热处理系统及热处理装置的制作方法

本发明涉及热处理系统及热处理装置。更详细地说涉及一种热处理系统及热处理装置，通过缩短加热器的长度来缩短热处理装置之间的间隔，可提高空间利用率及生产力。

背景技术：

退火(annealing)装置是负责必要的热处理步骤的装置，以对于沉积在诸如硅晶片或者玻璃的基板上沉积的固定薄膜执行结晶化、相变等的工艺。

图1是示出现有的批量热处理装置的立体图。图2是现有的热处理系统；图2的(a)示出热处理装置1中加热器20、30的配置形状；图2的(b)示出用于热处理系统。

参照图1，现有的批量热处理装置1包括：具有热处理空间15的主体10、开关主体10的出入口的门11；主加热器20及辅助加热器30。在热处理空间15可配置有多个基板。多个基板分别间隔预定距离，并且被基板固定器(未示出)支撑，或者安装在晶舟(未示出)，可放置在热处理空间15。

主加热器20作为常规的长度延迟的棍棒状加热器，主加热器20的两端结合连接器，在断电的同时可将加热器20设置并固定在主体10的壁面。辅助加热器30的结构与主加热器20相同。只是，考虑到从热处理装置1向外部释放的热，辅助加热器30以垂直于主加热器20的形成方向的方向配置，以平行于主体10的两侧面，进而对热处理空间中1的所有区域均匀地施加热。

参照图2的(a)，主加热器10主要对占据基板5的区域z2执行加热，辅助加热器39对基板5的外侧，即作为未占据基板5的区域z1z3的热处理空间15的角落部分执行加热。为了防止向外部的热损失，将辅助加热器30与主加热器20垂直配置，以使z1、z3区域的加热温度高于z2区域。

但是，因此现有的批量热处理装置1存在体积不必要地变大的问题。参照图2(b)，举例说明，配置有两个热处理装置1的热处理系统s’中，在主体(10：10a、10b)的前侧或者后侧空间m3'、m4'、m7'、m8'可旋转地设置传送机器人tr，所述传送机器人tr沿着运送途径tp移动，并且装载/卸载基板5。在热处理系统s'中，将主加热器20设置在主体(10：10a、10b)，并且为了保障用于维护/管理的路径p1'、p2'、p5'、p6'，至少需要主体(10：10a、10b)的左侧空间m1'、m2'、m5'、m6'。然后，将辅助加热器30设置在主体10，并且为了保障用于维护/管理的路径p3'、p4'、p7'、p8'，至少需要主体(10：10a、10b)的前后侧空间m3'、m4'、m7'、m8'。也就是说，相邻的主体10a10b之间的间隔不得不依赖主加热器20的长度。

主体10的左右侧空间m1'、m2'、m5'、m6'及前后侧空间m3'、m4'、m7'、m8'的横向/竖向长度或者宽度依赖于主体10的宽度l1(或者一侧长度l1)与主加热器20/辅助加热器30的长度(对应于l1)。由于主体10是执行基板处理的空间，因此很难调节宽度l1。主加热器20/辅助加热器30也具有棍棒形状，并且需设置在主体10的壁面，因此很难调节长度。如此，难以调节围绕主体10的所有面的外侧空间m1'、m2'、m3'、m4'、m5'、m6'、m7'、m8'的大小，但是相反地该空间在热处理系统中占据的空间非常大，因此存在用于维护/管理的设备整体尺寸不必要地变大并且降低单位面积生产力的问题。

另一方面，现有的批量热处理装置1根据基板个数设置大量的加热器20、30，在每个加热器20、30的两端结合连接器26的过程中存在增加装置制造时间的问题。另外，在维修、更换加热器20、30时也存在拆卸连接器26的过程中增加维护/管理的时间的问题。若在热处理工艺中一部分加热器20、30发生故障，则这种维修、更换时间的延迟可导致大量的工艺失败。

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，目的在于提供一种热处理系统及热处理装置，大幅度缩小将加热器设置在主体的空间、用于维护/管理的空间，可提高空间利用率。

