KR100803686B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR100803686B1
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김용백
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세메스 주식회사
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Abstract

평판형 기판에 대한 처리 장치에서, 기판은 챔버 내에 배치되는 다수의 회전축들과 롤러들에 의해 이송될 수 있으며, 상기 기판 상으로는 처리액 제공부로부터 처리액이 제공된다. 상기 처리액 제공부는, 처리액을 저장하는 용기와, 기판의 상부에 배치되는 노즐 파이프들과 상기 노즐 파이프들에 연결된 처리액 공급 배관 및 처리액 회수 배관과, 상기 처리액 공급 배관에 설치되어 상기 처리액을 펌핑하는 펌프와, 상기 처리액 회수 배관에 설치되어 상기 노즐 파이프 내의 처리액 압력을 조절하는 밸브를 포함한다. 상기와 같이, 처리액 회수 배관에 압력 조절용 밸브가 설치되므로 상기 펌프의 과부하를 감소시킬 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 기판 처리 장치의 처리액 제공부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 챔버 측벽의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 챔버 측벽의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 5에 도시된 노즐 파이프와 처리액 공급 배관을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 10은 도 5에 도시된 처리액 제공부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이 다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 평판형 기판 200 : 기판 처리 장치
202 : 챔버 202a : 측벽
204 : 회전축 206 : 롤러
210 : 동력 제공부 212 : 구동축
214 : 마그네틱 풀리 216 : 구동 마그네틱 부재
218 : 마그네틱 기어 220 : 피동 마그네틱 부재
222 : 피동 기어 224 : 아이들 기어
226 : 지지부재 228 : 기어 설치 공간
230 : 격벽 232 : 베어링
234 : 세정액 공급부 236 : 세정액 배출 배관
240 : 처리액 제공부 242 : 처리액 공급 배관
244 : 처리액 회수 배관 246 : 노즐 파이프
248 : 저장 용기 250 : 펌프
252 : 필터 254 : 밸브
256 : 압력 센서 258 : 제어부
260 : 처리액 배출 배관
본 발명은 기판 이송 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 장치 등과 같은 평판 디스플레이 장치의 제조를 위한 평판형 기판을 이송하기 위한 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 정보 처리 기기는 다양한 형태와 기능, 더욱 빨라진 정보 처리 속도 등에 대한 요구에 따라 급속하게 발전하고 있으며, 이들 정보 처리 기기는 가공된 정보를 표시하기 위한 디스플레이 장치를 요구한다. 상기와 같은 정보 디스플레이 장치들은 주로 CRT 모니터를 사용하였으나, 최근 휴대형 정보 기기의 발달에 따라 휴대의 편의성, 소형 경량화에 대한 요구를 실현하기 위하여 액정 디스플레이 장치 또는 OLED 디스플레이 장치 등에 대한 요구가 증가되고 있다. 또한, 가정용 또는 사무용 디스플레이 장치의 경우에도 보다 선명한 화질, 응답 속도, 작업자의 피로도 감소, 공간 확보 등을 위하여 상기 평판 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가되고 있다.
예를 들면, 상기 액정 디스플레이 장치의 경우, 상부 기판과 하부 기판 사이에 있는 액정 분자들의 배열 구조에 따른 광의 투과율 차이를 이용하는 디스플레이 장치로서, 최근에는 표시 정보량의 증가와 이에 따른 표시 면적의 증가 요구에 부응하기 위하여 화면을 구성하는 모든 화소에 대하여 개별적으로 구동 신호를 인가하는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식의 액정 디스플레이 장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
상기 액정 디스플레이 장치는 화상 데이터를 액정의 광학적 성질을 이용하여 디스플레이하는 액정 패널과 이를 구동하기 위한 구동 회로를 포함하는 액정 패널 어셈블리와, 화면 표시를 위한 광을 제공하는 백라이트 어셈블리와, 이들을 고정 및 수용하는 몰드 프레임 등을 포함할 수 있다.
상기 액정 디스플레이 장치의 제조에는 대면적의 유리 기판이 사용되며, 상기 유리 기판 상에 전극 패턴들을 형성하기 위하여 다양한 단위 공정들이 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 유리 기판 상에 막을 형성하는 성막 공정, 상기 막을 목적하는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 상기 유리 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정, 상기 유리 기판을 건조시키기 위한 건조 공정 등이 필요에 따라 반복적으로 수행될 수 있다.
