KR100999090B1

KR100999090B1 - 반도체 제조용 감압건조장치

Info

Publication number: KR100999090B1
Application number: KR1020030058363A
Authority: KR
Inventors: 신선수; 손형원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2010-12-07
Also published as: KR20050020420A

Abstract

글래스 위의 단위 셀 레이아웃 배치에 따라 기판 지지핀의 위치를 자유롭게 변경할 수 있도록 한 반도체 제조용 감압건조장치가 개시된다.

본 발명에서 제안된 감압건조장치는, 하부 챔버와, 상기 하부 챔버 상에 부착되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 서스 재질의 지지 플레이트와, 상기 지지 플레이트 상에 탑재되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 마그네틱 재질로 구성되어, 상기 지지 플레이트로부터 자유롭게 탈·부착 가능하도록 설계된 기판 지지핀과, 상기 하부 챔버와 대향되는 위치에 배티된 상부 챔버 및 상기 상·하부 챔버를 실링하는 오-링을 포함하도록 구성되어 있다.

상기 구조로 감압건조장치를 설계하면, 자성을 이용하여 지지 플레이트로부터 기판 지지핀을 수작업으로 손쉽게 붙였다 떼었다 할 수 있으므로, 글래스 위의 단위 셀 레이아웃 배치에 따라 지지핀의 위치를 자유롭게 변경할 수 있게 된다. 그 결과, 상기 장치 내에서 감광제를 가건조시킬 때 단위 셀들과 지지핀의 위치가 일치하는 것을 사전에 차단할 수 있게 되므로, 얼룩 발생으로 인해 야기되던 표시소자의 품질 저하를 막을 수 있게 된다.

감압건조장치, 지지핀, 챔버, 얼룩 불량

Description

반도체 제조용 감압건조장치{Vacuum dry apparatus for fabricating semiconductor}

도 1은 종래의 감압건조장치에 글래스가 장착된 상태를 보인 단면도이다.

도 2는 도 1을 위에서 내려다 본 평면도이다.

도 3은 본 발명에서 제안된 감압건조장치에 글래스가 장착된 상태를 보인 단면도이다.

도 4a는 도 3의 글래스 지지핀을 확대도시한 요부상세도이고,

도 4b는 도 3의 플레이트를 확대도시한 요부상세도이다.

도 5는 도 3을 위에서 내려다 본 평면도이다.

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판 표시소자(plat panel display device) 제조시 이용되는 반도체 제조용 감압건조장치에 관한 것이다.

포토리소그라피(photolithography)는 빛에 민감한 감광제(photoresist)를 사용하여 실리콘 웨이퍼나 글래스와 같은 기판(substrate) 상에 원하는 패턴을 형성코자 할 때 널리 이용되는 사진공정으로서, 반도체 제조시 없어서는 안될 필수불가결한 공정중의 하나로 취급되고 있다.

사진공정은 감광제가 도포된 임의막 상에 원하는 패턴이 설계된 마스크를 근접시킨후, 자외선을 조사하여 마스크로부터 감광제라 불리는 물질에 상기 패턴을 전사하고, 현상액으로 현상하는 방식으로 패턴 형성을 이루는 기술이다.

상기 공정시에는 통상, 점액성 액체 상태의 감광제가 사용되므로, 얇고 균일한 막을 얻기 위하여 스핀 코팅과 같은 방법으로 감광제를 도포(coating)하고 있다. 따라서, 도포 작업이 완료된 후에는 마스크를 배열하기 전에 선작업으로서, 먼저 감압건조장치 내에서 소프트 베이킹이라 불리는 가건조 과정을 거쳐 감광제의 용제(solvent)를 제거해 주어야 한다. 이처럼 용제 제거 작업을 별도 더 실시하는 것은 하부 막질과 감광제 간의 접합 특성를 향상시키기 위함이다.

도 1에는 일 예로서, 감압건조장치에 감광제가 도포된 글래스(10)가 장착되어 있는 상태를 보인 단면도가 제시되어 있다. 도 1에 의하면, 종래의 감압건조장치는 크게 다음과 같이 구성되어 있음을 알 수 있다.

