KR101097509B1 - 기판 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기판 세정장치는 대면적 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결하는데 있어 인서트 블록(insert block)을 이용한 간접 체결방식을 적용함으로써 체결에 따른 다공성 세정판의 손상 및 스트레스(stress)를 억제하는 한편 공기 누설(air leak)을 방지하기 위한 것으로, 외부로부터의 기판을 진입시키기 위한 기판 진입안내부; 상기 기판 진입안내부로부터 기판을 공급받아 상기 기판에 형성된 이물질을 제거하는 이물질 제거부; 상기 이물질 제거부로부터 상기 기판을 공급받아 상기 기판에 남아 있는 이물질을 세정하여 제거하는 이물질 세정부; 및 상기 이물질 세정부로부터 반출되는 기판의 위치를 제어하기 위한 위치제어부를 포함하여 구성되며, 상기 이물질 세정부는 다수개의 체결 홀이 형성된 인서트 블록, 일정 간격으로 형성된 홈 내에 상기 인서트 블록이 삽입되는 다공성 세정판 및 상기 인서트 블록의 체결 홀을 통해 체결나사가 끼워져 상기 다공성 세정판과 결합되는 매니폴드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
기판 세정장치, 다공성 세정판, 체결 홀, 매니폴드, 인서트 블록

Description

기판 세정장치{APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이물질 세정부를 구성하는 다공성 세정판과 매니폴드 사이의 누설을 방지하는 한편 체결에 따른 다공성 세정판의 손상을 억제할 수 있는 대면적 기판 세정장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
디스플레이는 자체가 빛을 내는 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광(Electrouminescent; EL)소자, 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)소자, 진공형광 표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출 디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, CRT에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 CRT에 비해 작 을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 PDP와 함께 최근에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
상기 액정표시장치에 사용되는 액정은 자체가 빛을 내는 발광물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절(modulation)하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 유닛을 필요로 한다.
이하, 상기 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.
이하에서 특별한 언급이 없는 한, 완성된 액정표시장치에서 램프가 위치하는 부분을 상대적으로 하부라 하며, 액정표시패널이 위치하는 부분을 상부라 한다.
액정표시장치는 크게 어레이(array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 사이에 액정이 주입되어 영상을 출력하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 액정표시패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정표시패널과 백라이트 유닛을 서로 고정하여 결합시키는 다수의 케이스 부품으로 구성된다.
일반적으로 액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 되며, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 화소셀마다 스위칭소자가 형성되어 동영상을 표시하기에 유리하다. 이때, 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터가 이용되고 있다.
여기서, 상기 액정표시패널의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 스위칭소자를 형성하는 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터 공정 및 셀공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 공정 전후에 각 기판은 세정공정을 거치게 된다.
상기 기판 세정공정에는 여러 세정장치가 사용되는데, 그 중에서 다공성(多孔性)의 근접 세정장치는 에어 플로팅 유닛(air floating unit)으로 유리기판을 부상시켜 세정기 내로 유리기판을 진입시키고, 세정영역에서는 유리기판의 상하로 100um이하의 갭을 형성한 상태에서 탈이온수(deionized water) 및 에어를 공급하여 탈이온수 흐름과 버블 흐름을 동시에 발생시켜 파티클 및 흡착물을 제거하는 세정방법이다.
이 다공성 세정장치는 다공성 세정판과, 매니폴드 및 상부 프레임으로 구성되어 있으며, 다공성 세정판과 매니폴드 사이의 결합은 유기 접착제 등으로 이루어진다.
