KR101140376B1 - 기판 제조용 공정 챔버 - Google Patents

기판 제조용 공정 챔버 Download PDF

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손영웅
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Abstract

본 발명은 기판 제조용 공정 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버는, 기판(Substrate)을 제조하기 위한 기판 제조 장치에 구비되며, 일 측에 형성된 개구부를 통해 내부로 반입된 상기 기판에 대해 상기 기판을 제조하기 위한 복수의 공정을 순차적으로 수행한 후 상기 개구부를 통해 상기 복수의 공정을 마친 상기 기판을 반출하는 기판 제조용 공정 챔버에 있어서, 기판(Substrate)을 지지하고 회전시키는 기판 지지부 및 일단은 상기 기판을 제조하기 위한 복수의 공정에 사용되는 복수의 공정액 중 적어도 하나의 공정액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 적어도 하나의 분사 노즐부를 포함하 고, 적어도 하나의 분사 노즐부는, 적어도 하나의 공정액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐 분사구가 구비된 노즐 헤드(Nozzle Head)와, 기판 지지부의 일 측에 설치되고, 일단은 노즐 헤드가 연결되며, 타단은 기판 지지부의 일 측에서 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 연결되는 노즐 헤드 지지부 및 노즐 헤드 지지부의 타단에 연결되어 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 노즐 헤드 회전 구동부의 일 측에 연결되어 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부를 구비하여, 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 노즐 헤드 구동부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 분사 노즐부는, 상기 기판 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 상부면을 향해 기판에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정에 사용되는 현상액과, 현상 공정을 마친 기판으로부터 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정에 사용되는 식각액과, 식각 공정을 마친 기판에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정에 사용되는 박리액 및 박리 공정을 마친 기판을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정에 사용되는 린스액을 순차적으로 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에 따르면, 복수의 공정액을 분사하는 적어도 하나의 분사 노즐부를 교대로 기판의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있으므로, 기판을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행할 수 있다.

Description

기판 제조용 공정 챔버{Process chamber for manufacturing Substrate}
본 발명은 기판 제조용 공정 챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화 및 소형화하고, 기판 제조 공정의 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 제조용 공정 챔버에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정, 터치 패널(Touch Panel), LCD(Liquid crystal display)와 같은 평판표시장치(Flat panel display, FPD) 등을 제조하기 위해서는 기판(Substrate) 상에 소정의 패턴들을 형성해야 하는데, 이러한 패턴들을 형성하기 위해서는 포토리소그래피(photolithography) 기술을 적용할 수 있다. 여기서 기판(Substrate)은 특정 형상의 패턴(Pattern)이 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 투명 전도막과 이에 연결되는 배선이 형성된 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 또는 글래스(Glass) 등을 의미한다.
일반적으로 잘 알려진 포토리소그래피(photolithography) 기술은 기판에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 포토 마스크(Photo mask)를 정렬한 후 노광(Exposure) 및 현상(Develop) 공정(이하, 현상 공정), 식각(Etching) 공정 및 박리(Strip) 공정을 순차적으로 수행하여 원하는 패턴을 가진 기판을 형성할 수 있다. 또한, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위한 공정으로 공정액(Chemical) 또는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정(Wet Cleaning, Rinse) 공정이 있다. 이러한 포토레지스트의 도포, 현상, 식각, 박리, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 공정액 또는 순수를 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어진다.
일반적으로 기판을 제조하기 위한 일련의 공정을 수행하는 기판 제조 장치는 웨이퍼(Wafer)와 같은 기판을 회전시키고 회전하는 기판 위로 공정액을 분사하여 각각의 공정을 수행하는 스핀 장치의 구조나, LCD 등과 같은 평판표시장치(Flat Panel Display, FPD)의 제조 장치와 마찬가지로 벨트 및 풀리로 이루어진 컨베이어 형태의 이송 장치를 이용하는 구조를 가졌다.