상기 공정들을 수행하기 위한 기판 처리 장치는 기판의 로딩을 위한 기판 로더와, 상기 로더에 의해 반입된 기판에 대한 식각, 세정, 스트립 또는 현상 등의 처리 공정을 수행하기 위한 기판 처리부와, 상기 처리된 기판을 린스액을 이용하여 린스 처리하기 위한 린스 처리부와, 린스 처리된 기판을 건조시키기 위한 건조 처리부와, 상기 기판을 반출하기 위한 언로더 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판 처리 장치는 필요에 따라 기판 상의 정전기를 제거하기 위한 제전 장치, 기판의 일시 대기를 위한 버퍼 챔버 등을 더 포함할 수도 있다.
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2는 종래의 기판 처리 장치의 처리액 제공부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 기판 처리 장치(100)는 기판(10)에 대한 처리 공정이 수행되는 챔버(102, chamber)와 상기 기판(10)을 이송하기 위한 기판 이송부 및 상기 기판(10)을 처리하기 위하여 처리액을 공급하는 처리액 제공부(110)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(102)의 내부에는 상기 기판(10)의 이송 방향을 따라 배열되며, 서로 평행하게 배치되는 다수의 회전축들(104)이 배치된다. 상기 회전축들(104)에는 상기 기판을 지지하기 위한 롤러들(106, rollers)이 결합되며, 상기 기판(10)은 상기 롤러들(106)에 지지된 상태에서 상기 회전축들(104)의 회전에 의해 이송된다.
상기 처리액 제공부(110)는 상기 처리액을 저장하는 저장 용기(112)와, 상기 챔버(102) 내부에서 상기 회전축들(104)과 평행하게 배치되며 상기 처리액을 상기 기판(10) 상으로 공급하기 위한 노즐들이 형성된 다수의 노즐 파이프들(114)과, 상기 저장 용기(112)와 상기 노즐 파이프들(114)을 연결하는 처리액 공급 배관(116)과, 상기 처리액 공급 배관(116)에 설치되어 상기 처리액을 펌핑하는 펌프(118)와, 상기 펌프(118)와 노즐 파이프들(114) 사이에서 상기 처리액 공급 배관(116)에 설치된 밸브(120)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(10)의 외부에는 회전력을 발생시키는 동력 제공부(130)와, 상기 회전력을 전달하기 위한 벨트 시스템(belt system) 및 상기 회전력을 상기 회전축들(104)에 전달하기 위한 제1 마그네틱 풀리들(132, magnetic pulleys)이 배치되 며, 상기 챔버(102)의 내부에는 상기 회전축들(104)의 단부들에 각각 결합되는 제2 마그네틱 풀리들(134)이 배치된다.
상기 벨트 시스템은 상기 동력 제공부(130)의 제1 구동 풀리(136, driving pulley)와 타이밍 벨트(138, timing belt)에 의해 연결된 다수의 제2 구동 풀리들(140) 및 상기 회전력의 전달 효율을 향상시키기 위한 다수의 아이들 풀리들(142, idle pulleys)을 포함할 수 있다. 상기 제1 마그네틱 풀리들(132)은 상기 제2 구동 풀리들(140)과 연결되며, 상기 챔버(102)의 외측면에 인접하도록 배치된다. 상기 제2 마그네틱 풀리들(134)은 상기 챔버(102)의 측벽(102a)을 사이에 두고 상기 제1 마그네틱 풀리들(132)과 마주하도록 상기 챔버(102)의 내측면과 인접하여 배치된다.
각각의 제1 및 제2 마그네틱 풀리들(132, 134)은 디스크 형상을 갖고, 원주 방향으로 N극 및 S극이 번갈아 위치되도록 장착된 다수의 마그네틱 부재들(magnetic members)을 포함한다. 즉, 상기 제1 및 제2 마그네틱 풀리들(132, 134)은 마그네틱 부재들의 자기력에 의해 회전력 전달이 가능하도록 서로 구속된다.