그러나, 이러한 종래기술(related art)에 따른 다공성 세정장치에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
종래기술에 따른 다공성 세정장치는 다공성 세정판과 매니폴드 사이의 체결시 유기 접착제를 사용하게 되는데, 홀이 많은 세정기에는 적합하지 않은 단점이 있다. 특히, 유기 접착제가 전 영역에 고르게 코팅되지 않아 에어 누설이 발생하는 경우도 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 이물질 세정부를 구성하는 다공성 세정판과 매니폴드 사이의 누설을 방지할 수 있는 기판 세정장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 대면적 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결하는데 있어 인서트 블록을 이용한 간접 체결방식을 적용함으로써 체결에 따른 다공성 세정판의 손상 및 스트레스를 억제할 수 있는 기판 세정장치를 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기판 세정장치는 외부로부터의 기판을 진입시키기 위한 기판 진입안내부; 상기 기판 진입안내부로부터 기판을 공급받아 상기 기판에 형성된 이물질을 제거하는 이물질 제거부; 상기 이물질 제거부로부터 상기 기판을 공급받아 상기 기판에 남아 있는 이물질을 세정하여 제거하는 이물질 세정부; 및 상기 이물질 세정부로부터 반출되는 기판의 위치를 제어하기 위한 위치제어부를 포함하여 구성되며, 상기 이물질 세정부는 다수개의 체결 홀이 형성된 인서트 블록, 일정 간격으로 형성된 홈 내에 상기 인서트 블록이 삽입되는 다공성 세정판 및 상기 인서트 블록의 체결 홀을 통해 체결나사가 끼워져 상기 다공성 세정판과 결합되는 매니폴드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 세정장치는 인서트 블록을 이용하여 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결함으로써 그 결합부분에서 발생하는 에어 누설을 방지하며, 대면적 다공성 세정판과 매니폴드간 체결력을 강화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 전술한 바와 같이 대면적 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결하는데 있어 인서트 블록을 이용한 간접 체결방식을 적용함으로써 체결에 따른 다공성 세정판의 손상 및 스트레스를 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 세정장치는 다공성 세정판과 매니폴드간 체결작업이 간단하며, 체결하는데 있어 다공성 세정판이 손상을 받지 않아 대면적화가 가능하다는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기판 세정장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 상기 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치에 있어서, 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치는 외부로부터의 기판(10)을 올바른 방향으로 진입시키기 위한 기판진입 안내부(100), 상기 기판진입 안내부(100)로부터 기판(10)을 공급받아 상기 기판(10)에 형성된 이 물질을 제거하는 이물질 제거부(120), 상기 이물질 제거부(120)로부터 상기 기판(10)을 공급받아 상기 기판(10)에 남아있는 이물질을 세정하여 제거하는 이물질 세정부(130), 그리고 상기 이물질 세정부(130)로부터 반출되는 기판(10)의 위치를 제어하기 위한 위치 제어부(140)를 포함한다.
이때, 상기 기판진입 안내부(100), 이물질 제거부(120), 이물질 세정부(130) 및 위치 제어부(140)는 금속 재질의 다공성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 상기 기판진입 안내부(100), 이물질 제거부(120), 이물질 세정부(130) 및 위치 제어부(140)는 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 하스텔로이(hastelloy) 및 지르코늄 중 어느 하나의 재질을 갖는 다공성 소재로 이루어 질 수 있다.
특히, 상기 기판진입 안내부(100), 이물질 제거부(120), 이물질 세정부(130) 및 위치 제어부(140)는 서로 다른 금속 재질의 다공성 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판진입 안내부(100)는 스테인리스 스틸 재질로 이루어지고, 상기 이물질 제거부(120)는 알루미늄으로 이루어지고, 상기 이물질 세정부(130)는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 그리고 상기 위치 제어부(140)는 황동으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 스테인리스 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 하스텔로이 및 지르코늄은 경도가 높은 금속으로서, 이를 사용하여 기판진입 안내부(100), 이물질 제거부(120), 이물질 세정부(130) 및 위치 제어부(140)를 형성하면 세정장치의 내화학성을 높일 수 있다.
또한, 상기 나열된 금속의 경도는 세정하고자 하는 피세정물, 즉 기판(10)의 경도보다는 낮기 때문에, 이를 사용하여 세정장치를 형성하면 세정 공정 중 기판(10)과 세정장치가 서로 접촉하더라도 기판(10)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
상술된 각 구성요소를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 기판진입 안내부(100)는 외부로부터 롤러(50)에 의해 인입(引入)되는 기판(10)이 상기 이물질 제거부(120)에 정확하게 진입되도록 안내하는 진입 안내로(미도시)를 포함한다.
상기 진입 안내로는 외부로부터 상기 이물질 제거부(120)를 향해 갈수록 그 폭이 점차로 좁아지는 형태를 갖는다. 이와 같은 형태의 진입 안내로에 의해, 기판(10)이 진입 안내로의 정 중앙에 정확히 정렬된 상태로 공급되지 않더라도 기판(10)이 자동적으로 진입 안내로의 정 중앙을 향해 이동하게 된다.
또한, 상기 기판진입 안내부(100)는 서로 마주보는 상부 구조물(100a)과 하부 구조물(100b)을 포함한다. 상기 상부 구조물(100a)과 하부 구조물(100b)은 서로 소정 간격 이격되어 있으며, 이 이격된 두 구조물(100a, 100b) 사이의 공간에 상술된 진입 안내로가 형성된다.
