KR101069842B1

KR101069842B1 - 기판 처리 시스템

Info

Publication number: KR101069842B1
Application number: KR1020090040940A
Authority: KR
Inventors: 배경빈; 윤형석; 강창호; 한경록; 남궁성태; 이태성
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2011-10-04
Also published as: JP2012526653A; JP5430749B2; TW201115806A; WO2010131878A2; KR20100121975A; TWI427838B; CN102422455B; WO2010131878A3; CN102422455A

Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 화합물을 기판에 코팅하는 과정에서 유기 화합물의 확산에 의한 챔버 내부의 오염을 방지하는 오염방지 수단이 구비된 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과, 상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈을 포함한다.

유기발광다이오드, 코팅, 봉지공정, 오염방지, 냉각트랩, OLED

Description

기판 처리 시스템{Substrate processing system}

유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; 이하 "OLED"라 함)는 발광층이 박막의 유기 화합물(conjugated polymers)로 이루어지는 발광 다이오드로서, 형광성 유기 화합물에 전류를 통과시켜 빛을 발생시키는 전계 발광(electroluminescence) 현상을 이용한다. 이러한 OLED는 일반적으로 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 색변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식 등으로 주요 컬러를 구현하며, 사용하는 발광재료에 포함된 유기 물질의 양에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED로 구분된다. 또한, 구동방식에 따라 수동형 구동방식(passive matrix; PM)과 능동형 구동방식(active matrix; AM)으로 구분된다.

최근, OLED는 휴대전화나 디지털카메라 등과 같은 소형 기기의 디스플레이에 주로 사용되고 있으며, OLED의 기판 재질을 유리(glass)에서 필름(film)으로 대체할 경우에는 접힘이 가능한 두루마기 형태로도 제작이 가능하기 때문에 향후 다양 한 분야에서 활용될 가능성이 높다.

OLED의 제조를 위해서는 기판 상에 발광층인 유기 화합물을 다층 박막의 형태로 코팅시키는 공정 및 외부로부터 유기 발광층의 내부로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지하고, 외부의 충격으로부터 유기 발광층을 보호하는 봉지(encapsulation) 공정이 요구된다.

OLED를 제조하는 종래의 기판 처리 시스템은 기판을 정렬하고 마스크를 배치하는 정렬 모듈, 마스크실드 모듈과, 마스크가 형성된 기판에 액체 상태의 유기 화합물을 분사하는 코팅 모듈과, 박막의 형태로 유기 화합물이 코팅된 기판에 자외선을 조사하는 경화 모듈 및 경화 처리된 기판을 냉각시키는 냉각 모듈을 포함한다. 또한, 코팅 모듈의 일측에는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버의 내부를 진공 상태로 유지시키기 위한 압력 조절수단으로서의 펌프와, 액체 상태의 유기물을 단위체(monomer)로 공급하는 유기물 공급부가 연결된다.

그런데 종래의 코팅 모듈에서, 코팅 모듈의 챔버 내부에 구비되어 기판을 향해 유기물을 분사하는 분사기가 챔버 외부의 펌프와 일직선의 단순한 형태로 연결되기 때문에, 확산 및 응축이 용이한 성질을 갖는 유기물에 의해 분사기와 펌프를 연결하는 관의 내경이 막히거나 또는 펌프가 오염되어 기계적인 손상이 발생되는 문제가 있었다. 또한, 종래의 코팅 모듈에서 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물이 챔버 내부에서 용이하게 확산 및 응축되어 챔버의 내부벽을 오염시키는 문제가 있었다.