상기 처리액 제공부(110)의 경우, 상기 처리액 공급 배관(114)에 펌프(118)와 압력 조절용 밸브(120)가 설치되어 있으므로, 상기 밸브(120)의 오동작 시 상기 펌프(118)에 과부하가 인가될 수 있으며, 또한 상기 노즐들을 통해 공급되는 처리액의 압력에 대한 신뢰도가 저하될 수 있다. 즉, 목적하는 유량만큼 처리액이 공급되지 못하거나 더 공급됨으로써 기판 처리 공정이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.
또한, 타이밍 벨트(138)에 인가되는 장력에 의해 제1 및 제2 구동 풀리들(136, 140)과 아이들 풀리들(142)을 지지하는 구동축들 및 아이들 축들에 우력이 인가되며, 이에 따라 상기 축들의 결합에 사용되는 베어링들에서 그리스 누유가 발생될 수 있다. 또한, 상기 회전력이 정회전에서 역회전으로 바뀌는 경우, 상기 타이밍 벨트(138)의 미끄러짐 현상이 발생될 수 있다. 이 밖에도, 다수의 제1 및 제2 마그네틱 풀리들(132, 134)을 사용하므로, 기판 처리 장치(100)의 제조 비용 및 운전에 따른 유지보수 비용이 증가될 수 있으며, 챔버(102)의 측벽(102a)에 다수의 제1 및 제2 마그네틱 풀리들(132, 134)이 인접하게 배치되므로, 운전 중 챔버(102)의 측벽(102a)이 손상되는 경우가 빈번하게 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 처리액의 유량 제어용 밸브의 오동작에 따른 펌프의 과부하 및 처리액 공급 유량의 불균일을 해결할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 타이밍 벨트를 사용하지 않는 기판 이송부를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치는, 평판형 기판에 대한 처리 공정이 수행되는 챔버와, 상기 챔버 내부에서 회전 가능하도록 배치되며, 서로 평행하게 배열되는 다수의 회전축들과, 상기 회전축들 과 함께 회전 가능하도록 상기 회전축들에 결합되며, 상기 기판의 이송을 위하여 상기 기판을 지지하는 다수의 롤러들과, 상기 롤러들 상의 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위하여 처리액을 제공하는 처리액 제공부를 포함할 수 있다. 상기 처리액 제공부는, 상기 처리액을 저장하기 위한 저장 용기와, 상기 기판과 인접하게 배치되어 상기 기판 상으로 상기 처리액을 제공하는 다수의 노즐들을 갖는 적어도 하나의 노즐 파이프와, 상기 노즐 파이프와 상기 저장 용기를 연결하는 처리액 공급 배관과, 상기 노즐 파이프와 상기 저장 용기를 연결하는 처리액 회수 배관과, 상기 처리액 공급 배관에 설치되어 상기 처리액을 펌핑하는 펌프와, 상기 처리액 회수 배관에 설치되어 상기 노즐 파이프 내의 처리액 압력을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 제공부는 상기 처리액 공급 배관에 설치되어 상기 처리액 내의 불순물을 제거하기 위한 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 제공부는 상기 노즐 파이프 내의 처리액 압력을 측정하기 위하여 상기 노즐 파이프와 상기 밸브 사이에서 처리액 회수 배관에 설치된 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 처리액 제공부는 상기 압력 센서 및 상기 펌프와 연결되며 상기 압력 센서의 신호에 따라 상기 펌프의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 펌프는 마그네틱 펌프일 수 있으며, 상기 제어부는 상기 제어 신호에 따라 상기 마그네틱 펌프의 동작을 위해 인가되는 교류 전원의 주파수 및 파워를 조절하기 위한 인버터(inverter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버의 내부에는 상기 기판 상으로 상기 처리액을 공급하는 다수의 노즐 파이프들이 상기 회전축들과 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는, 상기 챔버의 외부에 배치되며, 회전력을 발생시키는 동력 제공부와, 상기 챔버의 외부에서 상기 동력 제공부의 구동축에 연결되며, 원주 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배열되도록 다수의 마그네틱 부재들이 장착된 마그네틱 풀리와, 상기 챔버의 측벽을 사이에 두고 상기 마그네틱 풀리와 마주하여 배치되어 상기 회전축들 중 하나와 결합되며, 외주면에는 기어 이가 형성되어 있고, 상기 마그네틱 풀리와 함께 회전 가능하도록 원주 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배열되도록 다수의 마그네틱 부재들이 장착된 마그네틱 기어와, 상기 