상기 상부 구조물(100a)은 상기 진입 안내로를 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다. 마찬가지로, 상기 하부 구조물(100b)도 상기 진입 안내로를 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다. 이에 따라, 상기 진입 안내로에 진입한 기판(10)이 진입 안내로의 공간상에 떠 있는 상태가 된다.
이때, 상기 상부 구조물(100a)과 하부 구조물(100b)간의 서로 마주보는 두 면은 소정 각도의 경사도를 갖는 경사면이다. 구체적으로, 상기 상부 구조물(100a)의 경사면은 상기 기판(10)의 상부면에 대하여 소정 각도로 기울어진 경사면이고, 상기 하부 구조물(100b)의 경사면은 상기 기판(10)의 하부면에 대하여 소정 각도로 기울어진 경사면이다. 이 두 경사면 사이의 공간이 바로 진입 안내로이며, 이 진입 안내로의 간격은 상기 상부 구조물(100a)과 하부 구조물(100b)간의 간격을 조절함으로써 변화시킬 수 있다.
외부로부터 공급된 공기가 상기 상부 구조물(100a) 및 하부 구조물(100b) 자체를 통과하여 상기 기판(10)에 분사될 수 있도록, 상기 상부 구조물(100a) 및 하부 구조물(100b) 자체는 금속 재질의 다공성 소재로 이루어진다. 즉, 외부로부터 상기 상부 구조물(100a)의 상부를 향해 분사된 공기는 상기 상부 구조물(100a)을 통과하여 상기 진입 안내로에 공급되며, 그리고 외부로부터 상기 하부 구조물(100b)의 하부를 향해 분사된 공기는 상기 하부 구조물(100b)을 통과하여 상기 진입 안내로에 공급된다.
이때, 상기 상부 구조물(100a) 및 하부 구조물(100b) 각각에는 상기 공기를 흡입하기 위한 다수의 흡입 홀(미도시)들이 형성되어 있다. 상기 상부 구조물(100a)에 형성된 흡입 홀들은 상기 상부 구조물(100a)을 관통하여 상기 진입 안내로를 향해 있으며, 그리고 상기 하부 구조물(100b)에 형성된 흡입 홀들은 상기 하부 구조물(100b)을 관통하여 상기 진입 안내로를 향해 있다.
그리고, 상기 이물질 제거부(120)는 서로 마주보는 상부 이물질 제거 부(120a)와 하부 이물질 제거부(120b)를 포함한다. 상기 상부 이물질 제거부(120a)와 하부 이물질 제거부(120b)는 서로 소정 간격 이격되어 있으며, 이 이 격된 두 구조물 사이의 공간에 기판(10)이 이동할 수 있는 이동공간(미도시)이 형성된다.
상기 상부 이물질 제거부(120a)는 상기 기판(10)의 상부면에 형성된 이물질과 물리적인 접촉을 통해 상기 이물질을 제거하며, 그리고 상기 하부 이물질 제거부(120b)는 상기 기판(10)의 하부면에 형성된 이물질과 물리적인 접촉을 통해 상기 이물질을 제거한다.
이때, 상기 기판(10)과 상부 및 하부 이물질 제거부(120a, 120b)가 상당히 근접하여 위치하고 있기 때문에, 이 기판(10)이 이동공간을 통해 이동할 때 상기 기판(10)의 상부면에 형성되어 상측으로 돌출된 이물질은 상기 상부 이물질 제거부(120a)에 충돌하면서 제거되고, 상기 기판(10)의 하부면에 형성되어 하측으로 돌출된 이물질은 상기 하부 이물질 제거부(120b)에 충돌하면서 제거된다. 상기 상부 이물질 제거부(120a)와 하부 이물질 제거부(120b)간의 간격은 기판(10) 두께에 따라 조절될 수 있다.
한편, 상기 이물질 세정부(130)는 서로 마주 보는 상부 이물질 세정부(130a)와 하부 이물질 세정부(130b)를 포함한다. 상기 상부 이물질 세정부(130a)와 하부 이물질 세정부(130b)는 서로 소정간격 이격되어 있으며, 이 이격된 두 구조물(130a, 130b)사이의 공간에 기판(10)이 이동할 수 있는 이동공간(미도시)이 형성된다.