그러나, 종래의 기판 제조 장치는 기판의 제조에 필요한 각각의 공정을 별개의 공정 챔버에서 수행하였다. 즉, 기판을 제조하기 위해 현상 공정, 식각 공정, 박리 공정, 세정 공정 등을 수행하기 위한 공정 챔버를 따로 구비하고, 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 각각의 공정 챔버로 순차적으로 이송하여 일련의 공정을 수행하였다. 따라서, 전체적으로 기판 제조 장치의 크기가 대형화되고, 각각의 공정 챔버로의 기판의 순차적인 이송으로 인해 전체 공정 시간이 늘어났으며, 각각의 공정 챔버에서 사용되는 공정액의 사용량이 증가한다는 문제점이 있었다.
따라서, 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화 및 소형화하고, 기판 제조 공정의 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 제조용 공정 챔버가 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 공정액을 분사하는 분사 노즐부를 교대로 기판의 상부면으로 이송하여 복수의 공정액을 순차적으로 분사하여 기판을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행함으로써, 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화 및 소형화하고, 기판 제조 공정의 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 제조용 공정 챔버를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버는, 기판(Substrate)을 제조하기 위한 기판 제조 장치에 구비되며, 일 측에 형성된 개구부를 통해 내부로 반입된 상기 기판에 대해 상기 기판을 제조하기 위한 복수의 공정을 순차적으로 수행한 후 상기 개구부를 통해 상기 복수의 공정을 마친 상기 기판을 반출하는 기판 제조용 공정 챔버에 있어서, 기판(Substrate)을 지지하고 회전시키는 기판 지지부 및 일단은 상기 기판을 제조하기 위한 복수의 공정에 사용되는 복수의 공정액 중 적어도 하나의 공정액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 적어도 하나의 분사 노즐부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 분사 노즐부는, 상기 적어도 하나의 공정액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐 분사구가 구비된 노즐 헤드(Nozzle Head)와, 상기 기판 지지부의 일 측에 설치되고, 일단은 상기 노즐 헤드가 연결되며, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에서 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 연결되는 노즐 헤드 지지부 및 상기 노즐 헤드 지지부의 타단에 연결되어 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 상기 노즐 헤드 회전 구동부의 일 측에 연결되어 상기 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부를 구비하여, 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 노즐 헤드 구동부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 분사 노즐부는, 상기 기판 지지부에 의해 회전하는 상기 기판의 상부면을 향해 상기 기판에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정에 사용되는 현상액과, 상기 현상 공정을 마친 상기 기판으로부터 상기 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정에 사용되는 식각액과, 상기 식각 공정을 마친 상기 기판에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정에 사용되는 박리액 및 상기 박리 공정을 마친 상기 기판을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정에 사용되는 린스액을 순차적으로 분사하는 것을 특징으로 한다.