한편, 코팅 모듈을 통과한 기판에 자외선을 조사하여 유기물이 코팅된 기판 을 경화시키는 종래의 경화 모듈에서는 자외선 램프와 기판 사이에 놓이는 투과창의 온도가 기판의 온도보다 상대적으로 낮기 때문에, 기판에서 탈락된 유기물 입자가 투과창의 상면에 달라붙는 문제가 있었다. 즉, 투과창이 유기물에 의해 오염되어 자외선을 투과시키는 투과율이 저하되고, 불균일하게 기판을 경화시키는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 OLED의 제조를 위하여 유기 화합물을 기판에 코팅하는 과정에서, 유기 화합물의 확산에 의한 챔버 내부의 오염을 방지하는 오염방지 수단이 구비된 기판 처리 시스템을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 처리 공간을 구비한 챔버와, 상기 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하고, 상기 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하는 냉각 플레이트를 구비한 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프와, 상기 분사부에 유기물을 공급하는 제 1 공급부 및 상기 분사부와 상기 냉각트랩에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 처리 공간을 구비한 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 기판에 자외선을 조사하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프와, 상기 자외선 램프를 수납하는 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 개방된 상부에 결합되어 상기 자외선 램프에서 조사된 자외선을 상기 기판을 향해 투과시키는 투과창과, 상기 투과창의 가장자리를 따라 상기 램프 하우징에 부착되는 가열코일 및 상기 자외선 램프와 상기 가열코일에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과, 상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈을 포함한다.

본 발명에 따르면 챔버의 내부에서 기판을 향해 유기물을 분사하는 코팅 모듈에서, 코팅 모듈의 내부에 구비되는 분사부에 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하는 냉각 플레이트를 구비시켜 챔버 내부의 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 분기 또는 굴절된 부분을 갖는 펌프연결관을 통해 분사부와 펌프를 연결시켜 유기물에 의한 펌프연결관의 막힘 현상 및 펌프의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 기판을 경화시키는 경화 모듈에서 투과창의 가장자리를 따라 가열코일을 설치하고 투과창을 가열함으로써 기판으로부터 유기물이 탈락되는 양을 감소시키고 투과창의 오염을 방지하여 기판의 전면을 고르게 경화시킬 수 있다.

따라서, 위와 같은 오염방지 수단이 구비된 코팅 모듈과 경화 모듈을 포함하는 기판 처리 시스템을 통해 유기물의 확산 및 응축에 의해 야기되는 부품의 보수 및 교체를 최소화하여 보수나 교체에 따른 공정시간을 단축시키고 공정비용을 절감 할 수 있으며, 작업 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)은 기판(10)을 정렬한 후 마스크(mask)를 배치하는 정렬 모듈(align module; 1300) 및 마스크실드 모듈(mask shield module; 1400)과, 마스크를 형성한 기판(10)에 액체 상태의 유기물을 분사하고, 유기물의 확산 및 응축에 의한 내부의 오염을 방지하는 수단이 구비된 코팅 모듈(coating module; 1500)과, 자외선(UV)을 조사하여 박막의 형태로 기판(10)에 코팅된 유기물(M)을 경화시키는 동시에 기판(10)으로부터 유기물(M)의 탈락을 줄이는 가열수단이 구비된 경화 모듈(hardening module; 1600)과, 경화 처리된 기판(10)을 냉각시키는 냉각 모듈(cooling module; 1700) 및 기판 처리 시스템(1000)을 형성하는 복수의 구성부의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 또한, 미도시되었지만 챔버(1100)의 외부 또는 내부에서 기판(10)을 수 평 이송시키기 위한 기판 이송부를 포함한다.

본 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)에서 복수의 구성부, 즉 정렬 모듈(1300), 마스크실드 모듈(1400), 코팅 모듈(1500), 경화 모듈(1600) 및 냉각 모듈(1700) 등은 기판 처리 공정이 진행되는 방향을 따라 일렬로 정렬되는 인라인(in-line) 타입으로 연결되었지만, 복수의 구성부가 방사형으로 정렬되는 클러스터(cluster) 타입 또는 기타 여러 형태로도 연결될 수 있다.

기판 처리 시스템(1000)에 포함되는 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)는 각각 독립된 기판 처리 공간을 가지고 있으며, 이를 위해 다른 구성부와 구분되는 독립된 챔버를 형성하거나 또는 일체형으로 이루어진 챔버의 내부 공간을 복수개로 분할하여 형성할 수도 있다.

챔버(1100)의 일측면 또는 양측면에는 챔버(1100)의 내부 또는 외부로 반출입되는 기판(10)을 통제하기 위한 게이트부(1200)가 형성되며, 게이트부(1200)의 개폐 동작은 기판 이송부와 연동하여 제어부에 의해 제어된다.

