KR100828424B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

처리 용액의 균일한 분사가 가능한 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 챔버, 챔버 내에 회전 가능하도록 설치된 적어도 하나의 유체 공급관, 및 회전식 유체 공급관에 연결 설치되어 있는 적어도 하나의 스프레이 노즐을 포함한다.

기판 처리 장치, 유체 공급관, 회전식 스프레이 노즐

Description

기판 처리 장치{Apparatus for processing substrate}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 레이아웃도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분사면의 분포를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 변형 실시예에 따른 기판 처리 장치의 레이아웃도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 챔버 200: 유체 공급관

300: 스프레이 노즐

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리 용액의 분사법이 적용된 기판 처리 장치에 관한 것이다.

최근 들어 정보 처리 장치는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 처리된 정보를 외부로 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 디스플레이 장치로서, 현재 주목받고 있는 것은 액정 디스플레이 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 장치 등과 같은 평판 디스플레이 장치이다.

이와 같은 평판 디스플레이 장치를 제조하기 위해서는 다수의 처리 과정이 요구된다. 예를 들면, 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 세정 공정 등을 각각 적어도 1회 이상 거치게 된다. 이들 공정 중, 식각 공정이나 세정 공정은 기판 상에 식각액 또는 세정액의 처리 용액을 공급함으로써 수행되는 웨트 공정이다. 웨트 공정은 처리 용액에 기판을 담그는 디핑법 또는 기판 상에 처리 용액을 분사하는 분사법으로 진행된다. 분사법은 디핑법에 비해 소요되는 처리 용액의 양이 작기 때문에, 경쟁력있는 디스플레이 장치의 제조를 위해 또는 기타 다른 이유에 의해 빈번하게 선택된다.

그러나, 상기한 장점에도 불구하고 분사법은 기판의 전면에 고르게 처리 용액을 공급하는 데에 있어 취약점을 갖는다. 불균일한 처리 용액의 공급은 불균일한 기판의 처리를 수반한다. 이를 방지하기 위해 과도한 처리 용액을 사용하게 되면, 처리 시간이 증가하고 및 처리 용액이 낭비될 뿐만 아니라 처리 용액에 과다 노출된 영역에서 원하지 않는 패턴 식각 등과 같은 불량이 야기될 수 있다. 특히, 기판 상에 입체 구조물이 형성되어 있는 경우, 분사 각도에 따라 처리 용액이 공급될 수도 있고 공급되지 않을 수도 있어, 불균일도가 증가한다.

처리 용액의 공급을 균일하기 위해서, 기판을 왕복 운동시키는 방법이 모색되고 있지만, 기판의 과다한 왕복 운동은 그에 사용되는 베어링의 열화를 유발한 다. 또, 기판의 왕복 운동은 단지 일 방향에 대해서만 이루어지기 때문에 불균일도를 개선하는 데에 한계가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 처리 용액의 균일한 분사가 가능한 기판 처리 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 회전 가능하도록 설치된 적어도 하나의 유체 공급관, 및 상기 회전식 유체 공급관에 연결 설치되어 있는 적어도 하나의 스프레이 노즐을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알 려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판은 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 평판 디스플레이 장치용 기판 또는 반도체 기판을 포함하며, 상기 기판에 불순물 등이 주입되어 있거나, 상기 기판 상에 다른 구조물이 형성되어 있는 경우를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기한 바와 같은 기판에 유체 등을 공급하여 식각이나 세정 처리를 하는 습식 식각 장치 또는 세정 장치일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 레이아웃도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 분사면의 분포를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 변형 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 레이아웃도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 챔버(100) 내에 회전 가능하도록 설치된 유체 공급관(200), 유체 공급관(200)에 연결 설치되어 있는 적어도 하나의 스프레이 노즐(300)을 포함한다.

챔버(100)는 식각 처리, 세정 처리 등과 같은 처리가 이루어지는 장소를 제공한다. 챔버(100)는 대략 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으나, 그에 제한되지 않는다. 그리고, 챔버(100)의 내부에는 처리 대상 기판(s)이 안착하는 스테이지(미 도시) 및/또는 처리 대상 기판(s)을 이송하는 기판 이송 장치(130)가 더 포함될 수 있다. 기판 이송 장치(130)는 기판 이송 샤프트(132) 및 기판 이송 샤프트(132)에 설치된 이송 롤러(134)를 포함한다. 챔버(100)가 기판 이송 장치(130)를 포함하는 경우, 기판(s)의 처리는 기판(s)의 이송과 동시에 이루어질 수 있다.

챔버(100) 내의 상부에는 유체 공급관(200)이 설치되어 있다. 유체 공급관(200)은 챔버(100) 외부에 구비된 유체 공급 탱크(미도시)와 연결되어 유체 공급 탱크에 저장된 처리 용액을 공급받는다. 이를 위하여 유체 공급관(200)과 유체 공급 탱크 사이에 챔버(100)를 관통하는 연결관(미도시)이 구비될 수 있다.