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기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에 따르면, 기판 지지부를 회전 지지판을 적어도 하나의 리브를 가지는 얇은 원판 형상으로 구현함으로써, 회전 지지판의 재료를 절약할 수 있을 뿐 아니라 회전 지지판의 경량화를 통해 전체적으로 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다. 또한, 기판의 하부면 또는 측면을 지지하는 복수의 지지핀을 구비함으로써, 기판의 지지를 확실히 할 수 있으므로, 기판 제조 공정의 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에 따르면, 분사 노즐부의 노즐 헤드 구동부를 노즐 헤드가 구비된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부로 구성함으로써, 노즐 암의 수평 회전 또는 수직 이동을 안정적으로 할 수 있고, 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에 따르면, 복수의 공정액을 분사하는 적어도 하나의 분사 노즐부를 교대로 기판의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있으므로, 기판을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행할 수 있다. 따라서, 전체적으로 터치 패널 제조 장치를 소형화하고, 기판의 이송 거리를 최소화하여 터치 패널 공정 시간을 단축시키고 공정액 사용량을 최소화하여 터치 패널 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판을 제조하기 위한 기판 제조 장치의 일 예로서 터치 패널을 제조하기 위한 터치 패널 제조 장치의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 터치 패널 제조 장치에서 기판 이송부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 외부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 분사 노즐부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 분사 노즐부에서 노즐 헤드의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 분사 노즐부에서 노즐 헤드 구동부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부에 기판이 로딩되는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제1 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제2 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부에 기판이 로딩되는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제1 분사 노즐부와 제2 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제3 분사 노즐부와 제4 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 세정 노즐과 메가소닉 노즐이 세정 공정을 수행하는 상태를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 기판 제조용 공정 챔버를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 기판을 제조하기 위한 기판 제조 장치의 일 예로서 터치 패널을 제조하기 위한 터치 패널 제조 장치의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 패널(Touch Panel)을 제조하기 위한 터치 패널 제조 장치(1)는, 기판 로딩부(10), 기판 언로딩부(20), 기판 정렬부(30), 기판 이송부(40) 및 복수의 공정 챔버(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 터치 패널 제조 장치(1)는 터치 패널을 제조하기 위해 터치 패널을 구성하는 기판(Substrate)(S)에 일련의 공정을 순차적으로 수행하기 위한 복수의 공정 챔버(Processing Chamber)(100)들로 구성될 수 있다. 본 명세서에서 기판(Substrate)(S)이란, 터치 패널을 제조하기 위해 특정 형상의 패턴(Pattern)이 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 투명 전도막과 이에 연결되는 배선이 형성된 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 또는 글래스(Glass) 등을 의미한다. 도 1에서는 기판(S)이 대략 정사각형의 얇은 판 형상을 가지는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
먼저, 도 1을 참조하여, 터치 패널 제조 장치(1)를 구성하는 각각의 구성 요소들의 구조 및 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판 로딩부(10)는 기판(S)을 복수의 공정 챔버(100)로 이송하기 위해 복수의 기판(S)을 수용하고 있는 기판 수용부(도시되지 않음)로부터 기판(S)을 기판 이송부(40)로 로딩(Loading)할 수 있다. 또한, 기판 언로딩부(20)는 복수의 공정 챔버(100)로부터 모든 공정을 마친 기판(S)을 기판 이송부(40)로부터 복수의 기판(S)을 수용하기 위한 기판 수용부(도시되지 않음)로 언로딩(Unloading)할 수 있다. 기판 이송부(40)는 기판 로딩부(10)의 기판 수용부(도시되지 않음)에 적재된 복수의 기판(S)을 순차적으로 로딩하여 기판 제조 공정을 수행할 각각의 공정 챔버(100)로 이송하고, 모든 공정을 마친 기판(S)을 기판 언로딩부(20)의 기판 수용부(도시되지 않음)로 언로딩하여 순차적으로 적재할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 로딩부(10)와 기판 언로딩부(20)는 기판 이송부(40)의 일 측에 서로 인접하여 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 터치 패널 제조 장치(1)의 크기, 공정 속도 등을 고려하여 서로 분리되어 배치될 수도 있다.
또한, 기판 정렬부(30)는 기판 로딩부(10)로부터 로딩된 기판(S) 또는 기판 언로딩부(20)로 언로딩(Unloading)되는 기판(S)의 위치를 정렬할 수 있다. 도 1에서는 기판 정렬부(30)가 기판 이송부(40)를 중심으로 기판 로딩부(10) 및 기판 언로딩부(20)의 맞은 편에 위치하고 있는 예를 도시하고 있으나, 기판 로딩부(10) 또는 기판 언로딩부(20)의 일 측에 위치할 수도 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 기판 정렬부(30)의 내부에는 기판(S)의 하부면을 지지하기 위한 기판 지지핀과 기판(S)의 전후 및 좌우 측면을 안내하기 위한 복수의 가이드부를 가지는 기판 정렬 유닛이 설치될 수 있다.
