(331)이 형성될 수 있다[도 6의 (a) 참조].
공급관(320)은 외부의 기판처리 가스 공급 장치(미도시)와 공급 프레임(310) 사이에 개재될 수 있다. 공급관(320)은 공급 프레임(310)의 외부를 향하는 일측 하단부에 연결될 수 있다. 공급관(320)은 공급 프레임(310)과 착탈식으로 연결될 수 있고, 접착식으로 연결될 수도 있다. 공급관(320)은 공급 프레임(310)의 내부 전체에 기판처리 가스(g)를 공급할 수 있도록, 공급 프레임(310) 및 연통관(330)의 직경보다는 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 후술할 연통관(330)과 마찬가지로, 공급관(320)의 직경은 변경 가능하며, 공정 형태에 따라 다양한 크기의 공급관(320)을 공급 프레임(310)에 조립식으로 착탈 연결할 수 있다.
연통관(330)은 공급 프레임(310)의 챔버(101)를 향하는 일측에 연결될 수 있다. 연통관(330)은 공급 프레임(310)에 형성된 복수의 가스 홀(331)에 삽입 연결될 수 있다. 예를 들어, 가스 홀(331)의 테두리에 나사홈이 형성되고, 가스 홀(331)과 접하는 연통관(330)의 부분에 나사홈에 끼워지는 나사산이 형성되어 가스 홀(331)의 테두리에 연통관(330)이 체결될 수 있다. 이 외에도 공급 프레임(310)의 가스 홀과 연통관(330)이 연결되는 공지의 다른 체결 방법을 이용할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 가스 홀(331)에 연결되는 연통관(330)의 일측의 직경(R1)과, 연통관(330) 일측에 대향하는 타측의 직경(R1)은 동일할 수 있다. 즉, 연통관(330)은 직경이 일정한 원통형일 수 있다. 다른 예로, 도 6의 (c)를 참조하면, 가스 홀(331)에 연결되는 연통관(330)의 일측의 직경(R1)과, 연통관(330) 일측에 대향하는 타측의 직경(R2)은 상이할 수 있다. 가스 홀(331)에 연결되는 연통관(330) 일측의 직경(R1)만 그대로 유지하고, 타측의 직경(R1, R2)을 다양하게 변형함에 따라, 챔버(101) 내부로 공급하는 기판처리 가스(g)의 공급량을 조절할 수 있는 이점이 있다. 다시 말해, 수직 프레임(300) 전체를 바꾸지 않고도, 직경만 다른 연통관(330)을 가스 홀(331)에 연결함에 따라 가스 공급량을 자유롭게 변경할 수 있고, 본체(100), 수직 프레임(300)의 파손 가능성을 낮출 수 있는 이점이 있다.
제2 수직 프레임(400)은 챔버(101) 내부에서 배출된 기판처리 가스(g)를 제2 수직 프레임(400)의 내부로 흡입할 수 있다. 흡입된 기판처리 가스(g)는 제2 수직 프레임(400)의 내부를 지나서 외부의 기판처리 가스 배출 장치(미도시)로 배출될 수 있다. 다시 말해, 제2 수직 프레임(400)은 챔버(101) 내부의 기판처리 가스(g)를 배출하는 "가스 배출부(gas exhaust)"로서 기능할 수 있다. 제2 수직 프레임(400)은 제1 수직 프레임(300)과 대향되며, 동일한 형태를 가질 수 있다.
제2 수직 프레임(400)은 배출 프레임(410), 배출관(420) 및 연통관(430)을 포함할 수 있다. 배출 프레임(410), 배출관(420) 및 연통관(430)은 각각 내부에 빈 공간이 형성되며, 내부의 빈 공간이 상호 연통되므로, 연통관(430) -> 배출 프레임(410) -> 배출관(420)에 이르는 기판처리 가스(g)의 배출로가 형성될 수 있다[도 5 참조].
배출 프레임(410)은 상술한 바와 같이, 본체(100)의 우측에 수직 방향으로 연장형성된 프레임이다. 배출 프레임(410)은 챔버(101) 내부의 기판처리 가스(g)를 흡입하여, 수직 하방 방향으로 이동시키면서 기판처리 가스(g)를 배출관(420)으로 배출할 수 있다. 동시에, 본체 프레임(110)과 같이 본체(100)의 강성을 보완할 수 있다. 그리고, 측면에 형성된 연통관(430) 또는 가스 홀[가스 홀(331)에 대응]을 통해 챔버(101) 내부의 기판처리 가스(g)를 배출하는 주된 구성요소로 기능할 수 있다.