유체 공급관(200)은 챔버(100) 내부에 배치된 마그네틱 구동축(220)에 연결되어 있다. 또, 챔버(100)의 외부에는 챔버의 리드(122)를 개재하여 챔버(100) 내부의 마그네틱 구동축(220)과 대응하도록 서보 모터(230)가 설치되어 있다. 마그네틱 구동축(220) 및 서보 모터(230)는 각각 영구 자석 또는 전자석 등과 같은 자성체를 구비한다. 따라서, 서보 모터(230)와 마그네틱 구동축(220) 사이에는 소정의 자계가 형성될 수 있다. 그 결과, 이들 사이에 자기적 인력 또는 자기적 척력이 부여될 수 있다.

따라서, 서보 모터(230)를 회전 구동시키면, 상기 언급된 자계에 의해 마그네틱 구동축(220)이 회전하므로, 마그네틱 구동축(220)과 연결 설치되어 있는 유체 공급관(200)이 회전할 수 있게 된다.

유체 공급관(200)은 적어도 하나의 스프레이 노즐(300)을 포함한다. 유체 공급관(200)은 복수의 유체 공급관 분지(210)를 포함할 수 있다. 복수의 유체 공급관 분지(210)는 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이 선대칭으로 배열될 수 있다. 본 발명의 변형예는 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이 동일한 길이의 복수의 유체 공급관 분지(210')가 마그네틱 구동축(220)을 기준으로 대칭적으로 배열된 것을 포함한다.

유체 공급관(200)이 유체 공급관 분지(210)를 포함하는 경우, 적어도 하나의 스프레이 노즐(300)은 유체 공급관 분지(210)에 설치된다. 처리 용액의 균일한 분사를 위해 하나의 유체 공급관 분지(210)에 설치된 복수의 스프레이 노즐(300)은 균일한 간격을 가질 수 있다. 나아가 2 이상의 유체 공급관 분지(210)에 설치된 복수의 스프레이 노즐(300)도 균일한 배열을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 유체 공급관 분지(210)에 설치된 모든 스프레이 노즐(300)은 등간격으로 배열되어 있을 수 있다.

스프레이 노즐(300)은 유체 공급관 분지(210)로부터의 유체 이동이 가능한 구조로 설치된다. 스프레이 노즐(300)의 일단은 유체를 분사하는 적어도 하나의 분사홀(310)을 포함한다.

스프레이 노즐(300)은 분사홀(310)이 대체로 챔버(100)의 하부를 향하도록 설치된다. 따라서, 처리 용액은 유체 공급 탱크(미도시)로부터 유체 공급관(200)을 통하여 각 스프레이 노즐(300)로 공급될 수 있으며, 각 스프레이 노즐(300)의 분사홀(310)을 통하여 챔버(100) 하부 또는 챔버(100)의 하부에 배치된 처리 대상 기판(s)으로 분사될 수 있다.

각 스프레이 노즐(300)은 회전 가능하게 설치된 것일 수 있다. 구체적으로 스프레이 노즐(300)은 챔버(100)의 바닥면(120)에 대한 수직선(120v)으로부터 소정 각도(θ)만큼 경사져 360° 회전 운동이 가능하도록 설치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 스프레이 노즐(300)의 타단이 유체 공급관 분지(210)에 고정된 상태에서, 분사홀(310)을 포함하는 스프레이 노즐(300)의 일단은 도 3에 도시된 바와 같이 스프레이 노즐(300)의 타단으로부터 그어진 수직선(120v)의 외측에 형성된 가상의 제1 외주(120c_1)를 회전 운동하도록 설치된다. 따라서, 챔버(100)의 하부 또는 챔버(100)의 하부에 배치된 처리 대상 기판(미도시)에서 각 스프레이 노즐(300)에 의해 커버되는 분사면(300f)은 상기 스프레이 노즐(300)이 회전 운동하는 가상의 제1 외주(120c_1)보다 넓다.

각 스프레이 노즐(300)에 의해 커버되는 분사면(300f)의 면적은 스프레이 노즐(300)의 챔버(100) 바닥면(120)에 대한 수직선(120v)으로부터 기울어진 각도(θ)와, 스프레이 노즐(300)의 분사홀(310)의 분사 퍼짐성에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 동일양의 분사량에 대하여 상대적으로 넓은 면적을 커버하도록 조절할 수 있기 때문에, 처리 용액의 분사 편중이 발생하지 않는다. 그 결과, 분사 균일도가 개선될 수 있다.

또, 유체 공급관(200)에 복수의 스프레이 노즐(300)이 설치되고 이들간 회전 운동이 서로 간섭하지 않는다고 하더라도, 도 2에 도시된 바와 같이 각 스프레이 노즐(300)에 의해 커버되는 분사면(300f)은 서로 오버랩될 수 있다. 분사면(300f)이 오버랩되면, 기판(s) 상에 처리 용액이 분사되지 않는 영역이 발견될 수 있는 확률을 감소시킨다. 따라서, 기판(s)의 전 영역에 대하여 처리 용액의 안정적이고 고른 분사가 가능해진다.