또한, 각각의 공정 챔버(100)는 터치 패널을 구성하는 기판(S)에 대해 노광(Exposure) 및 현상(Develop) 공정, 식각(Etching) 공정, 박리(Strip) 공정, 린스(Rinse) 공정(세정 공정) 및 건조(Drying) 공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 즉, 각각의 공정 챔버(100)는 내부로 반입된 기판(S)에 대해 기판(S)을 제조하기 위한 모든 공정을 수행한 후 기판(S)을 외부로 반출할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는 하나의 공정 챔버(100) 내에서 기판(S)을 제조하기 위한 모든 공정을 수행하도록 구성함으로써, 터치 패널 제조 장치(1)를 소형화하고 터치 패널 공정 시간을 단축시킬 수 있으므로, 터치 패널을 구성하는 기판(S)의 생산성 및 터치 패널 제조 공정의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는 회전하는 기판(S) 상에 각각의 공정에 해당하는 공정액(Chemical)을 분사하여 해당 공정을 수행하는 스핀 장치의 형태를 가질 수 있다. 즉, 각각의 공정 챔버(100)는 기판(S)을 지지하여 회전시키는 기판 지지부와 해당 공정을 수행하기 위해 적어도 하나의 공정액을 기판(S)으로 분사하는 적어도 하나의 분사 노즐부를 포함할 수 있다. 이러한 복수의 공정 챔버(100)의 자세한 구조 및 동작에 대해서는 도 3 내지 도 10를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
마지막으로, 기판 이송부(40)는 기판 로딩부(10)로부터 로딩된 기판(S)을 기판 정렬부(30), 각각의 공정 챔버(100) 및 기판 언로딩부(20)로 순차적으로 이송할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 이송부(40)는 터치 패널 제조 장치(1)의 중앙부에 위치하며, 터치 패널 제조 장치(1)의 길이 방향을 따라 길게 배치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 패널 제조 장치(1)는 기판 로딩부(10), 기판 정렬부(30), 복수의 공정 챔버(100) 및 기판 언로딩부(20)가 기판 이송부(40)를 중심으로 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 터치 패널 제조 장치(1)는 복수의 공정 챔버(100)들이 터치 패널 제조 장치(1)의 중앙부에 위치하는 기판 이송부(40)를 둘러 쌓은 트랙(Track) 장비의 형태로 배치된 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 터치 패널 제조 장치(1)를 트랙 장비의 형태로 구현하게 되면, 터치 패널 제조 장비의 크기를 전체적으로 소형화시킬 수 있고, 터치 패널의 이송 거리를 최소화하여 터치 패널 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 터치 패널 제조 장치에서 기판 이송부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판 이송부(40)는 크게 이송 로봇(41)과 이송 로봇 구동부(42)를 포함하여 구성될 수 있다. 이송 로봇(41)은 몸체(41a)에 수평 방향으로 회전 가능하게 결합되고 몸체(41a)를 중심으로 수축 또는 팽창되도록 동작하는 적어도 하나의 암(Arm)(41b)과, 적어도 하나의 암(41b) 각각의 일 측에 구비되어 기판(S)을 수평으로 지지하는 블레이드(Blade)(41c)를 구비할 수 있다. 또한, 이송 로봇 구동부(42)는 터치 패널 제조 장치(1)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 베이스 판(42a)에 구비된 가이드 레일(42b) 상에서 이송 로봇(41)을 수평 방향으로 이송시킴으로써, 이송 로봇(41)은 기판(S)을 원하는 공정 챔버로 이송시킬 수 있다. 이송 로봇 구동부(42)는 이송 로봇(41)을 이송시키기 위해 베이스 판(42a)의 일 측에 길이 방향을 따라 길게 설치된 리니어 모터(Linear motor)와 같은 액츄에이터(42c)를 구비할 수 있다.
