KR101041052B1 - 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이송되는 기판 상에 처리 유체를 공급하는 기판처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상기 기판의 이송방향의 가로방향으로 형성된 노즐 유니트와, 상기 노즐 유니트에 상기 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급부를 포함하며, 상기 노즐 유니트는 제1처리유체를 공급하는 제1노즐부와, 제2처리유체를 공급하며 상기 제1노즐부와 평행한 제2처리유체를 공급하는 제2노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 처리 유체를 이용한 기판 처리의 균일성이 향상된다.
Description
도 1은 본발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이고,
도 2는 본발명의 실시예에 따른 세척노즐 유니트의 사시도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 기판 310 : 세척 노즐 유니트
311 : 제1노즐부 312, 316 : 노즐 슬릿
311 : 제1노즐부 312, 316 : 노즐 슬릿
315 : 제2노즐부 500 : 이송부
본 발명은, 기판처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 세척 또는 건조를 위해 기판에 처리 유체를 공급하는 기판처리장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판, 그리고 이들 사이에 액정층이 위치하고 있는 액정패널을 포함한다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판 의 후면에는 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 위치할 수 있다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정층의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
이외에 액정패널의 각 화소를 구동하기 위해서, 구동회로와, 구동회로로부터 구동신호를 받아 표시영역 내의 데이터선과 게이트선에 전압을 인가하는 데이터 드라이버와 게이트 드라이버가 마련되어 있다.
이러한 액정표시장치를 제조하는 과정에 있어, 특히 칼라필터 기판 또는 박막트랜지스터 기판의 제조 시에는 패턴 형성을 위하여 식각, 현상 등의 공정이 수행된다. 또한 식각, 현상의 공정 전 그리고/또는 후에는 기판의 세척과 건조 공정이 있다.
식각 또는 현상에서는, 기판의 표면에 각각 식각액과 현상액을 공급하여 기판 표면을 처리한다. 이러한 현상과 식각 공정을 거친 기판 표면에는 식각액 또는 현상액 등이 잔존하는데, 이는 세척과정을 통하여 제거하여야 한다. 세척 과정에서는 기판 표면에 세척수 즉, DI(deionized)워터를 분사하여 식각액 또는 현상액을 DI워터로 치환한다. 이 과정에서 치환은 신속하게 이루어져야 하며, 그렇지 않은 경우 기판의 위치에 따라 처리액이 잔존하는 시간이 달라져 기판에 얼룩이 발생할 수 있다.
세척을 마친 기판의 표면에는 세척수가 잔존하는데, 이는 다음 공정을 위해 건조하여 제거하여야 한다. 건조 공정에서는 통상 공기 흐름을 기판에 가하는데, 건조를 촉진하게 위해 가열된 공기 흐름을 가할 수도 있다.
위와 같은 세척과 건조 공정에서, 처리 속도를 빠르게 하기 위해서 기판의 진 행방향과 가로방향으로 노즐부가 형성된 아쿠아 나이프(aqua knife) 또는 에어 나이프(air knife)를 사용한다. 통상 세척에서는 식각액(또는 현상액)과 세척수가 섞이지 않도록 공기를 공급하는 에어 나이프와 세척수를 공급하는 아쿠아 나이프가 각각 마련되어 있다. 또한 통상 건조에는 상온의 공기를 공급하는 에어 나이프와 가열된 공기를 공급하는 에어 나이프가 각각 마련되어 있다.
그런데 각 공정에 사용되는 각 나이프가, 서로 간격을 두고 분리되어 마련되어 있어서 설치 공간을 확보하는 것이 용이하지 않다. 또한 나이프 간의 간격으로 인해 기판의 세척 또는 건조가 균일하지 못해 기판에 얼룩이 발생하는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 기판의 세척 또는 건조에 있어, 적은 공간을 차지하는 장치로 기판에 처리 유체를 공급하면서, 또한 기판 세척 또는 건조가 균일하게 수행되도록 하는 기판처리장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 이송되는 기판 상에 처리 유체를 공급하는 기판처리장치에 있어서, 상기 기판의 이송방향의 가로방향으로 형성된 노즐 유니트와, 상기 노즐 유니트에 상기 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급부를 포함하며, 상기 노즐 유니트는 제1처리유체를 공급하는 제1노즐부와, 제2처리유체를 공급하며 상기 제1노즐부와 평행한 제2처리유체를 공급하는 제2노즐부를 포함하는 것에 의하여 달성될 수 있다.