상기한 바와 같은 스프레이 노즐(300)의 회전은 유체 공급 탱크(미도시)로부터 스프레이 노즐(300)에 공급되는 처리 용액의 압력, 다시 말해 유압에 의해 구현된다. 유압에 의해 회전 가능한 구체적인 스프레이 노즐(300)의 구조 또는 그 설치 구조는 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 회피하기 위하여 구체적인 설명은 생략한다. 그 결과, 노즐 왕복 구동 장치 등과 같은 추가적인 장치 없이도 스프레이 노즐(300)의 회전이 가능하다. 따라서, 고가의 장치 비용이 절감된 단순한 구조에 의해 균일한 분사가 용이하게 구현될 수 있다.

뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 스프레이 노즐(300)이 설치되어 있는 유체 공급관 분지(210) 자체도 서보 모터(230)의 회전 구동에 의해 가상의 제2 외주(120c_2)를 따라 회전하게 된다. 제2 외주(120c_2)는 최외곽에 위치하는 스프레이 노즐(300)의 경사각 및 분사 퍼짐성에 따라 일부 달라지기는 하지만, 대체로 복수의 스프레이 노즐(300)에 의해 커버되는 분사면(300f)의 총면적에 대응된다. 따라서, 제2 외주(120c_2)와 대응하는 영역으로서, 회전하는 유체 공급관 분지(210)에 의해 커버되는 영역은 제2 외주(120c_2)의 중심으로부터의 거리가 같을 경우 처리 용액의 분사량이 동일할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 회전식 스프레이 노즐(300)을 채용하게 되면, 스프레이 노즐(300)의 배열 간격 및 개수를 조절함으로써, 제2 외주(120c_2)의 중심으로부터의 거리가 다르다고 하더라도 처리 용액의 분사량의 균일하게 조절할 수 있다. 따라서, 전 영역에 걸쳐서 분사 균일도가 개선될 수 있다.

나아가, 유체 공급관 분지(210)의 회전은 기판(s)으로의 처리 용액의 분사 방향을 다양화하는 데에 유리하다. 즉, 제2 외주(120c_1)의 12시 방향, 3시 방향, 6시 방향, 및 9시 방향에서 유체 공급관 분지(210)가 이동하는 방향이 모두 다르기 때문에 분사 방향도 각각 다르게 된다. 또한, 서보 모터(230)의 간단한 조작으로 유체 공급관 분지(210)의 회전 방향을 반대로 하게 되면, 분사 방향도 역전된다. 즉, 기판(s)의 이송 방향을 바꾸지 않더라도 다양한 방향의 분사가 수행될 수 있다. 이와 같이 분사 방향이 다양화되면, 입체적 형상의 구조물이 형성되어 있는 기판(s)이라고 할지라도 처리 용액이 균일하게 공급될 수 있다. 따라서, 분사 균일도가 개선됨을 알 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 의하면 서보 모터 및 유체 공급관이 회전하면서 그에 설치된 스프레이 노즐로부터 처리 용액이 분사되므로 분사 방향이 다양화될 뿐만 아니라, 입체적 구조물이 형성되어 있는 기판에 대해서도 균일한 분사가 가능해진다. 또, 노즐 왕복 구동 장치 등과 같은 추가적인 장치 없이 유압에 의한 단순한 구조의 회전식 스프레이 노즐을 채용함으로써, 유체 공급관의 회전 중심으로부터의 거리에 따른 분사량을 조절할 수 있다. 따라서, 더욱 균일한 분사가 이루어질 수 있다.

Claims (6)

1. 챔버;

   상기 챔버 내부의 기판에 유체를 공급하는 유체 공급관;

   상기 유체 공급관에 연결 설치되어 있는 하나 이상의 스프레이 노즐; 및

   상기 유체 공급관을 챔버 내부의 상부에서 평면상으로 회전시키는 회전 수단을 포함하며,

   상기 스프레이 노즐은 유압에 의해 상기 스프레이 노즐이 바닥면의 수직 방향에 대하여 경사지게 설치되어 평면상으로 회전하는 회전식 스프레이 노즐이며,

   상기 회전 수단은

   상기 유체 공급관을 회전시키는 회전력을 제공하며, 자성체를 부착하는 서보 모터; 및

   상기 자성체와 마주보도록 배치되어 상기 자성체와의 자기력에 의하여 상기 서보 모터의 회전에 따라 상기 유체 공급관을 회전시키는 마그네틱 구동축을 포함하는, 기판 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,

   상기 스프레이 노즐은 복수개이고,

   상기 복수개의 스프레이 노즐은 등간격으로 배열되어 있는 기판 처리 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 스프레이 노즐은 상기 수직 방향에 대한 경사를 조정하여 상기 기판에 균일하게 분사되도록 하는, 기판 처리 장치.
6. 삭제

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