즉, 하단에는 글래스 지지핀(110)이 부착된 하부 챔버(100)가 놓이고, 그 상단에는 상기 하부 챔버(100)와 대향되도록 상부 챔버(120)가 놓이며, 이들 상·하부 챔버(100),(120)에 의해 정의되는 내부 공간은 오-링(O-ring)에 의해 실링(sealing)되도록 설계되어 있다. 또, 글래스 지지핀(110)은 끝단이 뾰족한 팁(tip) 형상의 플라스틱 재질로 설계되고, 하부 챔버(100)에 일체로 연결되어 있다.

따라서, 감광제 도포가 완료된 글래스(10)가 로봇 암이나 트랜스퍼에 의해 공급되면, 하부 챔버를 다운(down)시켜 감압건조 장치를 오픈하고, 공급된 글래스(10)가 로봇 암이나 트랜스퍼에 의해 하부 챔버(100)의 글래스 지지핀(110) 상에 장착 완료되면, 상기 로봇 암이나 트랜스퍼를 감압건조 장치로부터 빼내고, 다시 하부 챔버(100)를 업(up)시켜 챔버 내부를 진공 상태로 만든 다음, 건조 작업을 실시하여 감광제의 솔벤트 성분을 제거함과 동시에 이를 가건조시키는 방식으로 설비 구동이 이루어지게 된다.

도 2는 도 1을 위에서 내려다 본 평면도를 나타낸 것으로, 상기 도면을 참조하면 감광제가 도포된 글래스(10)가 글래스 지지핀(110)의 팁 부분에 올려지는 방식으로 장착됨을 확인할 수 있다. 상기 도면에서 미설명 참조번호 12는 글래스(10) 위에 2″ ~ 52″ 레이아웃에 따라 배치된 각각의 단위 셀들을 나타낸다.

하지만, 감광제 도포후 도 1의 감압건조장치 내에서 가건조 작업을 실시하면, 상기 장치의 구조적인 결함으로 인해 건조 과정에서 다음과 같은 문제가 발생된다.

글래스(10)를 감압건조 장치에 올려놓기 위해 글래스 지지핀(110)을 사용하고 있는데, 이 핀(110)의 형태가 얼룩으로 그대로 글래스(10)에 투영되어 표시소자의 품질 불량을 일으키게 된다. 즉, 글래스 지지핀(110)이 닿는 부분의 글래스(10) 내에 점(spot) 형태의 얼룩이 잔존하게 되는 것이다.

이 얼룩은 글래스 지지핀(10)이 닿는 부분과 그렇지 않은 부분에서의 용제(solvent) 증발속도가 다르기 때문에 발생하는 것으로, 지지핀(110)이 단위 셀(12)과 단위 셀(12) 사이의 빈 공간인 베어 영역(bear area)에서 글래스(10)를 지지할 경우에는 문제시되지 않으나 단위 셀(12) 영역 내에서 글래스(10)를 지지하는 할 경우에는 어쩔수없이 나타나는 현상이다.

상기 현상은 글래스 지지핀(110)이 하부 챔버(100)에 고정되어 있어, 글래스(10) 위의 셀(12) 레이아웃 배치에 관계없이 항상 일정 위치에서 글래스(10)를 지지하는 방식으로 설비 구동이 이루어지기 때문에 발생된다.

이로 인해, 현재로선 글래스(10) 내의 2″ ~ 52″ 레이아웃에 따라 배치된 단위 셀(12)들과 핀(110)의 위치가 일치하는 부분에서는 얼룩 불량을 피할 수 없는 것이 현실이다.

도 2의 평면도에서는 얼룩 불량에 대한 이해를 돕고자 단위 셀(12)과 지지핀(110)의 위치가 일치하는 부분이 베어 영역이 아닌 셀 영역인 경우를 도시해 놓았다.

이러한 불량은 상기 지지핀(110)의 반복 사용에 의해 핀(110)의 마모가 발생했을 경우, 글래스(10)와 지지핀(110) 간의 접촉 면적 증가로 인해 더욱 심화된다. 또한 이로 인해 엄격한 핀 관리가 요구될 수 밖에 없어 관리상의 불폄함 또한 뒤따르므로, 이에 대한 개선책이 시급하게 요구되고 있다.