마그네틱 기어와 결합된 회전축을 제외한 나머지 회전축들과 결합된 다수의 피동 기어들과, 상기 피동 기어들이 상기 마그네틱 기어와 동일한 방향으로 회전하도록 상기 마그네틱 기어와 피동 기어들 사이에서 기어 결합된 다수의 아이들(idle) 기어들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버의 측벽은 스테인리스 스틸 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버 내부에는 상기 회전축들의 회전에 의해 이송되는 기판의 이송 방향을 따라 연장하며, 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들이 배치되는 기어 설치 공간을 한정하는 격벽이 배치될 수 있 다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 기어 설치 공간 내부로 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들을 세정하기 위하여 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들은 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들의 하부들(lower portions)이 상기 기어 설치 공간 내에 공급된 세정액에 잠기도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 마그네틱 풀리와 상기 마그네틱 기어 사이의 간격은 약 5 내지 7mm 정도일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버 측벽의 외측면 부위에는 상기 마그네틱 풀리가 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 압력 조정용 밸브가 처리액 회수 배관에 설치되므로 밸브 오동작에 따른 펌프의 과부하가 방지될 수 있으며, 처리액의 압력에 따라 펌프의 동작이 제어되므로 기판 상으로 제공되는 처리액 유량을 일정하게 할 수 있다.
또한, 종래의 벨트 시스템을 사용하지 않기 때문에 종래의 벨트 시스템의 구동에 의한 파티클 발생을 제거할 수 있다. 또한, 벨트 시스템에서 정회전 및 역회전 전환 과정에서 발생되는 문제점을 제거함으로써 상기 기판의 이송 방향을 자유롭게 조절할 수 있으며, 하나의 마그네틱 풀리와 마그네틱 기어만을 사용함으로써 기판 처리 장치의 제조 비용 및 이의 운전에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있 다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 유리 기판과 같은 평판형 기판(10)에 대한 처리 공정, 예를 들면, 식각, 세정, 스트립, 현상, 린스 등과 같은 공정을 수행하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 기판 처리 공정은 챔버(202) 또는 처리조 내에서 수행될 수 있다. 상기 챔버(202)는 예시적으로 도시된 것이며, 이와 유사한 처리 챔버들이 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)이 상기 처리 챔버들을 통해 이송되는 동안 식각, 세정, 스트립, 현상 등과 같은 처리 공정과, 처리된 기판에 대한 세정 공정, 린스 공정, 건조 공정 등이 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 챔버(202) 내부 및 외부에는 상기 기판(10)을 이송하기 위한 기판 이송부가 제공되며, 상기 기판 이송부는 상기 챔버(202) 외부에서 회전력을 제공하기 위한 일 부분과 상기 회전력을 이용하여 상기 챔버(202) 내부에서 실질적으로 상기 기판(10)을 이송하는 다른 부분으로 구분될 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버(202)의 외부에는 상기 회전력을 발생시키는 동력 제공부(210)가 배치될 수 있으며, 상기 챔버(202)의 내부에는 상기 기판(10)을 이송하기 위하여 다수의 롤러들(206)이 결합된 회전축들(204)이 배치될 수 있다.
상기 동력 제공부(210)의 구동축(212)에는 마그네틱 풀리(214)가 결합된다. 상기 마그네틱 풀리(214)는 디스크 형상을 가지며, 상기 구동축(212)의 중심축에 대하여 원주 방향으로 다수의 구동 마그네틱 부재들(216)이 장착된다. 구체적으로, 상기 구동 마그네틱 부재들(216)은 원주 방향으로 N극 및 S극이 번갈아 위치되도록 상기 마그네틱 풀리(214)의 일측 부위에 내장된다. 예를 들면, 각각의 구동 마그네틱 부재들(216)은 상기 마그네틱 풀리(214)의 일측 부위에 형성된 홈들에 삽입될 수 있으며, 상기 구동 마그네틱 부재들(216)이 삽입된 후, 커버가 용접 등에 의해 상기 홈들의 입구 부위에 접합될 수 있다.