본 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)에서 기판(10)이 인입 및 반출되는 과정을 예를 들어 살펴보면, 코팅 모듈(1500)에서 기판 처리 공정이 완료되면 제어부에 설정된 시간차를 가지고 외부 게이트(1200a, 1200f)와 내부 게이트(1200b, 1200c, 1200d, 1200e)의 개폐가 제어되어 코팅 모듈(1500)에 위치한 기판(10)은 다음 공정을 위한 경화 모듈(1600)로 이송되고, 마스크실드 모듈(1400)에 위치한 후속 기판(미도시)은 코팅 모듈(1500)로 이송되는 등 연속적으로 기판(10)이 이송되는 기판 처리 공정이 수행된다. 이와 같이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)에서 기판(10)의 이송이 연속적으로 이루어짐에 따라 기판 처리 공정에 소요되는 시간이 단축될 수 있다. 물론, 하나의 기판이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)에 인입되어 기판 처리의 전공정을 수행하여 반출된 후 새로운 후속 기판이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)로 인입되어 기판 처리가 수행되도록 제어할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 코팅 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 분사기 몸체의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 펌프연결관의 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 코팅 모듈(1500)은 기판(10)의 처리 공간을 제공하는 챔버(1100)와, 챔버(1100)의 내부에서 기판(10)에 유기물을 분사하고, 기판(10)에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물(M)의 확산을 방지하는 냉각 플레이트(3500)를 구비한 분사부(3000)와, 챔버(1100)의 외측 하부에 위치하고 냉각트랩(2180)이 설치된 펌프연결관(2150a)을 통해 분사부(3000)와 연결되는 펌프(2120a)와, 분사부(3000)에 유기물(M)을 공급하는 제 1 공급부(2200) 및 분사부(300)와 냉각트랩(2180)에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부(2300)를 포함한다.

분사부(3000)는 비어있는 몸체의 내부 공간을 상하로 관통하는 분사구(3110) 및 흡입구(3120)가 형성된 분사기 몸체(3100)와, 분사기 몸체(3100)의 내부에 구비되어 제 1 공급부(2200)를 통해 공급받은 유기물(M)을 분사구(3110)를 통해 기판(10)에 분사하는 분사노즐(3300)과, 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 구동하여 분사구(3110)를 개폐하는 분사구도어(3200)로 이루어지는 분사기와, 분사기의 상측에서 기판(10)의 이송 방향(X방향)을 따라 수평하게 설치되고, 제 2 공급부(2300)를 통해 공급받은 냉각제가 순환되는 냉각통로(3514)가 형성된 냉각 플레이트(3500) 및 분사기의 외측에서 냉각 플레이트(3500)를 수직으로 지지하고, 제 2 공급부(2300)와 냉각 플레이트(3500)의 냉각통로(3514)를 연결시키는 냉각제 이송통로(3410)가 내부에 형성된 복수의 지지바(3400)를 포함한다.

분사기 몸체(3100)는 챔버(1100)의 내부 압력이 진공 상태 또는 대기압 상태로 변하더라도 변형이나 파손 등이 잘 일어나지 않도록 상단 및 하단이 돌출된 원형의 수직 단면을 갖는 원통형의 몸체로 이루어지며, 돌출된 상단 및 하단에는 각각 분사구(3110)와 흡입구(3120)가 형성된다. 분사기 몸체(3100)의 길이(L2)는 기판(10)의 폭(W1) 보다 같거나 크게 형성되어 기판(10)의 이송시 유기물이 분사되지 않는 영역을 기판(10)에 형성하지 않는다. 여기서, 분사기 몸체(3100)의 연장되는 길이방향은 기판(10)의 진행 방향(X방향)과 교차한다.

분사기 몸체(3100)의 연장되는 길이방향을 따라 분사기 몸체(3100)의 내부를 관통하여 분사노즐(3300)이 수평하게 설치된다. 분사노즐(3300)의 몸체 길이(L1)는 분사기 몸체(3100)의 길이(L2) 보다 같거나 길게 형성되어 분사노즐(3300)의 양단이 분사기 몸체(3100)의 양측면에 걸쳐지도록 돌출된다. 변형예로서, 분사노즐(3300)의 양단이 분사기 몸체(3100)의 양측면으로 돌출되지 않도록 하는 경우에는 분사노즐(3300)을 지지할 수 있는 분사노즐 지지대(미도시)를 분사기 몸체(3100)의 내부에 설치하여 분사노즐(3300)의 길이(L1)를 줄일 수 있다.