另外，本发明的目的在于提供可通过提高空间利用率来提高单位面积生产力的热处理系统及热处理装置。

另外，本发明的目的在于提供如下的热处理系统及热处理装置：在执行加热器的设置、维修、更换等时，大幅度缩短制造时间、维护时间、进而能够减少作业工艺数。

(解决问题的手段)

本发明的上述目的可通过如下的热处理系统达成，作为对基板进行热处理的热处理系统，包括：多个热处理装置，包括主体和多个加热器，所述主体提供基板的热处理空间，所述多个加热器设置在所述主体内部并且长度小于所述主体的宽度；相邻的所述热处理装置的间隔相同或者大于包括于所述热处理装置的所述加热器的长度，并且小于所述热处理装置的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，还包括传送机器人，所述传送机器人在所述热处理装置装载/卸载基板；所述传送机器人沿着至少形成在所述热处理装置的一侧的运送路径移动，并且可旋转地设置所述传送机器人。

另外，根据本发明的一实施例，所述主体包括在至少在相互面对两侧面插入所述加热器的多个插入口；设置在所述多个插入口的一对加热器的设置在所述热处理空间中的部分相互具有相同的长度，并且设置在热处理空间中的部分的总和可相同或者小于所述主体的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，所述主体包括至少在相互面对的两侧面插入设置所述加热器的多个插入口；设置在所述的多个插入口的一对加热器中，配置在所述热处理空间中的至少一个所述加热器的部分的长度小于所述主体宽度的1/2，而配置在所述热处理空间中的另一个所述加热器的部分的长度大于所述主体的宽度的1/2；配置在所述热处理空间中的所述加热器的部分的总和可相同或者小于所述主体的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，所述加热器作为悬臂，一端部无支撑地位于所述热处理空间中，而另一端部或者外周的至少一部分被支撑工具支撑。

另外，根据本发明的一实施例，所述支撑工具是以下(1)至(3)中的一个或者是由多个组合而成：(1)所述主体的侧壁；(2)设置在所述主体侧壁外侧，并且至少有一部分插入于插入口的支撑外壳；(3)设置在所述主体的侧壁内侧，并且支撑所述热处理空间中的所述加热器部分下部。

另外，根据本发明的一实施例，在所述主体的前面形成有用门开关的出入口；在所述出入口的两侧形成有多个插入口；可包括分别插入设置在所述插入口的多个加热器。

然后，本发明的上述目的通过以下的热处理装置达成，作为对基板进行热处理的热处理装置，包括：主体，对所述基板提供热处理空间；多个加热器，分别插入设置在多个插入口，所述多个插入口至少形成在所述主体的相互面对的两侧面；其中，在所述多个加热器中相互面对的一对加热器作为相互反方向插入设置在相互面对的多个插入口的悬臂，一端部无支撑地位于所述热处理空间中，而另一端部或者外周的至少一部分被支撑工具支撑。

另外，根据本发明的一实施例，所述加热器的长度可小于所述主体的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，设置在所述多个插入口的一对加热器的配置在所述热处理空间中的部分相互具有相同的长度，而配置在所述热处理中的部分的总和可相同或者小于所述主体的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，设置在所述多个插入口的一对加热器中，配置在热处理空间中的任意一个所述加热器的部分的长度小于所述主体的宽度的1/2，而配置在所述热处理空间中的另一各加热器的部分的长度大于所述主体的宽度的1/2，配置在所述热处理空间中的所述加热器的部分的总和可相同或者小于所述主体的宽度。

另外，根据本发明的一实施例，所述支撑工具可以是以下(1)至(3)中的一个或者是由多个组合而成：(1)所述主体的侧壁；(2)设置在所述主体侧壁外侧，并且至少有一部分插入于插入口的支撑外壳；(3)设置在所述主体的侧壁内侧，并且支撑所述热处理空间中的所述加热器部分下部。

另外，根据本发明的一实施例，在所述主体的前面形成有用门开关的出入口；在所述出入口的两侧形成有多个插入口；可包括分别插入设置在所述插入口的多个加热器。

(发明的效果)