상기 챔버(202)의 내부에는 상기 챔버(202)의 일 측벽(202a)을 사이에 두고 상기 마그네틱 풀리(214)와 마주하여 마그네틱 기어(218)가 배치될 수 있다. 상기 마그네틱 기어(218)는 디스크 형상을 가지며, 외주면에는 기어 이가 형성되어 있다. 또한, 상기 마그네틱 기어(218)에는 상기 마그네틱 풀리(214)로부터의 회전력 전달이 가능하도록 다수의 피동 마그네틱 부재들(220)이 내장될 수 있다. 구체적으로, 상기 피동 마그네틱 부재들(220)은 상기 마그네틱 기어(218)의 원주 방향으로 N극 및 S극이 번갈아 위치되도록 상기 마그네틱 기어(218)의 일측 부위에 내장될 수 있다. 상기 피동 마그네틱 부재들(220)의 내장은 상기 마그네틱 풀리(214)의 경우와 동일한 방법으로 이루어질 수 있다.
상기 마그네틱 풀리(214)와 마그네틱 기어(218) 사이의 간격은 원활한 회전력 전달을 위하여 약 5 내지 7mm 정도로 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 챔버(202)의 측벽(202a) 두께는 약 2mm 정도로 제작될 수 있으며, 상기 챔버(202)의 측벽(202a)과 상기 마그네틱 풀리(214) 및 마그네틱 기어(218) 사이의 간격들은 각각 약 2mm 정도로 조절될 수 있다.
한편, 상기 챔버(202)의 측벽(202a)은 마그네틱 풀리(214)와 마그네틱 기어(218) 사이에서 충분한 자기력이 형성될 수 있도록 자기력이 작용하지 않는 물질, 예를 들면, 스테인리스 스틸 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 등으로 이루어질 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 챔버 측벽의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 챔버 측벽의 다른 예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 챔버의 측벽(202b)의 외측면 부위에는 마그네틱 풀리(214)가 삽입되는 홈(202c)이 형성될 수 있다. 이는 챔버의 측벽(202b)을 구조 적으로 더욱 강하게 하기 위하여 보다 두껍게 하고, 또한, 마그네틱 풀리(214)와 마그네틱 기어(218) 사이에서 자기력이 충분히 형성될 수 있도록 하기 위함이다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 동력 제공부(210)는 회전력을 발생시키기 위한 모터를 포함할 수 있으며, 또한 상기 모터의 회전 속도 및 토크(torque)를 조절하기 위한 감속기를 더 포함할 수도 있다.
상기 챔버(202)의 내부에는 상기 마그네틱 기어(218)와 평행한 중심축을 각각 갖고, 상기 마그네틱 기어(218)에 의해 회전 가능하도록 다수의 피동 기어들(222)이 일렬로 배치될 수 있다. 상기 마그네틱 기어(218)와 피동 기어들(222) 사이에는 상기 피동 기어들(222)이 상기 마그네틱 기어(218)와 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 다수의 아이들 기어들(224)이 각각 결합되며, 이들에 의해 회전력이 전달될 수 있다. 또한, 상기 마그네틱 기어(218)와 피동 기어들(222)은 상기 챔버 내부에 배치된 회전축들(204)에 결합된다.
도시된 바에 의하면, 상기 마그네틱 기어(218)는 상기 다수의 피동 기어들(222) 중 가장 외측의 피동 기어(222)에 결합되어 있다. 그러나, 상기 마그네틱 기어(218)는 상기 다수의 피동 기어들(222) 사이에서 어떤 위치에 배치되어도 상관없으며, 상기 마그네틱 기어(218)의 위치에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않을 것이다.
상기와 같이 마그네틱 기어(218), 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)에 의해 구성되는 기어 결합에 의해 회전력이 전달되므로, 상기 동력 제공부(210)에서 제공되는 회전력의 방향 전환에 따라 상기 기판(10)의 이송 방향을 용이하게 전환시킬 수 있다. 즉, 상기 기판(10)이 상기 챔버(202) 내부로 반입된 후, 일정 시간 동안 처리 공정을 수행하기 위하여 상기 챔버(202) 내부에서 상기 기판(10)을 왕복 운동시키는 경우, 종래의 경우에서 타이밍 벨트의 미끄러짐에 의해 발생될 수 있는 이송 오류를 방지할 수 있다.
상기 회전축들(204)에는 다수의 롤러들(206)이 상기 회전축들(204)과 함께 회전할 수 있도록 결합되어 있으며, 상기 롤러들(206)에 의해 상기 기판(10)이 지지되어 이송될 수 있다.