분사노즐(3300)은 챔버(1100)의 외측에 구비되어 유기물을 공급하는 제 1 공 급부(2200)와 연결되는 분사액수용부(3310)와, 분사액수용부(3310)의 상측으로 돌출되도록 형성되어 유기물을 내뿜는 분사슬릿(3320)을 포함한다. 분사슬릿(3320)의 높이(H)는 분사기 몸체(3100)의 내경(r)보다 작으면서 분사슬릿(3320)의 최상부가 분사구(3110)와 인접하도록 형성된다.

분사구도어(3200)는 분사기 몸체(3100)에 형성된 분사구(3110)를 개폐하는데, 원통형의 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 구동하기 때문에 곡면의 플레이트로 형성된다.

분사구도어(3200)는 기판 처리 공정이 이루어지지 않을 때, 즉 분사노즐(3300)에서 유기물(M)의 분사가 이루어지지 않을 때에는 분사구(3110)를 닫고, 기판(10)이 코팅 모듈(1500)로 인입되어 분사부(3000)의 상측으로 이송되면 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 분사구(3110)를 개방한다. 이후, 개방된 분사구(3110)를 통해 분사노즐(3300)의 분사슬릿(3320)으로부터 액체 상태의 유기물(M)이 기판(10)을 향해 분사된다. 한편, 기판(10)이 분사부(3000)의 상측을 통과하여 일정한 거리만큼 더 이송된 후에는 분사구도어(3200)가 초기 위치로 복귀하여 분사구(3110)를 다시 닫는다. 물론, 기판(10)이 분사부(3000)의 상측에서 이송경로를 왕복하는 경우에는 기판(10)이 분사부(3000)를 최종적으로 통과할 때까지 분사구(3110)를 개방된 상태로 유지시킨다. 분사구도어(3200)의 구동을 위해 분사기 몸체(3100)의 일측에는 분사구도어 구동수단이 구비되며, 분사구도어 구동수단은 제 2 공급부(2300)와 연결되어 전력을 공급받는다. 한편, 분사구도어(3200)의 개폐 동작은 제어부에 의해 제어된다.

본 실시예에서는 분사구도어(3200)가 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 회전하도록 구성하였지만, 분사구도어(3200)를 분사기 몸체(3100)의 외주면을 따라 회전 이동하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

코팅 모듈(1500)의 외측 하부에는 분사기 몸체(3100)의 흡입구(3120)와 연결되며 펌프연결관(2150; 2150a, 2150b), 펌프(2150; 2150a, 2150b)를 포함하는 펌프부(2100)가 구비된다. 본 실시예에서 펌프연결관(2150)은 챔버(1100)의 하부면을 관통하는 흡입구(3120)와 연결되는 제1펌프연결관(2150a)과, 챔버(1100)와 직접 연결되는 제2펌프연결관(2150b)으로 구분되는데, 종래와 차이점을 갖는 제1펌프연결관(2150a)을 중심으로 살펴보기로 한다.

제1펌프연결관(2150a)은 흡입구(3120)의 하측에 연결되어 연장되는 길이방향이 지면에 수직인 방향을 향하고, 흡입구(3120)와 인접하여 냉각트랩(cooling trap; 2180)이 설치되는 수직연결관과, 수직연결관의 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기되어 제1펌프(2120a)가 내장되는 수평연결관(2154) 및 수직연결관의 하단에 구비되어 낙하된 유기물을 집적하는 유기물 수용부(2190)를 포함한다.