한편, 배출 프레임(410)은 그 자체로 제2 수직 프레임(400)이 될 수도 있다. 배출관(420)과 연통관(430)을 생략한 구성으로서, 이 경우, 배출 프레임(410)의 일측(예를 들어, 외부를 향하는 일측)이 외부의 기판처리 가스 배출 장치(미도시)에 직접적으로 연결되고, 타측(챔버(101)를 향하는 측)에 기판처리 가스(g)를 흡입할 복수의 가스 홀이 형성될 수 있다[도 6의 (a) 참조, 제2 수직 프레임(400)도 동일하게 적용가능].
배출관(420)은 외부의 기판처리 가스 배출 장치(미도시)와 배출 프레임(410) 사이에 개재될 수 있다. 배출관(420)은 배출 프레임(410)의 외부를 향하는 일측 하단부에 연결될 수 있다. 배출관(420)은 배출 프레임(410)과 착탈식으로 연결될 수 있고, 접착식으로 연결될 수도 있다. 배출관(420)은 배출 프레임(410)의 내부 전체에 존재하는 기판처리 가스(g)가 빠르게 배출될 수 있도록, 배급 프레임(410) 및 연통관(430)의 직경보다는 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 후술할 연통관(430)과 마찬가지로, 배출관(420)의 직경은 변경 가능하며, 공정 형태에 따라 다양한 크기의 배출관(420)을 배출 프레임(410)에 조립식으로 착탈 연결할 수 있다.
연통관(430)은 배출 프레임(410)의 챔버(101)를 향하는 일측에 연결될 수 있다. 연통관(430)은 배출 프레임(410)에 형성된 복수의 가스 홀[가스 홀(331)과 동일함]에 삽입 연결될 수 있다. 예를 들어, 가스 홀의 테두리에 나사홈이 형성되고, 가스 홀과 접하는 연통관(430)의 부분에 나사홈에 끼워지는 나사산이 형성되어 가스 홀의 테두리에 연통관(430)이 체결될 수 있다. 이 외에도 배출 프레임(410)의 가스 홀과 연통관(430)이 연결되는 공지의 다른 체결 방법을 이용할 수 있다.
제2 수직 프레임(400)의 연통관(430)도 제1 수직 프레임(300)의 연통관(330)과 마찬가지로, 직경(R1, R2)을 다양하게 변형시켜서 가스 홀에 연결할 수 있다. 따라서, 수직 프레임(400) 전체를 바꾸지 않고도, 직경만 다른 연통관(430)을 가스 홀에 연결함에 따라 가스 배출량을 자유롭게 변경할 수 있고, 본체(100), 수직 프레임(400)의 파손 가능성을 낮출 수 있는 이점이 있다. 한편, 제2 수직 프레임(400)은 원활한 기판처리 가스(g)의 배출을 위해, 제1 수직 프레임(300)보다는 유로가 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이 유로는, 배출 프레임(410)의 가스 홀, 배출관(420), 연통관(430)의 유로를 모두 포함한다.
도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 본 발명의 기판처리 장치는 본체(100)의 상부 내측면 및 하부 내측면에 배치되며, 챔버벽의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)은 본체(100)와 동일한 재질로서, 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나를 채용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본체(100)의 육면체 각 모서리를 구성하는 프레임인 본체 프레임(110)에 더하여, 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)이 본체(100)의 상부 내측면 및 하부 내측면에 수평한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)은 수평 방향으로 좌우 방향 또는 전후 방향으로 연장되어, 본체(100)의 상부 테두리 및 하부 테두리를 구성하는 본체 프레임(110)에 양단이 연결될 수 있다. 본체 프레임(110) 및 수직 프레임(300, 400)에 더하여, 본체(100)의 상부면 및 하부면에 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)이 추가됨에 따라 본체(100)의 강성이 더욱 증가되는 이점이 있다. 따라서, 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)은 종래의 기판처리 장치의 상부면 및 하부면의 보강리브(61)[도 1 참조]를 대체할 수 있고, 보강리브(61)를 생략할 수 있으므로 장치의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)은 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있다. 챔버벽 온도 제어 프레임(510, 520)은 기판처리 공정 중에 챔버(101)의 온도를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있고, 빠른 냉각을 할 수도 있다. 또한, 기판(1) 상에서 휘발되는 물질, 챔버(101)에 공급되고 배출되는 물질 등이 챔버(101)의 내벽에 응축되지 않도록 챔버(101)의 내벽 온도를 소정의 온도로 유지하는 역할을 할 수 있다. 상기 소정의 온도는 응축되는 물질이 휘발될 정도의 온도일 수 있다. 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)은 외부의 열매/냉매 순환 장치(미도시)에 연결되어 열매/냉매가 공급 및 배출될 수 있다.