여기서, 상기 상부 이물질 세정부(130a)는 흡입 홀(115)을 통해 상기 이동공 간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다. 마찬가지로, 상기 하부 이물질 세정부(130b)는 흡입 홀(115)을 통해 상기 이동공간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다.
이에 따라 상기 이동공간에 진입한 기판(10)이 이동공간상에 떠 있는 상태가 된다. 다시 말해, 상기 상부 이물질 세정부(130a)는 상기 이동공간에 진입된 기판(10)의 상부면을 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입하고, 상기 하부 이물질 세정부(130b)는 상기 이동공간에 진입된 기판(10)의 하부면을 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입함으로써 상기 기판(10)을 이동공간상에 떠 있는 플로팅(floating) 상태로 유지시킨다. 이때, 분사력이 흡입력보다 더 강하게 작용한다.
또한, 상기 상부 이물질 세정부(130a)는 상기 이동공간을 향해 탈이온수 홀(113)을 통해 세정액(탈이온수)을 분사하여 이 세정액과 상기 분사된 공기를 이용하여 거품을 발생시킴으로써 상기 이동공간을 지나는 기판(10)의 상부면에 형성된 이물질을 제거한다. 그리고, 상기 하부 이물질 세정부(130b)는 탈이온수 홀(113)을 통해 상기 이동공간으로 세정액을 분사하여 이 세정액과 상기 분사된 공기를 이용하여 거품을 발생시킴으로써 상기 이동공간으로 지나는 기판(10)의 하부면에 형성된 이물질을 제거한다.
또한, 상기 상부 이물질 세정부(130a)와 하부 이물질 세정부(130b)는 상기 흡입되는 공기를 이용하여 상기 세정액을 외부로 배출시킨다. 상기 세정액은 탈이온수(deionized water) 또는 케미컬(chemical)용액 또는 탈이온수와 케미컬의 혼합 용액이 사용될 수 있다.
외부로부터 공급된 공기가 상기 상부 이물질 세정부(130a)와 하부 이물질 세정부(130b) 자체를 통과하여 상기 이동공간에 분사될 수 있도록, 상기 상부 이물질 세정부(130a) 및 하부 이물질 세정부(130b) 자체는 금속재질의 다공성 소재로 이루어진다. 즉, 외부로부터 상기 상부 이물질 세정부(130a)의 상부를 향해 분사되는 공기는 상기 상부 이물질 세정부(130a)를 통과하여 상기 이동공간에 공급되며, 그리고 외부로부터 상기 하부 이물질 세정부(130b)를 통과하여 상기 이동공간에 공급된다.
이와 같이 상기 상부 이물질 세정부(130a) 및 하부 이물질 세정부(130b) 각각에는 세정액을 분사시켜 주기 위한 다수의 탈이온수 홀(113)과 상기 공기를 흡입하기 위한 다수의 흡입 홀(115)들이 형성되어 있다. 상기 다수의 탈이온수 홀(113)과 흡입 홀(115)들은 매니폴드(101)에 형성되어 있으며, 상기 탈이온수 홀(113)과 흡입 홀(115)들은 상기 매니폴드(101)상에 결합되는 다공성 세정판(131)에 체결되는 상부 체결나사(111)에 마련된 관통구멍(111a)과 연통 하도록 구성되어 있다.
이때, 상기 매니폴드(101)와 다공성 세정판(131)의 접촉부위에는 다공성 세정판(131)과 각 유틸리티(utility)영역이 격리 설계된 매니폴드(101)가 각 유틸리티간에 상호 누설이 없도록 하기 위해 관통구멍(111a)이 형성된 상부 체결나사(111)가 끼워져 있어 누설방지는 물론 이들 간의 밀착력을 더욱 견고히 하게 된다.
또한, 상기 매니폴드(101)에는 공기가 출입하는 에어 홀(103)이 형성되어 있는 한편 상기 에어 홀(103) 상부의 매니폴드(101)에는 일 방향으로 트랜치(trench) 형태의 홈이 형성되어, 상기 다공성 세정판(131)과 매니폴드(101)의 결합으로 인해 상기 홈은 공기의 통로인 에어통로(105)가 된다.
또한, 상기 상부 이물질 세정부(130a)와 하부 이물질 세정부(130b)의 각 다공성 세정판(131)에는 매니폴드(101)와 체결되어 결합시켜 주는 다수의 상부 체결나사(111)가 일정 간격 이격되어 장착되도록 일정 깊이의 트랜치(133)가 형성되어 있다.