제1펌프연결관(2150a)은 연장되는 길이방향이 지면에 수직한 방향을 이루는 단순한 선형의 몸체로 구성되지 않고, 연장되는 길이방향에 교차하도록 분기부, 즉 수평연결관(2154)이 추가로 형성되며, 이러한 수평연결관(2154)의 내부로 제1펌프(2120a)가 설치된다. 즉, 본 실시예에서는 제1펌프연결관(2150a)의 연장되는 길이방향의 선상에서 벗어난 위치에 제1펌프(2120a)를 설치할 수 있도록 분기부를 형성하였다. 한편, 변형예로서 제1펌프연결관(2150a)의 일부, 즉 최하단을 수평 방향 으로 굴곡시키고, 그 굴곡된 부분에 제1펌프(2120a)를 설치할 수도 있다. 이 경우에느 후술되는 유기물 수용부(2190)는 제1펌프연결관(2150a)의 내부에서 굴곡부의 상부에 위치하게 된다.

이와 같이 흡입구(3120)를 통해 흡입된 유기물이 제1펌프(2120a)의 상부로 직접 낙하하는 것을 방지함으로써 유기물에 의한 제1펌프(2120a)의 오염과, 오염에 따른 기계적인 손상을 방지할 수 있다.

제1펌프연결관(2150a)의 상부, 즉 흡입구(3120)와 인접한 부분에는 냉각트랩(2180)이 설치되어 제1펌프연결관(2150a)의 내부를 냉각시킨다.

냉각트랩(2180)은 제1펌프연결관(2150a)의 수직연결관의 일측에서 내부로 삽입되어 제 2 공급부(2300)에서 공급하는 냉각제가 순환되는 냉각코일(cooling coil; 2182)과, 냉각코일(2182)에 끼워져 수직연결관의 내부에서 냉각 영역을 확장시키는 복수의 냉각판(cooling plate; 2184) 및 냉각코일(2182)을 수직연결관에 위치고정시키는 밀폐덮개(2186)를 포함한다. 제1펌프연결관(2150a)의 압력 손실을 방지하기 위해 원형의 밀폐덮개(2186)와 제1펌프연결관(2150a) 사이에는 실링(sealing) 처리가 이루어진다. 냉각트랩(2180)을 제1펌프연결관(2150a)의 상부에 설치함으로써 유기물에 의한 제1펌프연결관(2150a)의 막힘 현상을 최소화할 수 있다.

냉각코일(2182)은 지면에 수평하게 여러 겹으로 굴곡되며, 냉각코일(2182)에 삽입되는 냉각판(2184)은 지면에 대하여 수직 방향으로 경사가 형성되어 유기물이 제1펌프연결관(2150a)을 따라 낙하하는 과정에서 접할 수 있는 면적을 확장시켜 유 기물을 보다 용이하게 냉각시킨다.

제1펌프연결관(2150a)의 하단부에는 냉각트랩(2180)에 의해서 냉각된 유기물이 낙하하여 모아지는 유기물 수용부(2190)가 구비된다.

유기물 수용부(2190)는 제1펌프연결관(2150a)의 내측 하부 공간에 놓여지는 수용 용기(2192)와, 제1펌프연결관(2150a)의 하단 일측면에 형성되어 수용 용기(2192)를 외부로 꺼낼 수 있도록 여닫음이 가능한 용기입출입 도어(미도시)를 포함한다. 용기입출입 도어와 제1펌프연결관(2150a) 사이에도 실링 처리가 이루어져 압력이 손실 및 유기물이 제1펌프연결관(2150a)의 외부로 빠져나가는 것을 방지한다.

본 실시예에서는 분사부(3000)와 연결된 제1펌프연결관(2150a)에만 분기부를 형성하고 냉각트랩(2180)을 설치하였지만, 챔버(1100)의 내부 공간과 직접 연결되는 제2펌프연결관(2150b)에도 분기부를 형성하고 냉각트랩을 설치할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 사용되는 펌프(2120; 2120a, 2120b)는 펌프 날개를 고속으로 회전하여 기체분자를 한 방향으로 배기시키는 기계적 진공 펌프인 터보 분자 펌프(turbo molecular pump; TMP)가 사용되었다.

분사기 몸체(3100)의 상단에는 기판(10)의 진행 방향(X방향)을 따라 수평하게 냉각 플레이트(3500)가 놓여진다. 이를 위해 분사기 몸체(3100)의 외측면에 인접하여 챔버(1100)의 내측 하부면에서 수직으로 복수의 지지바(3400)가 세워진다. 본 실시예에서는 냉각 플레이트(3500)가 사각 형상으로 이루어지며, 지지바(3400)는 4개가 사용되어 냉각 플레이트(3500) 하부면의 모서리부를 수직으로 지지한다.