도 2에서는 기판 이송부(40)가 2 개의 암(41b)을 구비한 하나의 이송 로봇(41)을 포함하는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 터치 패널 제조 장치(1)의 크기, 공정 속도 등을 고려하여 복수의 이송 로봇을 구비할 수 있다. 또한, 도 3에서는 이송 로봇 구동부(42)가 터치 패널 제조 장치(1)의 길이 방향을 따라 이송 로봇(41)을 직선 이동시키는 예로 들고 있으나, 이송 로봇 구동부(42)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 터치 패널 제조 장치(1)의 크기, 공정 속도 등을 고려하여 이송 로봇 구동부(42)가 터치 패널 제조 장치(1)의 중앙부에서 이송 로봇(41)을 회전 이동시키도록 구현될 수도 있다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 외부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 공정 챔버(100)는 복수의 파이프 등으로 공정 챔버(100) 전체의 골격을 형성하는 프레임 본체(101), 프레임 본체(101)의 상하부 측면에 구비된 복수의 작업 도어(102), 프레임 본체(101)의 일 측에 형성되어 기판(S)의 출입구 역할을 하는 슬릿 밸브(Slit Valve)(103) 및 프레임 본체(101)의 상부에 설치되어 팬(Fan)과 필터(Filter)를 이용해 공기를 순환시키는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit, FFU)(104)으로 구성될 수 있다. 슬릿 밸브(103)는 기판 이송부(40)를 바라보는 프레임 본체(101)의 일 측에 형성되며, 상하로 구동하여 공정 챔버(100)를 개폐할 수 있다. 즉, 기판 이송부(40)가 일련의 공정을 수행할 기판을 공정 챔버(100)의 내부로 반입하거나 일련의 공정을 마친 기판을 공정 챔버(100)의 외부로 반출할 때에는 슬릿 밸브(103)는 열린 상태가 되고, 공정 챔버(100)에서 일련의 공정이 수행될 때에는 슬릿 밸브(103)는 닫힌 상태가 될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는 회전하는 기판(S) 상에 각각의 공정에 해당하는 공정액(Chemical)을 분사하여 해당 공정을 수행하는 스핀 장치의 형태를 가질 수 있으며, 크게 기판 지지부(110)와 적어도 하나의 분사 노즐부(120, 130)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 기판 지지부(110)는 대략 공정 챔버(100)의 중앙부에 위치하고, 기판 이송부(40)에 의해 공정 챔버(100)의 내부로 반입된 기판(S)을 지지하고 회전시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(110)는, 회전 지지판(111), 복수의 지지핀(112), 회전 지지판 구동부(113), 스핀 컵(114) 및 스핀 컵 구동부(115)를 포함하여 구성될 수 있다.
회전 지지판(111)은 공정 챔버(100)의 중앙부에 회전 가능하도록 설치되고, 대략 얇은 원판 형상을 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 지지판(111)은 후술할 회전 지지판 구동부(113)에 결합되는 중심부로부터 복수의 리브(Rib)(111a)가 형성된 얇은 환(環) 형상을 가짐으로써, 회전 지지판(111)의 재료를 절약하고 회전 지지판(111)의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 회전 지지판(111) 전체의 응력이나 변형을 적게 할 수 있어 회전 지지판(111)의 내구성 및 안정성을 향상시킬 수도 있다.