상기 다수의 탈이온수 홀(113)과 흡입 홀(115) 들은 상기 트랜치(133)들에 장착된 상부 체결나사(111)의 관통구멍(111a)과 연통 되어 있다. 상기 다수의 흡입 홀(115)들은 상기 트랜치(133)를 통해 상기 공기를 흡입하거나 또는 세정액을 흡입하며, 상기 탈이온수 홀(113)은 상기 상부체결나사(111)의 관통구멍(111a)을 통해 세정액을 분사한다. 이때, 상기 상부체결나사(111)는 체결시에 상기 트랜치(133) 높이보다 낮아야 하며, 나사 직경은 상기 트랜치(133)보다는 작아야 한다.
상기 트랜치(133)는 기판(10)의 진행방향에 대하여 수직한 방향으로 일정간격 이격되어 형성되어 있으며, 이 트랜치(133)들에는 세정액이 채워지는데, 이로 인해 기판(10)의 세정효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 매니폴드(101)와 다공성 세정판(131)은 상기 상부 체결나사(111)와 더불어 하부 체결나사(121)에 의해 결합되는데, 상기 하부 체결나사(121)는 상기 매니폴드(101)의 아래에서 삽입되어 상기 다공성 세정판(131)에 체결됨으로써 이들 매니폴드(101)와 다공성 세정판(131)이 이중으로 견고하게 결합되게 된다.
또한, 상기 매니폴드(101)와 다공성 세정판(131)의 접촉부위에는 다공성 세정판(131)과 각 유틸리티영역이 격리 설계된 매니폴드(101)가 각 유틸리티간에 상호 누설이 없도록 하기 위해 패킹(107)이 끼워져 있어 이들 간의 밀착력을 더욱 견고히 하게 된다.
이때, 상기 패킹(107)은 물리적, 화학적 변형이 적은 재질, 예를 들어 테프론 계열, 불소 계열의 재질을 사용할 수 있다.
한편, 상기 위치제어부(140)는 상기 반출되는 기판(10)의 하부면을 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입함으로써 상기 기판(10)을 플로팅 상태로 유지한다. 이 위치제어부(140)로부터의 기판(10)은 롤러(60)를 통해 다음 공정 장비로 이동하게 된다.
이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치는 다공성 세정판과 매니폴드간 체결시에 하부 체결나사와 더불어 탈이온수 및 흡입 홀과 연통하는 관통구멍이 형성된 상부 체결나사를 이용하여 체결함으로써 탈이온수 및 흡입 홀로 발생하는 에어 누설을 방지하며, 금속 다공성 세정판과 매니폴드간 체결력을 강화시킬 수 있다.
다만, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치는 다공성 세정판과 나사(또는, 볼트)가 직접체결 되는 방식으로 나사가 체결되기 위해서는 다공성 세정판에 인서트 팁(insert tip)을 삽입해 주어야 한다. 상기 인서트 팁을 삽입하기 위해서는 다공성 세정판에 다수개의 홀을 형성해야 하기 때문에 다공성 세정판에 손상 및 스트레스를 줄 수 있다. 즉, 다공성 세정판과 매니폴드간 나사로 체결하기 위해서는 다공성 세정판에 나사 체결을 위한 인서트 팁을 삽입하여야 하는데, 이 과정에서 세정판에 크랙(crack)이 발생 할 수 있으며, 또한 과도한 힘으로 조일 경우 인서트 팁이 빠지는 경우가 발생한다. 하나의 세정판의 경우 여러 개의 인서트 팁이 있으며, 단 하나라도 인서트 팁의 불량이 발생하면 세정판 전체를 사용하지 못하는 위험(risk)이 발생한다.
이는 기판 세정장치의 다공성 세정판을 대면적화 할수록 사용되는 나사 수가 많아져 세정판에 가해지는 손상 및 스트레스 양은 증가할 수밖에 없다. 또한, 나사들 각각의 조여지는 정도에 따라 세정판의 균일성(uniformity)도 달라질 수 있으며, 조여지는 토크(torque)의 한계가 있기 때문에 체결력을 향상시키기에 부족하다.