냉각 플레이트(3500)의 내부에 구비된 냉각수단에 냉각제를 공급하고 배출시키기 위하여 냉각 플레이트(3500)를 지지하는 지지바(3400)의 내부에는 냉각제 공급 및 배출을 위한 통로가 형성된다.

냉각 플레이트(3500)의 내부에는 냉각수단이 구비되어 기판(10)과 인접하여 위치하는 냉각 플레이트(3500)의 온도를 낮출 수 있다. 즉, 기판(10)을 향해 분사된 유기물 입자가 기판(10)에 코팅되지 못하고 탈락되는 경우에, 온도가 낮추어진 냉각 플레이트(3500)에 유기물 입자가 접착 혹은 부착되도록 하여 챔버(1100)의 내부 공간으로 확산 및 응축되는 것을 최소화한다.

냉각 플레이트(3500)에 관하여 후술되는 도 5 및 도 6을 통해 상세히 살펴본다.

도 5는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 변형된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 냉각 플레이트(3500)는 복수의 지지바(3400)의 상단에 안착되며, 분사구(3110)와 대응되는 수직의 제 1 관통홀(3512)이 몸체의 중앙부에 형성되고, 제 1 관통홀(3512)의 양측으로 냉각제 이송통로(3410)와 연결되는 냉각통로(3514)가 상부면 내측 전면에 형성된 하부 플레이트(3510)와, 제 1 관통홀(3512)과 대응되는 수직의 제 2 관통홀(3522)이 형성되고 하부 플레이트(3510)의 상부면에 부착되는 상부 플레이트(3520)를 포함한다. 여기서, 냉각통로(3514)는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형(도5 참조) 또는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되는 격자형(도6 참조)으로 이루어진다.

제 1 관통홀(3512)의 폭(W3)과 길이(L3)는 분사노즐(3300)의 크기에 따라 결정되는데, 일반적으로 유기물의 분사시 악영향을 주지 않기 위하여 제 1 관통홀(3512)의 단면적은 분사노즐(3300)에서 분사슬릿(3320)의 개방된 면적보다 크게 형성된다.

일체형으로 이루어지는 하부 플레이트(3510)는 상부 플레이트(3520)처럼 제 1 관통홀(3512)를 기준으로 분할될 수 있으며, 반대로 상부 플레이트(3520)는 하부 플레이트(3510)처럼 중앙부에 제 2 관통홀(3522)이 형성된 일체형으로 형성될 수 있다. 하부 플레이트(3510)의 내측 상부면에 형성된 냉각통로(3514)는 냉각제가 순환될 수 있도록 하부 플레이트(3510)의 모서리부를 지지하고 있는 복수의 지지바(3400)에 형성된 냉각제 이송통로(3410)와 연결된다. 냉각제 이송통로(3410)의 일단이 냉각통로(3514)와 연결된 상태에서 냉각제 이송통로(3410)의 타단은 챔버(1100)의 외측에서 냉각제를 공급하는 제 2 공급부(2300)와 연결된다.

상부 플레이트(3520)는 냉각 효율이 높은 금속 재질로 이루어져 냉각통로(3512)에서 순환되는 냉각제에 의해 빠르게 냉각될 수 있다.

냉각통로(3512)는 도 5에서와 같이 냉각제가 순환되는 과정에서 순환경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형으로 형성될 수 있으며, 도 6에서와 같이 냉각제가 순환되는 과정에서 순환경로가 중복되거나 또는 겹쳐지는 격자형으로 형성될 수 있다.