복수의 지지핀(112)은 회전 지지판(111)의 상부면에 고정되고, 기판(S)의 하부면 또는 측면을 지지할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 지지핀(112)은 기판(S)의 하부면을 지지하는 복수의 하부 지지핀(112a)과 기판(S)의 측면을 지지하는 복수의 측부 지지핀(112b)으로 구성될 수 있다. 하부 지지핀(112a)은 대략 원통 형상으로 형성되고, 일단은 기판(S)의 하부면에 접촉하도록 돔(Dome) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 측부 지지핀(112b)은 대략 원통 형상으로 형성되어 기판(S)의 가장자리에 접촉하며, 기판(S)의 가장자리의 하부면을 지지하도록 접촉단이 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 대략 정사각형의 얇은 판 형상을 가지는 경우에는, 측부 지지핀(112b)은 기판(S)의 네 모서리의 측면을 지지할 수 있도록 각 모서리마다 2 개씩 모두 8개가 구비될 수 있다. 한편, 도 6 및 도 7에서는 8 개의 하부 지지핀(112a)과 8 개의 측부 지지핀(112b)이 회전 지지판(111)의 상부면에 고정된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 하부 지지핀(112a) 및 측부 지지핀(112b)의 개수 및 고정 위치는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 경우, 기판(S)의 하부면 또는 측면을 지지하는 복수의 지지핀(112)을 구비함으로써, 가판(S)의 지지를 확실히 할 수 있으므로, 기판 제조 공정의 정확성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 지지판 구동부(113)는 회전 지지판(111)의 중심부에 연결되며, 회전 지지판(111)을 회전 구동시킬 수 있다. 회전 지지판 구동부(113)는 서보 모터와 같은 구동 모터로부터 발생된 회전력을 구동 샤프트를 통해 회전 지지판(111)으로 전달할 수 있다. 도 7에 도시된 회전 지지판 구동부(113)의 구조는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 또한, 도 7에서는 회전 지지판(111)이 수평 방향으로 회전 운동만 하는 구조를 예를 들어 설명하고 있으나, 회전 지지판(111)을 상하로 이동시키는 별도의 구동 장치가 연결될 수도 있다.
스핀 컵(Spin cup)(114)은 상부면이 개방되고 회전 지지판(111)의 주위를 감싸도록 대략 원통 형상을 가지는 외벽이 형성되어 기판(S)이 수용되는 공간을 제공함으로써, 분사 노즐부(120, 130)에 의해 기판(S)으로 분사되는 복수의 공정액이 외부의 다른 장치나 주위로 튀어 나가 비산되는 현상을 방지할 수 있다. 이 때, 스핀 컵(114)은 해당 공정에 사용된 복수의 공정액을 모아 스핀 컵(114)의 하단에 연결된 배출구(도시되지 않음)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 스핀 컵(114)의 내부에는 기판(S)의 하부면을 향해 공정액을 분사하는 적어도 하나의 하부 노즐(114a)이 설치될 수 있다. 적어도 하나의 분사 노즐부(120, 130)와 적어도 하나의 하부 노즐(114a)은 동시에 또는 순차적으로 기판(S)의 상부면 또는 하부면에 공정액 또는 세정액을 분사할 수 있다.
스핀 컵 구동부(115)는 스핀 컵(114)의 하부 또는 측면에 연결되며, 스핀 컵(114)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 스핀 컵 구동부(115)는 기판 이송부(40)에 의해 반입된 기판(S)을 복수의 회전 지지핀(120)에 안착한 후 스핀 컵(114)을 상승시켜 박리 공정을 수행할 수 있도록 하고, 기판 이송부(40)가 박리 공정을 마친 기판(S)을 반출할 때에 스핀 컵(114)을 하강시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 스핀 컵 구동부(115)로는 공압 실린더와 같은 적어도 하나의 액츄에이터(151)와 동력 전달 샤프트(152)를 사용할 수 있다.