이에 본 발명의 목적은, 감압건조장치 내의 기판 지지핀을 탈·부착 가능한 구조로 변경하여, 글래스 위의 단위 셀 레이아웃 배치에 따라 지지핀의 위치를 자유롭게 바꿀 수 있도록 하므로써, 이를 적용해서 감광제를 가건조시킬 때 야기되던 얼룩 발생에 기인한 평판 표시소자의 품질 저하를 막을 수 있도록 한 반도체 제조용 감압건조장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 하부 챔버와; 상기 하부 챔버 상에 부착되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 서스 재질의 지지 플레이트와; 상기 지지 플레이트 상에 탑재되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 마그네틱 재질의 기판 지지판과; 상기 하부 챔버와 대향되는 위치에 배치된 상부 챔버; 및 상기 상·하부 챔버를 실링하는 오-링을 포함하는 구조의 감압건조 장치가 제공된다

이때, 상기 지지핀은 지지 플레이트로부터 자유롭게 탈·부착 가능하도록 설계되며, 플라스틱 물질은 PEAK, PP, PPFE등의 테프론이나 세라믹 등의 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 감압건조장치를 설계할 경우, 자성을 이용하여 지지 플레이트로부터 기판 지지핀을 수작업으로 손쉽게 붙였다 떼었다 할 수 있으므로, 글래스 위의 단위 셀 레이아웃 배치에 따라 지지핀의 위치를 유저(user)가 자유롭게 변경할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에서 제안된 감압건조장치에 글래스가 장착되어 있는 상태를 보인 단면도이다. 도 3에 의하면, 본 발명에서 제안된 감압건조장치는 다음과 같이 구성되어 있음을 알 수 있다.

즉, 하부 챔버(200) 상에는 지지 플레이트(210)가 부착되고, 상기 지지 플레이트(210) 상에는 복수의 글래스 지지핀(220)이 놓이며, 상기 하부 챔버(100) 와 대향되는 위치에는 상부 챔버(230)가 배치되고, 이들 상·하부 챔버(200),(230)에 의해 정의되는 내부 공간은 오-링(O-ring)에 의해 실링(sealing)되도록 설계되어 있다.

상기 지지 플레이트(210)는 도 4b에 보인 바와 같이 표면에 플라스틱 물질(210b)이 코팅된 서스 재질(210a)로 구성되고, 글래스 지지핀(220)은 도 4a에 보인 바와 같이 표면에 플라스틱 물질(220b)이 코팅된 마그네틱 재질(220a)로 구성되어 있다. 그리고, 글래스 지지핀(220)의 외관 구조는 종래와 동일한 모양 즉, 끝단이 뾰족한 팁(tip) 형상으로 설계되어 있다. 이처럼 플레이트(210) 표면을 플라스틱 물질(210b)로 코팅한 것은 산화를 방지하기 위함이다. 적용 가능한 플라스틱 물질로는 PEAK, PP, PPFE 등의 테프론이나 세라믹 등을 들 수 있다.

이처럼 하부 챔버(200) 상에 플라스틱 물질(210b)이 코팅된 서스 재질(210a)의 플레이트(210)를 별도 더 설치한 후, 이 위에 플라스틱 물질(220b)이 코팅된 마그네틱 재질(220a)의 글래스 지지핀(220)이 탑재되도록 설비 설계를 이룬 것은 자성을 이용해서 상기 지지핀(220)을 유저(user)가 자유자제로 플레이트(210)로부터 붙였다 떼었다 할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 유저가 셀 레이아웃의 배치에 따라 지지핀(220)의 위치를 자유롭게 설정할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 이 경우는 감광제를 가건조시킬 때 다음과 같은 방식으로 설비 구동이 이루어지게 된다.