상기 회전축들(204)의 일 단부들은 베어링들을 포함하는 지지부재들(226)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있으며, 다른 단부들은 상기 마그네틱 기어(218) 및 피동 기어들(222)과 결합되어 있다.
상기 마그네틱 기어(218)와 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)은 상기 챔버(202) 내부에서 일측에 제공되는 기어 설치 공간(228) 내에 배치될 수 있다. 상기 기어 설치 공간(228)은 상기 챔버(202) 내부에서 상기 기판(10)의 이송 방향을 따라 연장하는 격벽(230)에 의해 한정될 수 있으며, 상기 회전축들(204)은 상기 격벽(230)을 통해 연장될 수 있다. 상기 격벽(230)에는 상기 회전축들(204)의 회전을 가능하게 하는 다수의 베어링들(232)이 장착될 수 있다.
상술한 바와 같이, 하나의 마그네틱 풀리(214) 및 하나의 마그네틱 기어(218)를 이용하여 회전력을 전달함으로써 종래의 다수의 마그네틱 풀리들을 이용하는 경우에 비하여 기판 처리 장치(200)의 제조 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 또한, 타이밍 벨트에 의한 회전력 전달 방식으로부터 기어 조합에 의한 회전력 전달 방식을 채택함으로써 기판(10)의 이송 방향 전환에 따른 타이밍 벨트의 미끄러짐 현상에 의한 이송 오류를 방지할 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 격벽(230)의 상부에는 상기 기어 설치 공간(228)을 커버하는 리드(lid)가 배치될 수 있으며, 상기 기어 설치 공간(228) 내에는 상기 마그네틱 기어(218), 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)을 세정하기 위한 세정액이 공급될 수 있다. 구체적으로, 상기 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급부(234)가 상기 기어 설치 공간(228)에 연결될 수 있으며, 상기 세정액은 상기 마그네틱 기어(218), 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)의 하부들(lower portions)이 상기 세정액에 잠기도록 제공될 수 있다.
상기 세정액은 상기 마그네틱 기어(218), 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)의 회전에 의해 발생될 수 있는 파티클들을 제거하기 위하여 공급된다. 예를 들면, 상기 기어 설치 공간(228) 내부로는 세정액으로서 초순수가 제공될 수 있다.
상기 기어 설치 공간(228)으로 제공된 세정액은 상기 기어 설치 공간(228)에 연결된 세정액 배출 배관(236)을 통해 배출될 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 노즐 파이프와 처리액 공급 배관을 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 10은 도 5에 도시된 처리액 제공부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4, 도 5, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 롤러들(206)에 의해 이송되는 기판(10)의 상부에는 상기 기판(10)을 처리하기 위한 처리액을 공급하는 처리액 제공부(240)가 배치될 수 있다.
상기 처리액 제공부(240)는 상기 처리액의 공급을 위하여 상기 기판(10)의 이송 방향을 따라 상기 기판(10)의 양측 부위에서 평행하게 연장하는 처리액 공급 배관(242) 및 처리액 회수 배관(244)이 배치되며, 상기 처리액 공급 배관(242) 및 처리액 회수 배관(244) 사이에는 상기 처리액을 상기 기판(10) 상으로 공급하기 위한 다수의 노즐들이 형성된 노즐 파이프들(246)이 연결된다.
상기 노즐 파이프들(246)은 상기 기판(10)의 이송 방향을 따라 상기 회전축들(204)과 평행하게 배열되며, 상기 기판(10)의 이송 방향에 대하여 수직하는 방향으로 서로 평행하게 연장할 수 있다.
상기 처리액은 처리액 저장 용기(248)에 저장되며, 상기 처리액 공급 배관(242)에는 상기 처리액을 펌핑하기 위한 펌프(250)와 상기 처리액 내의 불순물을 제거하기 위한 필터(252)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 처리액 회수 배관(244)에는 상기 노즐 파이프들(246) 내에서의 상기 처리액 압력을 조절하기 위한 밸브(254)가 설치될 수 있으며, 상기 밸브(254)와 노즐 파이프들(246) 사이에서의 상기 처리액 회수 배관(244)에는 상기 처리액의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(256)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 처리액 공급 배관(242)과 상기 처리액 회수 배관(244)은 상기 챔버(202) 내부에서 연장하는 연장부와 상기 연장부 및 상기 저장 용기(248) 사이를 연결하는 연결부를 각각 포함할 수 있다.