위와 같은 냉각 플레이트(3500)를 기판(10)과 인접한 위치에 배치시키고, 냉각 플레이트(3500)의 전면을 냉각시킴으로써 기판(10)에서 코팅되지 못하고 챔버(1100)의 내부 공간으로 확산되는 유기물을 냉각 플레이트(3500)에서 집중적으로 응축이 이루어지게 한다. 즉, 유기물이 챔버(1100)의 내부 공간으로 무질서하게 확산되어 챔버(1100)의 내측벽을 오염시키는 것을 냉각 플레이트(3500)를 통해 방지할 수 있다. 한편, 미도시되었지만 냉각 플레이트(3500)의 둘레를 따라 응축된 유기물을 수용할 수 있는 수용부를 추가로 장착하거나 수용홈을 형성시킬 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 경화 모듈의 자외선 발생부를 도시한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 발생부(4000)는 자외선을 발생하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프(4200)와, 자외선 램프(4200)를 수납하고 상부가 개방된 램프 하우징(4300)와, 램프 하우징(4300)의 개방된 상부면을 덮으며 자외선 램프(4200)에서 발생된 자외선을 투과시키는 투과창(4100)과, 투과창(4100)의 가장자리를 감싸는 오염방지 수단으로서의 가열코일(4500) 및 자외선 램프(4200)와 가열코일(4500)에 전력을 공급하는 전력공급부(4400)를 포함한다.

자외선 램프(4200)는 기판(10)의 전면에 자외선을 조사할 수 있도록 기판(10)이 진행하는 방향과 교차하는 기판(10)의 폭(W1) 방향으로 길게 놓아지며, 기판(10)의 폭(W1)보다 긴 길이(L4)를 갖는다. 자외선 램프(4200)는 적어도 하나가 구비되는데, 자외선 램프(4200)의 사용 개수가 증가할수록 기판(10)의 경화 효율을 향상시킬 수 있지만 설치 비용이 증가하기 때문에 경화 대상의 크기, 처리 속도 등을 고려하여 자외선 램프(4200)의 사용 개수가 결정된다.

자외선 램프(4200)를 수납하는 램프 하우징(4300)는 본 실시예에서 사각 기둥 형상으로 형성시켰으나, 사각 기둥 형상에 제한받지 않고 다양한 형태로 제작할 수 있다. 램프 하우징(4300)의 상단은 개방되며, 램프 하우징(4300)의 하부면은 경화 모듈(1600)의 챔버의 내측 바닥면에 안착된다.

램프 하우징(4300)의 개방된 상단에는 투과창(4100)이 결합되어, 자외선 램프(4200)에서 조사된 자외선이 투과창(4100)를 투과하여 기판(10)으로 조사된다.

투과창(4100)의 가장자리를 감싸는 가열수단, 즉 가열코일(4500)에 의해서 투과창(4100)의 온도가 상승된다. 종래에는 투과창에 가열수단이 구비되지 않아 유기물이 상대적으로 온도가 낮은 투과창(4100)으로 기판(10)에서 탈락되어 부착되는 경우가 발생하였다. 이렇게 투과창(4100)의 상면에 탈락된 유기물은 자외선의 조사를 방해하는 방해물로 작용하여 기판(10)을 고르게 경화시킬 수 없었다.

반면, 본 발명은 자외선 발생부(4000)의 투과창(4100) 주변에 가열코일(4500)을 구비함으로써 투과창(4100)의 온도를 상승시켜 기판(10)에서 유기물이 투명창(4100)의 상면으로 탈락되어 부착되는 것을 감소시킬 수 있다. 즉, 투과창(4100)의 오염을 줄임으로써 기판(10)의 전면에 자외선을 고르게 조사할 수 있다.

이상과 같이 전술한 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 오염 방지수단이 구비된 코팅 모듈과 경화 모듈을 포함한다. 기판 처리 시스템에는 본 발명에 따른 코팅 모듈 및 경화 모듈이 개별적으로 적용될 수도 있으며 동시에 적용될 수도 있다.

이러한 기판 처리 시스템은 기판에 코팅되는 유기물이 챔버의 내부에서 확산 및 응축되어 챔버의 내부를 오염시키는 것을 최소화 또는 방지할 수 있으며, 이로 인해 기판의 품질을 향상시키고, 기판 처리공정을 단축시키며, 유지 보수 및 교체 에 따른 비용을 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 코팅 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 도시된 분사기 몸체의 개략적인 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 펌프연결관의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 상부 플레이트의 구조를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 상부 플레이트의 변형된 구조를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 경화 모듈의 자외선 발생부를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 기판 1000 : 기판 처리 시스템