감광제 도포가 완료된 글래스(10)가 로봇 암이나 트랜스퍼에 의해 공급되면, 하부 챔버를 다운시켜 감압건조장치를 오픈하고, 글래스 지지핀(220)의 팁 부위에 글래 스(10)를 장착하기 전에 먼저, 글래스(10) 위의 셀 배치에 맞추어 유저가 지지핀(220)의 위치를 변경한다. 이때, 상기 지지핀(220)은 셀(12)과 셀(12) 사이의 베어 영역 상에 놓이도록 위치 설정된다. 이와 같이 지지핀(220)의 위치를 수작업으로 바꾼 것은 단위 셀(12)들과 핀(220)의 위치가 일치하는 것을 피하기 위함이다. 이어, 로봇 암이나 트랜스퍼를 이용하여 감광제가 도포된 글래스(10)를 지지핀(220)의 팁 부위로 이송하고, 글래스(10) 장착이 완료되면 로봇 암이나 트랜스퍼를 감압건조장치로부터 빼낸다. 로봇 암이나 트랜스퍼가 감압건조장치로부터 빠져나오면, 하부 챔버(200)를 업(up)시켜 챔버 내부를 진공 상태로 만들고, 일정 온도에서 건조 작업을 실시하여 감광제의 솔벤트 성분을 제거함과 동시에 이를 가건조시킨다.

도 5는 도 3을 위에서 내려다 본 평면도를 나타낸 것으로, 상기 도면을 참조하면 감광제가 도포된 글래스(10)가 글래스 지지핀(220)의 팁 부분에 올려지는 방식으로 장착됨을 확인할 수 있다. 단, 기존과 다른 것이 있다면 글래스(10)를 장착하기 전에 글래스 지지핀(220)이 베어 영역에 놓이도록 위치 변경되었기 때문에 단위 셀(12)들과 지지핀(220)의 위치가 일치하는 부분이 없다는 것이다.

도 3의 구조로 감압건조장치 설계할 경우, 자성을 이용하여 지지 플레이트로(210)부터 글래스 지지핀(220)을 수작업으로 자유롭게 붙였다 떼었다 할 수 있으므로, 지지핀(220)의 위치를 셀 레이이웃에 따라 유저가 자유롭게 변화시킬 수 있게 된다. 즉, 셀의 레이아웃 배치 변동에 상관없이 지지핀(220)이 항상 베어 영역에만 놓이도록 위치 설정을 할 수 있게 되는 것이다.

이로 인해, 단위 셀(12)들과 지지핀(220)의 위치가 일치하는 것을 차단시킬 수 있게 되므로, 감광제 가건조시 야기되던 얼룩 불량과 품질 불량 발생을 막을 수 있게 된다.

또한, 이 경우는 지지핀(220)의 반복 사용으로 핀(220)의 마모가 발생되더라도 글래스(10)와 지지핀(220) 간의 접촉 자체가 없으므로 얼룩 발생 문제로부터 자유롭고, 엄격한 핀 관리가 요구되지 않아 관리상의 불편함을 덜 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판 지지수단인 지지핀이 하부 챔버로부터 용이하게 탈·부착 가능한 구조로 설계되어 있어, 지지핀의 위치를 셀 레이이웃에 따라 유저가 자유롭게 변화시키는 것이 가능하므로, 감광제를 가건조시킬 때 단위 셀들과 지지핀의 위치가 일치하는 것을 사전에 차단할 수 있게 된다. 그 결과, 얼룩 발생으로 인해 야기되던 표시소자의 품질 저하를 막을 수 있게 된다.

Claims

하부 챔버와;

상기 하부 챔버 상에 부착되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 서스 재질의 지지 플레이트와;

상기 지지 플레이트 상에 탑재되며, 표면에 플라스틱 물질이 코팅된 마그네틱 재질의 기판 지지핀과;

상기 하부 챔버와 대향되는 위치에 배치된 상부 챔버; 및

상기 상·하부 챔버를 실링하는 오-링으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 감압건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지핀은 상기 지지 플레이트로부터 자유롭게 탈·부착 가능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 감압건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지 플레이트 또는 상기 기판 지지핀 중 적어도 어느 하나의 표면에 코팅된 상기 플라스틱 물질은 테프론이나 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 감압건조장치.
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