KR100865179B1 - 기판 식각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 수직으로 기립시킨 상태에서 기판 양면에 식각액을 흘려서 기판을 식각하는 기판 식각 장치에 관한 것이며, 본 발명에 따른 기판 식각 장치는, 수직으로 기립된 기판 상측에서 기판 방향으로 식각액을 분사하는 식각액 분사수단과 상기 기판 측면과 일정간격 이격된 상태로 대향되며, 상기 식각액 분사수단에 의하여 분사된 식각액을 상기 기판 전면에 분산시켜 식각액막을 형성하는 식각액막 형성판을 포함한다.

Description

기판 식각 장치{APPARATUS FOR ETCHING THE SUBSTRATE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 식각장치의 구성을 도시하는 측면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 식각장치의 구조를 도시하는 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 식각액 분사수단 20 : 식각액막 형성수단

22, 24 : 식각액막 형성판 26, 28 : 절곡부

30 : 기판 지지부 EL : 식각액막

S : 기판

본 발명은 기판을 수직으로 기립시킨 상태에서 기판 양면에 식각액을 흘려서 기판을 식각하는 기판 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등 표시 장치 분야와 반도체 장치의 제조 공정은 박막 증착, 포토, 식각 공정 등의 공정을 포함하여 구성되며, 청정도를 유지하기 위한 세정 공정과 공정 전후의 결과 및 이상 여부를 확인하기 위한 검사공정을 포함한다.

한편 표시 장치 분야에서는 최근에 표시 장치의 슬림화 경향에 의하여 표시 장치 제조 후에, 표시 장치의 기판 외면을 식각하여 표시 장치를 슬림화하는 공정이 추가적으로 진행되고 있다.

따라서 기판 표면에 대한 식각 공정은 표시 장치 제조분야 또는 반도체 장치 제조분야에서는 필수적으로 요구되는 중요한 공정이다.

이러한 식각 공정은 물리적 또는 화학적 반응을 이용하여 기판 상에 형성된 패턴대로 박막을 선택적으로 제거하여 실제의 박막 패턴을 구현하거나, 기판 전면을 일정한 두께로 제거하여 기판을 일정한 두께로 얇게 만든다. 따라서 이러한 식각 공정은 그 방법에 따라 건식 식각 및 습식식각으로 구분된다. 그 중, 습식식각은 기본적으로 케미컬 베스를 사용하게 되며, 식각액을 기판에 뿌려줄 때는 스프레이(spray), 딥(dip), 딥 엔 스프레이(dip and spray) 모드를 선택적으로 사용하게 된다.

그런데 딥 모드의 경우에는 구조가 간단하여 장비의 제작이 용이하나 양산용으로 제작할 경우 적합하지가 않은 문제점이 있다. 또한 기판을 식각한 후에 표면에 얼룩이 남아 LCD 및 OLED 등의 디스플레이 장치의 기판 식각 공정에 적용하기가 어렵고, 생산성이 낮은 문제점이 있다.

한편 스프레이 모드의 경우에는 딥 모드의 경우보다 얼룩의 발생이 적고 식각의 균일도가 좋으며, 대면적 기판을 처리하더라도 장비의 크기가 아주 커지지 않는 장점이 있다. 그러나 스프레이 모드의 경우에는 식각 속도(etching rate)가 낮아서 양산에 적합하지 않으며, 노즐의 홀이 미세하여 공정 중에 막히는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 수직으로 기립시킨 상태에서 세정액이 기판면을 타고 흘러 내리면서 기판을 식각하여 식각 속도 및 식각 균일도가 향상된 기판 식각 장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 식각 장치는, 수직으로 기립된 기판 상측에서 기판 방향으로 식각액을 분사하는 식각액 분사수단과 상기 기판 측면과 일정간격 이격된 상태로 대향되며, 상기 식각액 분사수단에 의하여 분사된 식각액을 상기 기판 전면에 분산시켜 식각액막을 형성하는 식각액막 형성판을 포함한다.

본 발명에서 상기 식각액 분사수단과 상기 식각액막 형성판은 상기 기판의 양 측에 각각 구비되는 것이, 기판의 양 면에 대하여 동시에 식각 작업을 진행할 수 있어서 바람직하다.

또한 상기 기판의 양 측면을 지지하는 기판 지지부가 더 구비되는 것이, 식각 공정이 진행되는 동안 기판의 움직임을 방지할 수 있어서 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 기판 식각 장치는 식각액을 하측으로 분사하는 식각액 분사수단와 상기 식각액 분사수단 하측에 일정간격 이격되어 서로 마주보는 2장의 식각액막 형성판을 가지며, 상기 식각액 분사수단에서 분사되는 식각액이 양 식각액막 형성판 사이를 흘러내리면서 식각액막을 형성하도록 하는 식각액막 형성부를 포함한다.