한편, 본 발명의 기판처리 장치는 본체(100)의 일측면 상에 배치되며, 챔버벽의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어부(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
챔버벽 온도제어부(530)는 본체(100)와 동일한 재질로서, 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나를 채용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본체(100)의 수직 프레임(300, 400)이 설치되는 일측면(예를 들어, 좌측면, 우측면) 또는 좌우측면의 본체 플레이트(120) 상에 챔버벽 온도제어부(530)가 배치될 수 있으며, 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐를 수 있는 관 등을 격자 형태, 지그재그 형태 등으로 배치할 수 있다. 챔버벽 온도제어부(530)도 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)과 동일하게, 기판처리 공정 중에 챔버(101)의 온도를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있고, 빠른 냉각을 할 수도 있다. 또한, 기판(1) 상에서 휘발되는 물질, 챔버(101)에 공급되고 배출되는 물질 등이 챔버(101)의 내벽에 응축되지 않도록 챔버(101)의 내벽 온도를 소정의 온도로 유지하는 역할을 할 수 있다. 챔버벽 온도제어부(530)는 외부의 열매/냉매 순환 장치(미도시)에 연결되어 열매/냉매가 공급 및 배출될 수 있다.
본체(100)의 일측면(예를 들어, 좌측면, 우측면)에는 제1 수직 프레임(300) 및 제2 수직 프레임(400)이 있어 강성을 보완하고 있으므로, 챔버벽 온도제어부(530)는 본체 프레임(110)과 직접 연결될 필요는 없다. 이점이 본체 프레임(110)과 직접 연결되는 챔버벽 온도제어 프레임(510, 520)과 다른 점이며, 나머지 구성은 동일할 수 있다.
위와 같이, 본 발명은 수직 프레임에서 가스 공급 및 배출을 수행할 수 있도록 하여, 가스 공급 및 배출을 위한 본체와의 연결 구성을 간단하게 하는 효과가 있다. 또한, 가스 공급부와 가스 배출부를 구성하기 위해 본체 외곽에 별도로 파이프 라인을 구축할 필요가 없으므로, 본체와 파이프 라인간의 누출점을 감축할 수 있고, 실링 공정에 대한 부담이 줄어드는 효과가 있다. 또한, 가스 공급부 및 가스 배출부를 수직 프레임으로 구현할 수 있으므로, 조립 과정에서의 파손 가능성을 낮출 수 있으며, 수직 프레임이 본체의 강성을 보완할 수 있는 효과가 있다. 또한, 다양한 직경의 연통관을 수직 프레임에 삽입하는 것만으로도 가스 공급량 및 가스 배출량을 자유롭게 변경할 수 있는 효과가 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.