根据具有上述的结构的本发明，大幅度缩小在主体设置加热器的空间、用于维护的空间，进而具有能够提高空间利用率的效果。

另外，根据本发明，通过增加空间利用率，具有可提高单位面积生产力的效果。

另外，根据本发明，具有如下的效果：在执行加热器的设置、维修、更换等时，大幅度缩短制造时间、维护时间，进而可减少作业工艺数。

附图说明

图1是示出现有的批量热处理装置的立体图。

图2的(a)是示出热处理装置中加热器的配置形状的概略平面图；图2的(b)是示出用于热处理系统的制造、维护、维修所需空间的概略平面图。

图3是示出本发明的一实施例的热处理装置的立体图。

图4作为示出图3的b-b’部分的概略侧视图，是示出在热处理装置设置加热器的形状的图。

图5是示出本发明的一实施例的热处理装置中的加热器的配置形状的概略平面图。

图6是示出本发明的一实施例的热处理系统的制造、维护、维修所需空间的概略平面图。

图7是示出本发明的各种实施例的加热器的配置形状的概略图。

图8至图9是示出本发明的各种实施例的加热器的支撑形状的概略侧剖面图。

(附图标记说明)

100：热处理装置

105：热处理空间

110：主体

111：插入口

130：门

200、200a～200f：加热器

201：加热器一端部

205：加热器另一端部

210：主加热器

220：辅助加热器

c：中央部

d：热处理装置之间的间隔距离

l1：热处理装置的一侧面长度

l2、l3：加热器长度

m1～m8：热处理系统的维护空间

s：热处理系统

p1～p8：热处理系统的主维护(maintenance)路径

z1～z3：加热区域

具体实施方式

对于后述的对本发明的详细说明，参照作为可实施本发明的特定实施例而示出的附图。对于这些实施例将进行详细说明，以使技术人员能够充分实施本发明。对于本发明的各种的实施例，应该理解为虽然相互不同但是无需相互排斥。例如，在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例相关，并且在不超出本发明的精神及范围的同时可由其他实施例实现。另外，分别公开的实施例中的个别构成要素的位置或者配置应该理解为在不超出本发明的精神及范围的情况下可进行改变。因此，以下详细说明不应被视为具有限制意义，并且如果适当地表述，本发明的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来限定。在附图中，相同的附图标记在若干方面中指代相同或相似的功能，并且为了方便起见也可夸大示出长度、面积、厚度等。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例的热处理装置及热处理系统。

图3是示出本发明的一实施例的热处理装置的立体图；图4作为示出图3的b-b’部分的概略侧视图，是示出在热处理装置设置加热器的形状的图。

参照图3，本发明的热处理装置100包括：包括热处理空间105的主体110；开关主体110的出入口106的门130及多个加热器200。

热处理装置100大致形成直角六面体形状，包括构成外观的主体110；在主体110的内部可形成处理基板5的空间。即，热处理空间105。主体110不仅可形成直角六面体形状，还可根据基板5的形状可形成各种形状，热处理空间105可由密封的空间配制而成。

在热处理空间105内部可配置一个或者多个基板5。多个基板5分别间隔预定距离配置，并且被基板固定器(未示出)支撑，或者安装在晶舟(未示出)，可配置在热处理空间105。

在主体110可形成贯通主体110壁的插入口111，可滑动插入加热器200。插入口111至少可形成在主体110的相互面对的两侧面。例如，左侧面和右侧面；而且也可形成在主体110的前面、后面、左侧面、右侧面等。优选为，插入口111形成有多个，以对应于加热器200的个数。插入口111形成在主体110壁，并且还可设置加固工具(未示出)，以用于加固插入口111周边。

参照图4，加热器200从主体110的外部滑动插入于插入口111，进而加热器200一部分位于热处理空间105中，据此可将热供应于热处理空间105。为使加热器200能够滑动，插入口111的内径优选为与加热器200的外径相同，或者至少大于加热器200的外径。

加热器200包括主加热器210和辅助加热器220。加热器200整体延长形成棒形状，并且可以是形成一端部201封闭而在另一端部205输入/输出端子全部形成的形状。据此，通过从主体110的外侧向内侧滑动插入，可将加热器200设置在主体110。

主加热器210可配置有多个，并且多个主加热器210以与通过主体110前面的出入口106装载基板5的方向垂直的方向间隔预定距离。在相互面对的主体110的侧面(左侧面、右侧面)中一对主加热器210相互反方向滑动插入可配置成相互面对的形状，这种相互面对形状的一对主加热器210可设置有多个并且间隔预定距离。