이때 상기 식각액막 형성판은, 상단 일부가 외측으로 절곡된 절곡부를 가지는 것이, 상기 식각액 분사수단에서 분사되는 식각액을 용이하게 수용할 수 있어서 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 이 실시예에 의하여 본 발명의 구성 및 작용을 보다 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 실시예에 따른 기판 식각 장치(1)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 식각액 분사수단(10), 식각액막 형성수단(20) 및 기판 지지부(30)를 포함하여 구성된다.

먼저 식각액막 형성수단(20)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 2 장의 식각액막 형성판(22, 24)을 가지며, 2장의 식각액막 형성판(22, 24) 사이에 식각액막(EL) 을 형성한다. 여기에서 식각액만 형성판(22, 24)은 서로 일정한 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 양 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 이격 거리는 식각액 분사수단(10)에 의하여 분사되는 식각액으로 양 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 공간이 완전히 채워져서 식각액막(EL)이 형성될 수 있는 정도이어야 한다.

또한 이 식각액막 형성판(22, 24) 사이로 기판(S)이 삽입될 수 있어야 하며, 기판(S)이 삽입된 상태에서 기판과 식각액막 형성판(22, 24) 내면 사이에 이격 공간이 있어야 한다. 따라서 2장의 식각액막 형성판(22, 24)은 기판을 충분히 수용할 수 있으면서도 식각액막(EL)을 형성할 수 있는 정도의 이격거리를 가져야 한다.

본 실시예에 따른 기판 식각 장치(1)에서는 상기 식각액막 형성판(22, 24)이 기판(S)을 수직으로 기립시킨 상태에서 식각액이 기판(S) 표면을 타고 흘러내리면서 기판 표면을 식각하되, 기판 전면에 대해서 균일한 식각 속도를 얻기 위하여 기판 전면에 대하여 동일한 두께의 식각액막이 형성되도록 한다. 따라서 대면적 기판의 전면에 대하여 균일한 식각 특성을 확보하면서도 우수한 식각 속도를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 본 실시예에 따르면 기판(S)을 지그나 카세트에 탑재하지 않은 상태에서 수직으로 식각하므로, 기판을 지그나 카세트에 탑재하고, 분리하는 복잡한 공정을 거치지 않아도 되는 장점이 있다.

한편 본 실시예에서 상기 식각액막 형성판(22, 24)의 면적은 처리되는 기판보다 크지만, 대략 비슷한 정도일 수도 있고, 충분히 긴 길이로 구비되어 기판이 수평 이동하면서 처리될 수도 있다.

또한 식각액막 형성판(22, 24) 상단 일부는 도 2에 도시된 바와 같이, 외측으로 절곡되는 절곡부(26, 28)를 가질 수도 있다. 이 절곡부(26, 28)에 의하여 식각액이 유입되는 상측의 입구가 넓어진다. 따라서, 식각액 분사수단(10)에서 분사된 식각액이 외부로 유출되지 않고, 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 공간으로 용이하게 유입되는 장점이 있다.

다음으로 식각액 분사수단(10)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 식각액막 형성수단(20)의 상측에 배치되어, 식각액막 형성수단(20)으로 식각액을 일정한 속도로 분사하는 구성요소이다. 이 식각액 분사수단(10)은 다양한 구조가 가능하겠지만, 슬릿형상으로 구비되어 길게 형성되어 있는 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 공간으로 균일하게 식각액을 분사하는 것이 바람직하다.

한편 이 식각액 분사수단(10)은 수평 방향으로 왕복운동할 수도 있다. 식각액 분사수단(10)의 슬릿 중에서 일부가 공정 중에 막히는 경우에는 막힌 부분이 다른 부분에 비하여 식각액 분사량이 적어서 기판에 대하여 균일한 처리가 확보되지 않을 수 있다. 그러나, 식각액 분사수단(10)이 수평 방향으로 왕복하면서 식각액을 분사하면 슬릿 중 일부가 막히더라도 비교적 균일하게 식각액을 분사할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 기판 지지부(30)는 기판(S)을 수직으로 기립된 상태에서 넘어지지 않도록 지지하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 기판(S)의 전 면이 노출되어 식각되도록, 기판 지지부(30)가 기판(S)의 상하 측면과 접촉하도록 하는 것이 바람직하다. 물론 다양한 다른 방법에 의하여 기판을 지지할 수도 있을 것이다.

한편 본 실시예에 따른 기판 식각장치에는 린싱수단, 건조수단 그리고 식각액 회수수단이 더 구비될 수 있다.

상기 린싱(rinsing) 수단(도면에 미도시)은 식각액 분사수단(10) 후방에 배치되며, 기판(S)에 초순수(Deionized Water) 분사하여 기판을 세정하는 구성요소이다. 일정한 시간동안 식각 공정이 진행된 후에는 정확한 공정 진행을 위하여 식각 공정이 중지되어야 한다. 따라서 기판 표면에 존재하는 식각액이 모두 제거되어야 하는데, 이 린싱 수단이 기판 표면에 초순수를 분사하여 기판 표면의 식각액을 모두 제거하는 것이다.