1: 기판
2: 기판 홀더
100: 본체
101: 챔버
115: 출입구
110: 본체 프레임
120: 본체 플레이트
130: 관통홀
200: 히터부
210: 주 히터부
220: 보조 히터부
300: 제1 수직 프레임(가스 공급부)
310: 공급 프레임
320: 공급관
330: 연통관
331: 가스 홀
400: 제2 수직 프레임(가스 배출부)
410: 배출 프레임
420: 배출관
430: 연통관
510, 520: 챔버벽 온도제어 프레임
530: 챔버벽 온도제어부
g: 기판처리 가스

Claims (13)

  1. 내부에 기판이 처리되는 공간이 형성된 육면체 형상의 본체;
    상기 본체의 내부에 위치되며 상기 기판의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터;
    를 포함하며,
    상기 육면체 형상의 본체는 각 모서리를 구성하는 본체 프레임, 및 육면체의 면을 형성하는 본체 플레이트를 포함하고,
    상기 본체의 적어도 일측면에는 그 내부로 기판처리 가스가 이동할 수 있는 적어도 하나의 수직 프레임이 설치되며,
    상기 본체의 상부 내측면 및 하부 내측면에 수평한 방향으로 배치되어, 상기 본체의 상부 테두리 및 하부 테두리를 구성하는 상기 본체 프레임에 양단이 연결되고, 상기 본체 플레이트 내측의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어 프레임을 더 포함하며,
    상기 수직 프레임은,
    상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 기판이 처리되는 공간에 기판처리 가스를 공급하는 제1 수직 프레임; 및
    상기 일측에 대향하는 타측에 형성되어, 상기 기판이 처리되는 공간으로부터 상기 기판처리 가스를 배출하는 제2 수직 프레임
    을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 제1 수직 프레임이 상기 본체의 일측면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치되고,
    복수의 상기 제2 수직 프레임이 상기 본체의 타측면 방향을 따라서 소정 간격을 이루며 배치되는, 기판처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수직 프레임의 상기 기판이 처리되는 공간의 반대편을 향하는 일측 상에 외부의 기판처리 가스 공급 장치에 연결되는 공급관이 형성되고,
    상기 제2 수직 프레임의 상기 기판이 처리되는 공간의 반대편을 향하는 일측 상에 외부의 기판처리 가스 배출 장치에 연결되는 배출관이 형성되는, 기판처리 장치.
  5. 내부에 기판이 처리되는 공간이 형성된 육면체 형상의 본체;
    상기 본체의 내부에 위치되며 상기 기판의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터;
    를 포함하며,
    상기 육면체 형상의 본체는 각 모서리를 구성하는 본체 프레임, 및 육면체의 면을 형성하는 본체 플레이트를 포함하고,
    상기 본체의 적어도 일측면에는 그 내부로 기판처리 가스가 이동할 수 있는 적어도 하나의 수직 프레임이 설치되며,
    상기 본체의 상부 내측면 및 하부 내측면에 수평한 방향으로 배치되어, 상기 본체의 상부 테두리 및 하부 테두리를 구성하는 상기 본체 프레임에 양단이 연결되고, 상기 본체 플레이트 내측의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어 프레임을 더 포함하고,
    상기 수직 프레임의 상기 기판이 처리되는 공간을 향하는 일측 상에, 수직 방향으로 소정 간격을 이루며 복수의 가스 홀이 형성되며, 상기 복수의 가스 홀의 테두리에 연통관이 연결되는, 기판처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가스 홀에 연결되는 상기 연통관 일측의 직경과 상기 연통관 일측에 대향하는 타측의 직경이 동일한, 기판처리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가스 홀에 연결되는 상기 연통관 일측의 직경과 상기 연통관 일측에 대향하는 타측의 직경이 상이한, 기판처리 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 챔버벽 온도제어 프레임은 내부에 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)가 흐르는, 기판처리 장치.
  12. 내부에 기판이 처리되는 공간이 형성된 육면체 형상의 본체;
    상기 본체의 내부에 위치되며 상기 기판의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터;
    를 포함하며,
    상기 육면체 형상의 본체는 각 모서리를 구성하는 본체 프레임, 및 육면체의 면을 형성하는 본체 플레이트를 포함하고,
    상기 본체의 적어도 일측면에는 그 내부로 기판처리 가스가 이동할 수 있는 적어도 하나의 수직 프레임이 설치되며,
    상기 본체의 상부 내측면 및 하부 내측면에 수평한 방향으로 배치되어, 상기 본체의 상부 테두리 및 하부 테두리를 구성하는 상기 본체 프레임에 양단이 연결되고, 상기 본체 플레이트 내측의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어 프레임을 포함하고,
    상기 본체의 상기 수직 프레임이 설치되는 일측면 상에 배치되며, 상기 본체 플레이트 내측의 온도를 제어하는 챔버벽 온도제어부를 더 포함하는, 기판처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상게 본체와 상기 수직 프레임의 재질은 동일한, 기판처리 장치.
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