상기 펌프(250)는 상기 챔버(202)의 외부에서 상기 저장 용기(248)에 인접하도록 상기 처리액 공급 배관(242)에 설치되며, 상기 필터(252)는 상기 펌프(250)와 상기 노즐 파이프들(246) 사이에서 상기 처리액 공급 배관(244)에 설치된다. 상기 밸브(254)는 상기 노즐 파이프들(246) 내의 압력을 조절하기 위하여 제공되며, 이에 따라 상기 노즐 파이프들(246)의 노즐들을 통해 제공되는 처리액의 유량이 조절될 수 있다. 또한, 상기와 같이 노즐 파이프들(246)의 후단에서 압력이 조절되므로 밸브(254)의 오동작에 의한 펌프(250)에 과부하를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 처리액 제공부(240)는 상기 펌프(250)의 동작을 제어하기 위한 제어부(258)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(258)는 상기 압력 센서(256), 압력 조정용 밸브(254) 및 펌프(250)와 연결될 수 있으며, 상기 압력 센서(256)의 압력 측정 신호에 따라 상기 펌프(250)의 출력 및 상기 밸브(254)의 개방 정도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 펌프(250)로는 마그네틱 펌프가 사용될 수 있으며, 상기 제어부(258)는 상기 마그네틱 펌프로 인가되는 교류 전원의 주파수와 파워를 조절하기 위한 인버터를 포함할 수 있다. 특히, 상기 필터(252)의 장시간 사용에 따라 필터(252)를 통과하는 처리액의 유량이 감소되는 경우, 상기 압력 센서(256)에 의해 노즐 파이프들(246) 내의 압력이 저하됨이 감지되고, 이에 따라 상기 인버터를 이용하여 상기 펌프(250)의 주파수 및 파워를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(258)는 상기 기판(10)의 처리 공정에서의 주어진 조건들 에 따라 상기 밸브(254)의 개방 정도와 상기 펌프(250)의 출력을 조절할 수 있다. 그러나, 상기 밸브(254)는 상기 제어부(258)의 신호에 따라 동작하는 솔레노이드 밸브, 에어 밸브, 또는 모터를 구동기로 사용하는 전동 밸브 등이 사용될 수 있으며, 이와 다르게 매뉴얼 밸브가 사용될 수도 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 상기 기판(10)의 하부면으로 처리액을 제공하기 위한 추가적인 노즐 파이프들이 상기 챔버(202)의 하부에 설치될 수도 있다.
상기 기판 처리 공정에 사용된 처리액은 챔버(202)의 하부에 연결된 처리액 배출 배관(260)을 통해 배출될 수 있다.
상기 처리액으로는 상기 기판(10)에 대한 처리 공정에 따라 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 기판(10) 상에 형성된 포토레지스트막의 현상을 위한 현상액, 기판(10) 상의 막 또는 원치않는 물질을 제거하기 위한 식각액, 기판(10) 상의 이물질을 제거하기 위한 세정액 등 다양한 처리액들이 사용될 수 있다. 또한, 처리액의 종류에 따라 상기 회전축들(204) 및 롤러들(204)의 재질이 변경될 수 있다.