다음으로 기판 건조수단(도면에 미도시)이 더 구비될 수도 있다. 이 기판 건조수단은 상기 린싱 수단 후방에 배치되며, 기판(S)에 기체를 분사하여 기판을 건조하는 구성요소이다. 기판의 세정과정에서 기판 표면에 존재하는 초순수를 제거하여 기판 표면을 깨끗하게 하고, 다음 공정 진행을 원활하게 하는 것이다.

한편 식각액 회수수단은 식각액막 형성수단(20) 하방에 배치되며, 식각액 분사수단(10)에 의하여 기판으로 공급되어 기판을 측면을 타고 흘러내린 식각액을 회수하여 다시 식각액 분사수단(10)으로 공급하는 구성요소이다. 본 실시에에 따른 기판 식각장치에서는 식각액이 짧은 시간동안 기판 측면을 타고 내리면서 식각 작업이 진행되므로 한번 식각 과정에 사용된 식각액은 여전히 유효한 식각 기능을 보유하고 있다. 따라서 이 식각액을 회수하여 재사용하는 것이, 식각액 사용효율을 높일 수 있으므로, 이 식각액 회수수단이 식각액을 회수하여 식각액 분사수단(10)에 다시 공급하는 것이다. 물론 이 식각액 회수수단에는 회수된 식각액에서 일정한 불순물을 제거할 수 있는 필터가 더 구비될 수도 있다.

이하에서는 본 실시예에 따른 기판 식각 장치를 사용하여 기판을 식각하는 과정을 설명한다.

먼저 처리될 기판(S)을 양 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 공간으로 진입시킨다. 이때 처리될 기판(S)을 미리 초순수 등으로 린싱을 거친 상태로 진입될 수도 있다.

그리고 식각액 분사수단(10)에서 식각액을 분사하여 양 식각액막 형성판(22, 24) 사이의 공간에 식각액막(EL)을 형성한다. 물론 식각액 분사수단(10)에서, 기판(S)이 식각액막 형성판(22, 24) 사이로 진입하기 전에 식각액을 분사하여 식각액막(EL)을 먼저 형성하고 기판(S)을 진입시킬 수도 있다. 이렇게 식각액막(EL)을 먼저 형성하고, 기판(S)을 진입시키는 경우에는 기판(S) 전면에 대하여 동일한 식각 정도를 얻기 위하여, 기판(S)을 식각액막 형성판(22, 24) 사이로 진입시키는 속도와 기판을 배출하는 속도가 동일하게 제어하는 것이 바람직하다.

식각이 진행되는 동안 기판(S)은 동일한 장소에 머물러 있을 수도 있고, 일정한 방향으로 수평 이동할 수도 있다. 수평 이동하는 경우에는 식각액막 형성판(22, 24)의 길이가 기판(S)의 길이보다 휠씬 커서 충분한 식각 정도를 얻을 수 있도록 해야 한다.

식각이 완료된 후에는 기판(S)을 식각액막 형성판(22, 24) 사이에서 배출시킨다. 그리고 나서 더이상의 식각을 방지하기 위하여 곧바로 초순수 린싱 과정을 거치는 것이 바람직하다. 그 이후에는 건조 및 언로딩 공정이 이어질 수 있다.

본 발명에 따르면 대형 기판을 수직으로 기립시킨 상태에서 수평 이동시키면서 식각 작업을 진행하므로 기판 식각 장치의 풋프린트를 대폭 감소시킬 수 있으며, 식각액막 형성판을 사용하여 기판 표면에 얇은 식각액막을 형성한 상태에서 식각 작업을 진행하므로, 기판 표면에 대한 균일하고 신속한 식각 작업을 진행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 수직으로 기립된 기판 상측에서 기판 방향으로 식각액을 분사하는 식각액 분사수단;과

   상기 기판 측면과 일정간격 이격된 상태로 대향되며, 상기 식각액 분사수단에 의하여 분사된 식각액을 상기 기판 전면에 분산시켜 식각액막을 형성하는 식각액막 형성판;을 포함하는 기판 식각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 식각액 분사수단과 상기 식각액막 형성판은 상기 기판의 양 측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판의 양 측면을 지지하는 기판 지지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
4. 식각액을 하측으로 분사하는 식각액 분사수단;와

   상기 식각액 분사수단 하측에 일정간격 이격되어 서로 마주보는 2장의 식각액막 형성판을 가지며, 상기 식각액 분사수단에서 분사되는 식각액이 양 식각액막 형성판 사이를 흘러내리면서 식각액막을 형성하도록 하는 식각액막 형성부;를 포함 하는 기판 식각 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 식각액막 형성판은,

   상단 일부가 외측으로 절곡된 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 기판의 양 측면을 지지하는 기판 지지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.

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