辅助加热器220的结构可与主加热器210相同。但是，考虑到从热处理装置100向外部释放热，还可配置辅助加热器220，以对热处理空间105的所有区域均匀地施加热。辅助加热器220以垂直于主加热器210的形成方向的方向以及平行于主体220的两侧面配置。即，辅助加热器220配置在前面出入口106的两侧，并且可配置在与此相对应的位置的热处理装置100的后面。

加热器200作为悬臂(cantilever)，一端部201无支撑地位于热处理空间105，而另一端部205或者外周的至少一部分可被支撑工具支撑。如图4或者图7的(a)，加热器200另一端部205被支撑工具支撑，而且如图7的(b)所示，外周的一部分也可被支撑工具(例如，热处理装置100的侧壁)支撑，而非支撑另一端部205。

支撑工具如下：(1)热处理装置100的侧壁；(2)设置在热处理装置100侧壁的外边并且至少一部分插入于插入口111的支撑外壳410(参照图8及图9)；(3)设置在热处理装置100的侧壁内侧并且支撑热处理空间105中的加热器100部分下部的凸出支撑部460【参照，图9的(b)】等。

以插入于插入口111的状态设置的一对加热器200-1、200-2中的至少一个的长度l2、l3可相同或者小于热处理装置100(或者主体110)宽度l1的1/2。重新参照图4，相互面对的一对加热器200-1、200-2中的左侧的加热器200-1可具有相同或者小于主体110宽度l1的1/2的长度l2。或者，一对加热器200-1、200-2中的右侧加热器200-2可具有相同或者小于主体110的宽度l1的1/2的长度l3。【参照，图7(a)】。在另一观点方面，加热器200-1、200-2不仅是插入于热处理装置100的长度，还可包括至延伸至热处理装置100的外侧壁的外边侧的长度，在这一情况下，一对加热器200-1、200-2可形成为配置在热处理空间105中的部分具有相互相同的长度l4、l5。在这一情况下，配置在热处理空间105中的部分的总和(l4、l5总和)可相同或者小于热处理装置100的宽度l1。

或者，相互面对的一对加热器200-1、200-2中的至少一个的长度相同或者小于热处理装置100的宽度l1的1/2，而另一个的长度可相同或者大于热处理装置100的宽度l1的1/2【参照图7(b)、(c)】。在另一观点方面，一对加热器200-1、200-2可形成配置在热处理空间105中的部分具有相互不同的长度l4、l5。在这一情况下，配置在某一加热器200-1的热处理空间105中的部分的长度l4小于热处理装置100的宽度l1的1/2，而配置在另一个加热器200-2的热处理空间105中的部分的长度l5可大于热处理装置100的宽度l1的1/2。

加热器200-1的右侧一端部201配置在热处理空间105中，而左侧另一端部205可被热处理装置100的左侧壁(插入口111的周边侧壁)支撑。然后，加热器200-2的左侧一端部201配置在热处理空间105中，而右侧另一端部205可被热处理装置100的右侧壁(插入口111的周边侧壁)支撑。

在另一观点方面，在相互面对的一对加热器200-1、200-2中，某一加热器200-1、200-2配置在热处理空间105中的长度也可相同或者小于热处理装置100的宽度l1的1/2。

图5是示出本发明的一实施例的热处理装置100中的加热器200的配置形状的概略平面图。图6是示出本发明的一实施例的热处理系统s的制造、维护、维修所需空间的概略平面图。

参照图5，在主体110插入有多个加热器(200：210、220)，并且可加热热处理空间105。此时，热处理空间105可分为基板5占据的区域z2和基板5未占据的区域z1、z3。

参照图6，热处理系统s可包括至用于维护/管理多个热处理装置100和热处理装置100的周边空间。为了便于说明，举例说明热处理系统s包括两个热处理装置100。

热处理装置100可间隔距离d配置。该间隔距离d可对应于用于更换/拆卸设置在热处理装置100的加热器(200:210、220)的最小长度、用于将加热器200设置在热处理装置100的主体110a、110b的最小长度。另外，在现有技术中该间隔距离d形成对应于热处理装置100的宽度l1的大小左右，由此出现系统s’不必要变大的问题【参照，图2的(b)】，因此间隔距离d应该小于热处理装置100的宽度l1。考虑到这一点，在本发明的热处理系统s中，相邻的一对热处理装置100的间隔距离d相同或者大于包括于热处理装置100的加热器200的长度l2、l3，并且小于热处理装置100的宽度l1。