1100 : 챔버 1500 : 코팅 모듈

1600 : 경화 모듈 2100 : 펌프부

2180 : 냉각트랩 2190 : 유기물 수용부

2200 : 제 1 공급부 2300 : 제 2 공급부

3000 : 분사부 3500 : 냉각 플레이트

3512 : 냉각통로 4000 : 자외선 발생부

4100 : 투과창 4500 : 가열코일

Claims

처리 공간을 구비한 챔버와;

상기 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하고, 상기 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하도록 몸체의 내부 공간을 상하로 관통하는 분사구 및 흡입구가 형성된 분사기 몸체와, 상기 분사기 몸체의 내부에 구비되어 공급받은 유기물을 상기 분사구를 통해 상기 기판에 분사하는 분사노즐과, 상기 분사기 몸체의 내주면을 따라 구동하여 상기 분사구를 개폐하는 분사구도어로 이루어지는 분사기와, 상기 분사기의 상측에서 상기 기판의 이송 방향을 따라 수평하게 설치되고, 공급받은 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성되는 냉각 플레이트를 포함하는 분사부와;

상기 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프와;

상기 분사부에 유기물을 공급하는 제 1 공급부; 및

상기 분사부와 상기 냉각트랩에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부;

를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 분사부는,

상기 분사기의 외측에서 상기 냉각 플레이트를 수직으로 지지하고, 상기 제 2 공급부와 상기 냉각 플레이트의 냉각통로를 연결시키는 냉각제 이송통로가 내부에 형성된 복수의 지지바;

를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 분사기 몸체는, 상단과 하단이 돌출된 원형의 수직 단면을 갖는 원통형의 몸체로서, 상기 분사기 몸체의 길이는 상기 기판의 폭 길이보다 같거나 또는 크게 형성되고, 상기 분사기 몸체의 연장되는 길이 방향은 상기 기판의 진행 방향과 교차하는 방향인 기판 처리 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 냉각 플레이트는,

상기 복수의 지지바의 상단에 안착되며, 상기 분사구와 대응되는 수직의 제 1 관통홀이 몸체의 중앙부에 형성되고, 상기 제 1 관통홀의 양측으로 상기 냉각제 이송통로와 연결되는 상기 냉각통로가 상부면 내측 전면에 형성된 하부 플레이트와;

상기 제 1 관통홀과 대응되는 수직의 제 2 관통홀이 형성되고 상기 하부 플레이트의 상부면에 부착되는 상부 플레이트;를 포함하되,

상기 냉각통로는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형 또는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되는 격자형으로 이루어지는 기판 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 펌프연결관은,

상기 흡입구의 하측에 연결되어 연장되는 길이방향이 지면에 수직인 방향을 향하고, 상기 흡입구와 인접하여 상기 냉각트랩이 설치되는 수직연결관과;

상기 수직연결관의 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡되어 상기 펌프가 내장되는 수평연결관; 및

상기 수직연결관의 하단에 구비되어 낙하된 유기물을 집적하는 유기물 수용부;를 포함하는 기판 처리 시스템.
제 5항에 있어서,

상기 냉각트랩은, 상기 수직연결관의 일측에서 내부로 삽입되어 상기 제 2 공급부에서 공급하는 냉각제가 순환되는 냉각코일과;

상기 냉각코일에 끼워져 냉각 영역을 확장시키는 복수의 냉각판; 및

상기 냉각코일을 상기 수직연결관에 위치고정시키는 밀폐덮개;를 포함하는 기판 처리 시스템.
처리 공간을 구비한 챔버와;

상기 챔버의 내부에 설치되어 기판에 자외선을 조사하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프와;

상기 자외선 램프를 수납하는 램프 하우징과;

상기 램프 하우징의 개방된 상부에 결합되어 상기 자외선 램프에서 조사된 자외선을 상기 기판을 향해 투과시키는 투과창과;

상기 투과창의 가장자리를 따라 상기 램프 하우징에 부착되는 가열코일; 및

상기 자외선 램프와 상기 가열코일에 전력을 공급하는 전력공급부;를 포함하는 기판 처리 시스템.
챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과;

상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈;을 포함하는 기판 처리 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 코팅 모듈과 상기 경화 모듈은 인라인 타입 또는 클러스터 타입으로 연 결되는 기판 처리 시스템.