이에 인서트 블록을 사용하여 대면적 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 간접적으로 체결함으로써 전술한 직접체결에 따른 다공성 세정판의 손상 및 스트레스를 억제할 수 있게 되며, 상기 인서트 블록에 탈이온수 및 흡입 홀을 형성함으로써 누설을 효과적으로 억제할 수 있게되는데, 이를 다음의 본 발명의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치의 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이물질 세정부에 있어서, 다공성 세정판에 인서트 블록이 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
그리고, 도 5는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치에 있어서, 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치는 이물질 세정부를 제외한 다른 구성요소는 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치와 실질적으로 동일하다.
즉, 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치는 외부로부터의 기판을 올바른 방향으로 진입시키기 위한 기판진입 안내부, 상기 기판진입 안내부로부터 기판을 공급받아 상기 기판에 형성된 이물질을 제거하는 이물질 제거부, 상기 이물질 제거부로부터 상기 기판을 공급받아 상기 기판에 남아있는 이물질을 세정하여 제거하는 이물질 세정부, 그리고 상기 이물질 세정부로부터 반출되는 기판의 위치를 제어하기 위한 위치 제어부를 포함한다.
이때, 상기 기판진입 안내부, 이물질 제거부, 이물질 세정부 및 위치 제어부는 금속 재질의 다공성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 상기 기판진입 안내부, 이물질 제거부, 이물질 세정부 및 위치 제어부는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 하스텔로이 및 지르코늄 중 어느 하나의 재질을 갖는 다공성 소재로 이루어 질 수 있다.
여기서, 상기 스테인리스 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 하스텔로이 및 지르코늄은 경도가 높은 금속으로서, 이를 사용하여 기판진입 안내부, 이물질 제거부, 이물질 세정부 및 위치 제어부를 형성하면 세정장치의 내화학성을 높일 수 있다.
또한, 상기 나열된 금속의 경도는 세정하고자 하는 피세정물, 즉 기판의 경도보다는 낮기 때문에, 이를 사용하여 세정장치를 형성하면 세정 공정 중 기판과 세정장치가 서로 접촉하더라도 기판의 손상을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 전술한 바와 같이 상기 이물질 세정부는 서로 마주 보는 상부 이물질 세정부(미도시)와 하부 이물질 세정부(미도시)를 포함한다. 상기 상부 이물질 세정부와 하부 이물질 세정부는 서로 소정간격 이격되어 있으며, 이 이격된 두 구조물 사이의 공간에 기판이 이동할 수 있는 이동공간(미도시)이 형성된다.
여기서, 도면을 참조하면, 상기 상부 이물질 세정부는 멀티 홀(211b)을 통해 상기 이동공간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다. 마찬가지로, 상기 하부 이물질 세정부는 멀티 홀(211b)을 통해 상기 이동공간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입한다.
이에 따라 상기 이동공간에 진입한 기판이 이동공간상에 떠 있는 상태가 된다. 다시 말해, 상기 상부 이물질 세정부는 상기 이동공간에 진입된 기판의 상부면을 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입하고, 상기 하부 이물질 세정부는 상기 이동공간에 진입된 기판의 하부면을 향해 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입함으로써 상기 기판을 이동공간상에 떠 있는 플로팅 상태로 유지시킨다. 이때, 분사력이 흡입력보다 더 강하게 작용한다.
또한, 상기 상부 이물질 세정부는 상기 이동공간을 향해 멀티 홀(211b)을 통해 세정액(탈이온수)을 분사하여 이 세정액과 상기 분사된 공기를 이용하여 거품을 발생시킴으로써 상기 이동공간을 지나는 기판의 상부면에 형성된 이물질을 제거한 다. 그리고, 상기 하부 이물질 세정부는 멀티 홀(211b)을 통해 상기 이동공간으로 세정액을 분사하여 이 세정액과 상기 분사된 공기를 이용하여 거품을 발생시킴으로써 상기 이동공간으로 지나는 기판의 하부면에 형성된 이물질을 제거한다.
또한, 상기 상부 이물질 세정부와 하부 이물질 세정부는 상기 흡입되는 공기를 이용하여 상기 세정액을 외부로 배출시킨다. 상기 세정액은 탈이온수 또는 케미컬용액 또는 탈이온수와 케미컬의 혼합용액이 사용될 수 있다.
여기서, 상기 멀티 홀(211b)은 상기 이동공간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입하는 흡입 홀 및 상기 이동공간으로 세정액을 분사하는 탈이온수 홀을 포함한다.