为了将主加热器210设置在主体110a、110b并且保障用于维护/管理的路径p1、p2、p5、p6，至少需要主体110a、110b的左右侧空间m1、m2、m5、m6。然后，为了将辅助加热器220设置在主体110a、110b并且保障用于维护/管理的路径p3、p4、p7、p8，至少需要主体110a、110b的前后侧空间m3、m4、m7、m8。上述路径p1～p4、5～p8可对应于加热器200的长度l2、l3。在热处理装置100的前侧或者后侧空间m3、m4、m7、m8可旋转地设置传送机器人tr，该传送机器人tr可沿着运送路径tp移动，并且在热处理装置100装载/卸载基板5。

参照图2的(b)，在现有的批量热处理装置1中，主加热器20/辅助加热器30的长度大致与热处理装置1的侧面长度l1相同，因此一个维护空间的宽度相当于l1xl1，而四个维护空间m1'、m2'、m3'、m4'、m5'、m6'、m7'、m8'的总和相当于4xl1xl1。另外，热处理系统s'应该保障的最小面积相当于5l1(横向)x3l1(竖向)＝15l12。

与图1及图2的现有的批量热处理装置1不同，本发明的热处理装置100具有缩短加热器200的长度l2、l3的结构。据此，在本发明中一个维护空间的宽度相当于l1xl2或者l1xl3；而四个维护空间m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8的总和可以如下：(1)4xl1xl2或者4xl1xl3(0.5l1>l2＝l3的情况)；(2)(2xl1xl2)+(2xl1xl3)(l2≠l3，0.5l1>l2或者0.5l1>l3的情况)。由于0.5l1>l2及/或者0.5l1>l3，因此即使是所述(1)、(2)的任何一种情况，本发明的维护空间m1～m4、m5～m8的面积总和都可以是现有的批量热处理装置1的维护空间m1'～m4'、m5'～m6'的面积总和的50％以下。另外，热处理系统s的面积由维护空间m1～m4、m5～m8和热处理装置100的面积构成，而热处理系统s应该确保的最小面积应相当于3.5l1(横向)x2l1(竖向)＝7l12。在这一情况下，可以确认到相比于现有的热处理系统s'的面积，本发明的热处理系统s的面积显著缩短至46％左右的结果。

如上所述，本发明的热处理系统s通过缩短加热器200的长度可大幅度缩短维护空间及热处理系统s的占据面积。据此，具有如下的优点：能够显著提高空间利用率，并且通过提高空间利用率可提高单位面积生产力。

另外，本发明只通过形成在主体110的一侧面上的插入口111以滑动的方式插入加热器200可完成加热器200的配置。使用人员只通过接近主体110的一侧空间m1～m4、m5～m8的维护路径p1～p4、p5～p8滑动导出加热器200，也可执行维护、更换加热器200等的维护。如此，只以在主体110一侧的插入口111滑动插入加热器200也可完成热处理装置100的制造，只以插入/导出加热器200也可执行热处理系统的维护，因此具有能够减少作业工艺数的优点。

图7是示出本发明的各种实施例的加热器的配置形状的概略图。在图7中，辅助加热器220的配置形状全部相同，因此省略示出辅助加热器220，只示出主加热器210。

参照图7的(a)，相互面对的一对主加热器210具有相同的长度，并且能够以该相同的长度滑动插入于热处理空间105。此时，相互面对的一对主加热器210可生成从中间部分部分间隔的空间，并且作为该间隔的部分的中心部(c)需要热补偿。当然，通过控制加热器210的发热量、热处理空间105的大小等，也可无需补偿中心部(c)的热。

参照图7的(b)，为了在中心部(c)进行热补偿，可使一对主加热器210错位地滑动插入。相互面对的一对主加热器210具有相同的长度，并且能够以相互不同的长度配置在热处理空间105中。据此，一个加热器210插入长度相当于大于热处理装置100侧面长度l1的1/2的长度，而剩余一个加热器210插入长度可相当于小于热处理装置100侧面长度l1的1/2的长度。