상기 제1노즐부와 상기 제2노즐부 중 적어도 어느 하나는, 토출 방향이 상기 기판 판면의 수직방향과 소정의 각도를 이루도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1처리유체는 상기 제2처리유체에 앞서서 상기 기판에 공급되며, 상기 제1처리유체는 공기이고 제2처리유체는 세척수인 것이 바람직하다.
상기 제1처리유체는 상기 제2처리유체에 앞서서 상기 기판에 공급되며, 상기 제1처리유체는 상온의 공기이고 제2처리유체는 가열된 공기인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도 1은 본발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 단면도이고, 도 2는 본발명의 실시예에 따른 세척 노즐 유니트의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 크게 식각 배스(200), 세척 배스(300), 건조 배스(400)로 나누어진다. 이외에 처리될 기판(100)을 이송하는 이송부(500)가 마련되어 있다.
식각 배스(200)로 공급되는 기판(100)은 식각될 부분을 노출하고 있다. 즉 식각될 금속층, 전극층, 절연층 등이 노출되어 있으며, 식각이 되지 않을 부분은 감광막으로 덮여 있다.
식각 배스(200)에는 식각액(221)을 스프레이하여 기판(100)의 표면에 공급하는 식각액 스프레이(220)가 마련되어 있다. 식각액 스프레이(220)는 기판(100) 표면에 식각액(221)을 균일하게 공급하도록 복수개가 설치되어 있다.
식각액(221)은 식각 대상에 따라 그 성분이 달라진다. 게이트 배선 또는 데이 터 배선으로 사용되는 알루미늄이나 몰리브덴을 식각할 경우 식각액(221)은 인산, 질산, 아세트산을 포함한다. 탄탈을 식각할 경우 식각액(221)은 불산과 질산을 포함한다. 크롬을 식각할 경우 식각액(221)은 질산암모니움세슘과 질산을 포함한다. 또한 화소전극으로 사용되는ITO(indium tin oxide)를 식각할 경우 식각액(221)은 염산, 질산, 염화철을 포함한다.
도시하지는 않았으나 식각 배스(200)는 식각액 저장탱크와, 식각액(220)을 식각액스프레이(220)로 공급해주는 식각액 공급부를 더 포함한다.
이송부(500)는 콘베이어 벨트 타입으로 되어 있으며, 기판(100)을 식각 배스(200)로부터 세척 배스(300)를 거쳐 건조 배스(400)로 이송한다. 기판(100)은 통상 직사각형 형상으로 되어 있는데, 이송부(500)는 기판(100)의 긴 변과 평행한 방향으로 기판(100)을 이송한다. 이송부(500)는 기판(100)을 이송방향의 가로방향으로 일정각도 기울여서 이송하는 것이 바람직하다. 이는 식각액(221)이 기판(100) 표면을 식각하고 신속히 배출되는 것이 바람직하기 때문이다.
세척 배스(300)는 식각 배스(200)와 유사하게 형성되어 있으며, 세척노즐 유니트(310)와 세척수 스프레이(320)가 마련되어 있다.