이때, 외부로부터 공급된 공기가 상기 상부 이물질 세정부와 하부 이물질 세정부 자체를 통과하여 상기 이동공간에 분사될 수 있도록, 상기 상부 이물질 세정부 및 하부 이물질 세정부 자체는 금속재질의 다공성 소재로 이루어진다. 즉, 외부로부터 상기 상부 이물질 세정부의 상부를 향해 분사되는 공기는 상기 상부 이물질 세정부를 통과하여 상기 이동공간에 공급되며, 그리고 외부로부터 상기 하부 이물질 세정부를 통과하여 상기 이동공간에 공급된다.
이와 같이 상기 상부 이물질 세정부 및 하부 이물질 세정부 각각에는 세정액을 분사시켜 주기 위한 다수의 탈이온수 홀 및 상기 공기를 흡입하기 위한 다수의 흡입 홀들이 형성되어 있다. 특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상기 다수의 탈이온수 홀과 흡입 홀들, 즉 멀티 홀(211b)은 인서트 블록(250) 내에 형성되어 있으며, 상기 멀티 홀(211b)은 상기 매니폴드(201)에 인서트 블록(250)이 체결되는 위 치의 상기 매니폴드(201)에 마련된 연결 홀(215)과 연통 하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 인서트 블록(250)에는 매니폴드(201)와의 체결을 위한 다수개의 체결 홀(211a)들이 형성되어 있으며, 다공성 세정판(231)상에 일정 간격으로 형성된 홈(231a) 내에 상기 인서트 블록(250)이 삽입된 상태로 상기 인서트 블록(250)의 체결 홀(211a)들을 통해 체결나사(211)가 끼워져 매니폴드(201)와 결합됨에 따라 누설방지는 물론 체결에 따른 다공성 세정판(231)의 손상 및 스트레스를 억제하게 된다.
상기 다공성 세정판(231)은 인서트 블록(250)이 일정 간격 이격되어 삽입되도록 일정 깊이를 가진 트랜치(233)가 일정 간격으로 길게 형성되어 있으며, 상기 홈(231a)은 상기 트랜치(233) 내에 상기 인서트 블록(250)의 길이에 상당하는 길이로 형성되어 있다.
이때, 상기 인서트 블록(250)은 예를 들어 그 단면이 "T"자 형을 가질 수 있으며, 이 경우 상기 다공성 세정판(231)의 홈(231a)보다 더 큰 폭을 가져 상기 트랜치(233) 내에 안착되는 상부 머리(250a)와 상기 다공성 세정판(231)의 홈(231a)과 실질적으로 동일한 폭을 가져 상기 홈(231a) 내에 삽입되는 동시에 그 일부가 매니폴드(201)에 끼워져 결합되는 하부 몸체(250b)로 구성될 수 있다.
이와 같이 상기 인서트 블록(250)의 하부 몸체(250b)는 상기 다공성 세정판(231)과 매니폴드(201)의 접촉면보다 깊게 형성함으로써 에어 누설을 방지하게 된다.
이때, 도면에는 상기 인서트 블록(250)이 위치하는 다공성 세정판(231) 상부 에서 하부 매니폴드(201) 쪽으로 상기 체결나사(211)를 체결하는 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 매니폴드(201)의 하부에서 상부 다공성 세정판(231) 쪽으로 체결나사(211)를 체결하는 경우에도 적용 가능하다.
그리고, 상기 매니폴드(201)에는 공기가 출입하는 에어 홀(미도시)이 형성되어 있는 한편 상기 에어 홀 상부의 매니폴드(201)는 일 방향으로 트랜치 형태의 홈이 형성되어, 상기 다공성 세정판(231)과 매니폴드(201)의 결합으로 인해 상기 홈은 공기의 통로인 에어통로(205)가 된다.
삭제
또한, 상기 매니폴드(201)와 다공성 세정판(231)의 접촉부위에는 다공성 세정판(231)과 각 유틸리티영역이 격리 설계된 매니폴드(201)가 각 유틸리티간에 상호 누설이 없도록 하기 위해 가스켓(gasket)과 같은 패킹(207)이 끼워져 있어 이들 간의 밀착력을 더욱 견고히 하게 된다.