参照图7的(c)，为了在中心部c进行热补偿，可使一对主加热器210错位地滑动插入。此时，相互面对的一对主加热器210具有不同的长度，并且能够以相互不同的长度配置在热处理空间105中。据此，一个加热器210插入长度相当于大于热处理装置100侧面长度l1的1/2的长度，而剩余一个加热器210插入长度可小于热处理装置100侧面长度l1的1/2的长度。

图8至图9是示出本发明的各种实施例的加热器200的支撑形状的概略侧剖面图。

如上所述，加热器200的一端部201配置在热处理空间105中，而另一端部205可配置在热处理装置100的壁(主体壁)外侧。然后，在加热器200外周的至少一部分可被热处理装置100的壁(主体壁)支撑。即，加热器200作为悬臂可通过主体110壁的插入口111可支撑该加热器200。此时，加热器200可以是长度延长的棒形状，因此若在另一端部205未坚固地支撑加热器200，则可出现一端部201下降的问题。据此，需要图8的(a)至图9的(b)的支撑工具(400:400a～400d)。

参照图8的(a)至图9的(b)，可在插入口111的外侧壁可形成支撑插入部112，并且支撑插入部112形成台阶状。据此，支撑插入部112的内径可大于插入口111的内径。

然后，可在支撑插入部112可插入支撑外壳410。第一支撑外壳411全部插入于支撑插入部112，而与第一支撑外壳411紧固的第二支撑外壳415向主体110壁的外侧凸出。在支撑外壳410的中心部形成贯通孔可插入加热器200，其中该贯通孔大小与插入口111相同。隔件420还插入于支撑插入部112中，可调节支撑外壳410插入于支撑插入部112的插入程度。

还参照图8的(a)，在支撑外壳410(或者第二支撑外壳415)的外侧面上可嵌入水平螺栓430。水平螺栓430可嵌入于形成在支撑外壳410(或者第二支撑外壳415)外周面上的紧固孔416，进而可坚固地固定加热器200。尤其是，若水平螺栓430在上部固定加热器200，则能够更加加固加热器200的一端部201以免因为自重而下降。

还参照图8的(b)，支撑螺母440可包围并支撑支撑外壳410(或者第二支撑外壳415)的外周面的至少一部分及加热器200的另一端部205的一部分。在支撑螺母440的内周面的形成阶梯的第一内周面441包围支撑外壳410(或者第二支撑外壳415)，并且可由第二内周面445包围加热器200。据此，支撑螺母440进一步延长支撑外壳410的长度的同时可支撑更长的加热器200的外周面，因此能够坚固地固定加热器200的另一端部205。

还参照图9的(a)，将楔形隔件450嵌入支撑外壳410和加热器200之间的空间，可夹紧并支撑加热器200的另一端部205一部分。楔形隔件450的一端包括倾斜的面，因此越将楔形隔件450嵌入支撑外壳410和加热器200之间的空间，则能够坚固地固定加热器200。

还参照图9的(b)，在热处理装置100的主体110壁内侧可形成凸出支撑部460。凸出支撑部460可支撑热处理空间105中的加热器200的部分下部。由此，可发生与支撑外壳410的长度向热处理空间105内侧延伸相同的效果。在凸出支撑部460可嵌入水平螺栓465。水平螺栓465从下部推高加热器200能够更加加固加热器200的一端部201以免因为自重而下降。

如上所述，本发明将加热器200设置在主体110，并且大幅度缩小用于维护/管理的空间，进而具有可提高空间利用率的效果。另外，根据本发明，具有通过提高空间利用率来提高单位面积生产力的效果。

另外，本发明在主体110的一面执行加热器200的设置、维修、更换等，具有大幅度缩短制造时间、维护时间可减少作业工艺数的效果。

本发明示出并说明了如上所述的优选实施例，但是不限于上述的实施例，在不超出本发明的思想的范围内可由该发明所属的技术领域中具有通常知识的人进行各种变形与改变。这种变形例及变更例应该视为包括于本发明与随附的权利要求范围内。