세척 노즐 유니트(310)는 공기(313)를 공급하는 제1노즐부(311)와, 세척수(317)를 공급하는 제2노즐부(315)로 구성되어 있다. 여기서 제1노즐부(311)와 제2노즐부(315)는 기판(100)의 이송방향의 가로방향을 따라 상호 평행하게 형성 되어 있으며, 또한 일체형으로 형성되어 있다. 제1노즐부(311)와 제2노즐부(315)의 단부에는 각각 공기(313)와 세척수(317)를 토출하는 노즐 슬릿(312, 316)이 마련되어 있다. 여기서 제1노즐부(311)는 공기(313)를 기판(100) 판면의 수직방향으로 공급하는데 반해 , 제2노즐부(315)는 세척수(317)가 기판(100) 판면의 수직방향과 소정의 각도를 이루면서 공급되도록 형성되어 있다.
세척수(317)를 스프레이하여 기판(100)에 공급하는 세척수 스프레이(320)는 식각액 스프레이(220)와 마찬가지로 복수개로 마련되어 있다.
식각 배스(200)에서와 같이 이송부(500)는 세척 배스(300)에서도 기판(100)을 기판(100) 이송방향의 가로방향으로 기울여서 이송하는 것이 바람직하다. 도시하지는 않았으나 세척 배스(300)는 공기 공급부와 세척액 저장탱크와, 세척액(317)을 제2노즐부(315)와 세척액 스프레이(320)로 공급해주는 세척액 공급부를 더 포함한다.
건조 배스(400) 역시 세척 배스(300)의 세척 노즐 유니트(310)와 유사한 건조노즐 유니트(410)가 마련되어 있다.
건조 노즐 유니트(410)는 상온의 공기(413)를 공급하는 제1노즐부(411)와 가열된 공기(417)를 공급하는 제2노즐부(415)로 구성되어 있다. 여기서 제1노즐부(411)와 제2노즐부(415)는 기판(100)의 이송방향의 가로방향을 따라 상호 평행하게 형성되어 있으며, 또한 일체형으로 형성되어 있다. 제1노즐부(411)와 제2노즐부(415)의 단부에는 각각 상온의 공기(413)와 가열된 공기(417)를 토출하는 노즐 슬릿(412, 416)이 마련되어 있다. 여기서 제1노즐부(411)는 상온의 공기(413)를 기판(100) 판면의 수직방향으로 공급하는데 반해 , 제2노즐부(415)는 가열된 공기(417)가 기판(100) 판면의 수직방향과 소정의 각도를 이루면서 공급되도록 형성되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 기판처리장치를 이용하여 기판(100)을 처리하고 세척하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 설명을 위하여 기판(100)상에 게이트 배선을 형성하는 과정을 예로 들겠다.
기판소재 상에 게이트 금속층을 증착하고, 감광액을 도포한다. 이후 소프트 베이크 과정을 거쳐 감광액 내의 솔벤트를 제거하여 감광막을 형성한다. 솔벤트가 제거된 감광막에 일정한 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 노광을 실시한 후, 현상을 하면 게이트 금속층 상에 감광막 패턴이 완성된다. 이후 아래와 같은 공정을 통해 감광막 패턴으로 가려지지 않은 게이트 금속층을 제거하게 된다.
식각 배스(200)에서 감광막 패턴으로 가려지지 않은 게이트 금속층에 식각액 스프레이(220)를 통하여 식각액(221)을 공급한다. 게이트 금속층으로 널리 사용되는 알루미늄이나 몰리브덴을 식각할 경우 식각액(221)은 인산, 질산, 아세트산을 포함한다. 식각액(221)에 의하여 게이트 금속층은 식각되어 게이트 배선이 형성된다.
이후 이송부(500)는 게이트 금속층이 식각된 기판(100)을 세척 배스(300)로 이송하는데, 기판(100)의 이송방향의 가로방향으로 경사지게 이송한다.
식각 배스(200)로부터 세척 배스(300)로 이송된 기판(100)의 표면에는 식각액(221)과 식각되어 분리된 게이트 금속층이 잔류하고 있다. 이를 신속히 제거하기 위해 세척수 스프레이(320)를 이용한 세척수(317)공급에 앞서, 세척 노즐 유니트(310)를 통해 세척수(317)를 다량으로 공급하는 것이다. 여기서 공기(313)를 공급하는 제1노즐부(311)는 세척수(317)가 식각 배스(200)로 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다. 세척수(317)가 식각 배스(200)로 역류하면, 식각 배스(200)내의 식각액(221)의 농도가 변하여 공정이 불안정해진다.