이때, 상기 패킹(207)은 물리적, 화학적 변형이 적은 재질, 예를 들어 테프론 계열, 불소 계열의 재질을 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치는 인서트 블록을 이용하여 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결함으로써 그 결합부분에서 발생하는 에어 누설을 방지하며, 대면적 다공성 세정판과 매니폴드간 체결력을 강화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치는 대면적 다공성 세정판과 매니폴드 사이를 체결하는데 있어 인서트 블록을 이용한 간접 체결방식을 적용함으로써 다공성 세정판에 인서트 팁을 삽입하기 위한 작업이 필요 없으므로 다공성 세정판의 손상 및 스트레스를 줄일 수 있으며, 세정판의 사용 효율성도 좋아진다. 또한, 다공성 세정판과 매니폴드간 체결작업이 간단하며, 체결하는데 있어 다공성 세정판이 손상을 받지 않아 대면적 다공성 세정판 제작이 용이하다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 세정장치에 있어서, 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치의 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이물질 세정부에 있어서, 다공성 세정판에 인서트 블록이 삽입된 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 세정장치에 있어서, 이물질 세정부를 개략적으로 나타내는 사시도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
50,60 : 롤러 100 : 기판진입 안내부
100a : 상부 구조물 100b : 하부 구조물
101,201 : 매니폴드 105,205 : 에어통로
107,207 : 패킹 111,211 : 상부 체결나사
131,231 : 다공성 세정판 120 : 이물질 제거부
120a : 상부 이물질 제거부 120b : 하부 이물질 제거부
130 : 이물질 세정부 130a : 상부 이물질 세정부
130b : 하부 이물질 세정부 140 : 위치 제어부
211a : 체결 홀 211b : 멀티 홀
215 : 연결 홀 250 : 인서트 블록

Claims (14)

  1. 외부로부터의 기판을 진입시키기 위한 기판 진입안내부;
    상기 기판 진입안내부로부터 기판을 공급받아 상기 기판에 형성된 이물질을 제거하는 이물질 제거부;
    상기 이물질 제거부로부터 상기 기판을 공급받아 상기 기판에 남아 있는 이물질을 세정하여 제거하는 이물질 세정부; 및
    상기 이물질 세정부로부터 반출되는 기판의 위치를 제어하기 위한 위치제어부를 포함하여 구성되며, 상기 이물질 세정부는 다수개의 체결 홀이 형성된 인서트 블록, 일정 간격으로 형성된 홈 내에 상기 인서트 블록이 삽입되는 다공성 세정판 및 상기 인서트 블록의 체결 홀을 통해 체결나사가 끼워져 상기 다공성 세정판과 결합되는 매니폴드를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이물질 세정부는 서로 마주 보는 상부 이물질 세정부와 하부 이물질 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 이물질 세정부와 하부 이물질 세정부는 서로 소정간격 이격되어 있으며, 이 이격된 두 구조물 사이의 공간에 기판이 이동할 수 있는 이동공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인서트 블록에 형성되어 상기 이동공간으로 공기를 분사함과 아울러 상기 분사된 공기를 흡입하는 흡입 홀 및 상기 이동공간으로 세정액을 분사하는 탈이온수 홀로 구성되는 멀티 홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 멀티 홀은 상기 매니폴드에 인서트 블록이 체결되는 위치의 상기 매니폴드에 마련된 연결 홀과 연통 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 다공성 세정판은 상기 인서트 블록이 일정 간격 이격되어 삽입되도록 일정 깊이를 가진 트랜치가 일정 간격으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 인서트 블록은 그 단면이 "T"자 형을 가지며, 상기 다공성 세정판의 홈보다 더 큰 폭을 가져 상기 트랜치 내에 안착되는 상부 머리 및 상기 다공성 세정판의 홈에 대응하는 폭을 가져 상기 홈 내에 삽입되는 동시에 그 일부가 상기 매니폴드에 끼워져 결합되는 하부 몸체로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 인서트 블록의 하부 몸체는 상기 다공성 세정판과 매니폴드의 접촉면보다 깊게 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트 블록이 위치하는 상기 다공성 세정판 상부에서 하부 매니폴드 쪽으로 상기 체결나사를 체결하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드의 하부에서 상부 다공성 세정판 쪽으로 상기 체결나사를 체결하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드에는 공기가 출입하는 에어 홀이 형성되어 있는 한편 상기 에어 홀 상부의 매니폴드에는 일 방향으로 트랜치 형태의 홈이 형성되어, 상기 다공성 세정판과 매니폴드의 결합으로 인해 상기 홈은 공기의 통로인 에어통로가 되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴드와 다공성 세정판의 접촉부위에 패킹이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 패킹은 테프론 계열, 또는 불소계열의 재질인 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
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