한편, 상기 처리액으로서 초순수가 사용되는 경우, 상기 기어 설치 공간(228)의 리드가 제거될 수도 있다. 즉, 상기 초순수를 제공하기 위한 노즐 파이프들(244)이 상기 기어 설치 공간(228)의 상부까지 연장될 수 있으며, 상기 마그네틱 기어(218), 피동 기어들(222) 및 아이들 기어들(224)은 상기 노즐 파이프(244)로부터 제공되는 초순수에 의해 세정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 처리액 회수 배관에 설치된 압력 조정용 밸브를 이용하여 노즐 파이프들 내의 처리액 압력을 조정하므로, 상기 밸브의 오동작에 의한 펌프의 과부하를 감소시킬 수 있으며, 상기 처리액의 압력 측정 신호에 따라 상기 밸브 및 펌프의 동작이 제어되므로 상기 기판 상으로 제공되는 처리액의 압력 및 유량이 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 하나의 마그네틱 풀리 및 하나의 마그네틱 기어를 이용하여 회전력을 전달함으로써 종래의 다수의 마그네틱 풀리들을 이용하는 경우에 비하여 기판 처리 장치의 제조 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
또한, 타이밍 벨트에 의한 회전력 전달 방식으로부터 기어 조합에 의한 회전력 전달 방식을 채택함으로써 기판의 이송 방향 전환에 따른 타이밍 벨트의 미끄러짐 현상에 의한 이송 오류를 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 평판형 기판에 대한 처리 공정이 수행되는 챔버;
    상기 챔버 내부에서 회전 가능하도록 배치되며, 서로 평행하게 배열되는 다수의 회전축들;
    상기 회전축들과 함께 회전 가능하도록 상기 회전축들에 결합되며, 상기 기판의 이송을 위하여 상기 기판을 지지하는 다수의 롤러들; 및
    상기 롤러들 상의 기판 상으로 상기 기판을 처리하기 위하여 처리액을 제공하는 처리액 제공부를 포함하며,
    상기 처리액 제공부는, 상기 처리액을 저장하기 위한 저장 용기와, 상기 기판과 인접하게 배치되어 상기 기판 상으로 상기 처리액을 제공하는 다수의 노즐들을 갖는 적어도 하나의 노즐 파이프와, 상기 노즐 파이프와 상기 저장 용기를 연결하는 처리액 공급 배관과, 상기 노즐 파이프와 상기 저장 용기를 연결하는 처리액 회수 배관과, 상기 처리액 공급 배관에 설치되어 상기 처리액을 펌핑하는 펌프와, 상기 처리액 회수 배관에 설치되어 상기 노즐 파이프 내의 처리액 압력을 조절하는 밸브와, 상기 노즐 파이프 내의 처리액 압력을 측정하기 위하여 상기 노즐 파이프와 상기 밸브 사이에서 처리액 회수 배관에 설치된 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리액 제공부는 상기 처리액 공급 배관에 설치되어 상기 처리액 내의 불순물을 제거하기 위한 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리액 제공부는 상기 압력 센서 및 상기 펌프와 연결되며 상기 압력 센서의 신호에 따라 상기 펌프의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 펌프는 마그네틱 펌프를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제어 신호에 따라 상기 마그네틱 펌프의 동작을 위해 인가되는 교류 전원의 주파수 및 파워를 조절하기 위한 인버터(inverter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 내부에는 상기 기판 상으로 상기 처리액을 공급하는 다수의 노즐 파이프들이 상기 회전축들과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 외부에 배치되며, 회전력을 발생시키는 동력 제공부;
    상기 챔버의 외부에서 상기 동력 제공부의 구동축에 연결되며, 원주 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배열되도록 다수의 마그네틱 부재들이 장착된 마그네틱 풀리;
    상기 챔버의 측벽을 사이에 두고 상기 마그네틱 풀리와 마주하여 배치되어 상기 회전축들 중 하나와 결합되며, 외주면에는 기어 이가 형성되어 있고, 상기 마그네틱 풀리와 함께 회전 가능하도록 원주 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배열되도록 다수의 마그네틱 부재들이 장착된 마그네틱 기어;
    상기 마그네틱 기어와 결합된 회전축을 제외한 나머지 회전축들과 결합된 다수의 피동 기어들; 및
    상기 피동 기어들이 상기 마그네틱 기어와 동일한 방향으로 회전하도록 상기 마그네틱 기어와 피동 기어들 사이에서 기어 결합된 다수의 아이들(idle) 기어들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 챔버의 측벽은 스테인리스 스틸 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 챔버 내부에 배치되어 상기 회전축들의 회전에 의해 이송되는 기판의 이송 방향을 따라 연장하며, 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들이 배치되는 기어 설치 공간을 한정하는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기어 설치 공간 내부로 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들을 세정하기 위하여 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들은 상기 마그네틱 기어, 피동 기어들 및 아이들 기어들의 하부들(lower portions)이 상기 기어 설치 공간 내에 공급된 세정액에 잠기도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 마그네틱 풀리와 상기 마그네틱 기어 사이의 간격은 5 내지 7mm인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 챔버 측벽의 외측면 부위에는 상기 마그네틱 풀리가 삽입되는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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