세척 배스(300)에서 기판(100)은 제1노즐부(311)를 통해 공기(313)를 공급받으며, 곧 이어 제2노즐부(315)를 통하여 세척수(317)를 공급 받는다. 제1노즐부(311)와 제2노즐부(315)가 일체형이기 때문에 공기(313) 공급과 세척수(317) 공급간의 간격이 매우 짧다. 이에 의해 기판(100)의 세척이 균일하게 이루어져서 기판(100)에 얼룩이 발생할 우려가 적다. 또한 공기(313)와 세척수(317)를 공급하기 위한 세척 노즐 유니트(310)의 설치 공간도 절약할 수 있다. 여기서 제2노즐부(315)에서 공급되는 세척수(317)는 기판(100)의 수직방향에 소정 각도를 가지고 공급되는데, 이는 세척수(317)가 공급되는 영역과 공기(313)가 공급되는 영역에 일정한 간격을 두어 세척수(317)가 식각 배스(200)로 역류되는 것을 막기 위함이다.
세척노즐 유니트(310)를 거치면서 식각액(221)과 식각된 게이트 금속층이 신속히 제거된다. 이후 기판(100)은 세척수 스프레이(320)로부터의 세척수(317)를 공급받으로면서 완전히 세척된다.
세척 배스(300)를 거친 기판(100)은 이어서 건조 배스(400)로 이송된다.
건조 배스(400)에서 기판(100)은 제1노즐부(411)를 통해 상온의 공기(413)를 공급 받으며, 곧 이어 제2노즐부(415)를 통하여 가열된 공기(417)를 공급 받는다. 제1노즐부(411)와 제2노즐부(415)가 일체형이기 때문에 상온의 공기(413) 공급과 가열된 공기(417) 공급간의 간격이 매우 짧다. 이에 의해 기판(100)의 건조가 균일하게 이루어져서 기판(100)에 얼룩이 발생할 우려가 적다. 또한 상온의 공기(413)와 가열된 공기(417)를 공급하기 위한 건조노즐 유니트(410)도 좁은 공간에 설치할 수 있다.
위 실시예에서는 식각 배스(200)에 연결된 세척 배스(300)와 건조 배스(400)에 대하여 설명하였으나, 현상에 이은 세척과 건조에 대하여도 본 발명은 적용될 수 있다. 또한 세척노즐 유니트(310) 또는 건조노즐 유니트(410)는 3개 이상의 노즐부를 포함할 수도 있다.
또한 위 실시예에서는 액정표시장치용 기판에 대하여만 설명하였으나, 본 발명에서의 기판은 유기 EL과 같은 평판표시장치에 사용되는 기판과 반도체 웨이퍼(wafer)를 모두 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 적은 공간으로 기판에 처리유체를 공급하면서도 기판 세척 또는 건조가 균일하게 수행되도록 하는 기판처리장치가 제 공된다.
Claims (4)
- 이송되는 기판 상에 처리 유체를 공급하는 기판처리장치에 있어서,상기 기판의 이송방향의 가로방향으로 형성된 노즐 유니트와,상기 노즐 유니트에 상기 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급부를 포함하며,상기 노즐 유니트는 제1처리유체를 공급하는 제1노즐부와, 토출 방향이 상기 기판 판면의 수직방향으로부터 상기 이송방향으로 기울어져 제2처리유체를 공급하며 상기 제1 노즐부와 일체형으로 결합된 제2노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제1처리유체는 상기 제2처리유체에 앞서서 상기 기판에 공급되며,상기 제1처리유체는 공기이고 제2처리유체는 세척수인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1처리유체는 상기 제2처리유체에 앞서서 상기 기판에 공급되며,상기 제1처리유체는 상온의 공기이고 제2처리유체는 가열된 공기인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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