한편, 스핀 컵(114)의 상부면에는 기판(S)의 위치를 감지하여 기판(S)이 정위치에 놓여졌는지 여부를 판단하는 적어도 하나의 위치 감지 센서(116)가 설치될 수 있다. 여기서, 기판(S)의 정위치란 각종 공정을 수행하기 위해 기판 지지부(110) 상에서 기판(S)이 놓여지도록 정해진 위치를 의미한다. 위치 감지 센서(116)로는 포토 센서(Photo Sensor) 등을 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 기판 지지부(110)는 회전 지지판(111)을 적어도 하나의 리브(111a)를 가지는 얇은 원판 형상으로 구현함으로써, 회전 지지판(111)의 재료를 절약할 수 있을 뿐 아니라 회전 지지판(111)의 경량화를 통해 전체적으로 기판 제조용 공정 챔버(100)의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다. 또한, 기판(S)의 하부면 또는 측면을 지지하는 복수의 지지핀(112)을 구비함으로써, 기판(S)의 지지를 확실히 할 수 있으므로, 기판 제조 공정의 정확성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 기판 지지부(110)의 구조는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)를 포함할 수 있다. 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)는, 기판 지지부(110)에 인접하여 위치하며, 기판 지지부(110)에 의해 회전하는 기판(S)의 상부면으로 각각 해당 공정을 수행하기 위한 공정액을 분사할 수 있다. 이 때, 분사 노즐부(120, 130)에 의해 분사된 공정액은 회전하는 기판(S)의 회전력에 의해 상부면 전체로 퍼져 전체적으로 균일하게 해당 공정이 이루어질 수 있다. 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)는 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 제1 분사 노즐부(120)를 중심으로 분사 노즐부의 구조를 자세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 분사 노즐부의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 분사 노즐부에서 노즐 헤드의 구조를 나타내는 측면도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 분사 노즐부에서 노즐 헤드 구동부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(120)는 노즐 헤드(121), 노즐 헤드 지지부(122) 및 노즐 헤드 구동부(123, 124)를 포함하여 구성될 수 있다.
노즐 헤드(Nozzle Head)(121)는 공정액을 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐 분사구(121a)를 구비할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 노즐 분사구(121a)는 회전 지지판(111)의 반지름 방향을 따라 복수 개가 일렬로 배치되어 노즐 헤드 블록(121b)에 고정될 수 있다. 노즐 헤드 블록(121b)의 상단에는 노즐 헤드 지지부(122)의 노즐 암(122a)의 내부에 형성된 공정액 공급관으로부터 공급되는 공정액을 노즐 분사구(121a)로 공급하는 공정액 공급 라인(121c)이 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 공정액 공급 라인(121c)을 통해 공급된 공정액은 노즐 헤드 블록(121b)의 내부에 형성된 경로를 따라 각각의 노즐 분사구(121a)로 분배될 수 있다. 도 9에서는 5 개의 노즐 분사구가 일렬로 배치된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 노즐 분사구의 개수 및 배치 형태는 기판(S)의 면적, 회전 지지판(111)의 회전 속도 등을 고려하여 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
다시 도 8을 참조하면, 노즐 헤드 지지부(122)는 노즐 헤드(121)를 수직 또는 수평 방향으로 이동 가능하도록 베이스(105) 상에 고정 결합시킬 수 있다. 노즐 헤드 지지부(122)는 일단에 노즐 헤드(121)가 연결되고 수평 방향으로 길게 형성된 노즐 암(122a), 노즐 암(122a)의 타단을 지지하고 일 측으로 외부로부터 공정액이 유입되는 노즐 암 지지 블록(122b), 노즐 암 지지 블록(122b)의 하단으로부터 수직하게 형성되고 노즐 헤드 구동부(123, 124)에 연결되어 노즐 암(121a)를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 전달하는 구동 샤프트(122c) 및 노즐 암 지지 블록(122b)의 하단으로부터 수직하게 형성되고 구동 샤프트(122c)의 수평 회전 또는 수직 이동을 안내하는 구동 샤프트 지지 블록(122d)를 포함하여 구성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 노즐 암(122a)의 내부에는 노즐 헤드(121)로 공정액을 공급하는 공정액 공급관이 형성됨으로써 제1 분사 노즐부(120)의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다. 또한, 구동 샤프트 지지 블록(122d)의 내부에는 구동 샤프트(122c)의 수평 회전 또는 수직 이동을 안내하는 구동 샤프트 베어링가 구비됨으로써 구동 샤프트(122c)가 안정적으로 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드 지지부(122)의 타단, 보다 정확하게는 구동 샤프트(122c)의 타단에 연결되며, 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(112a)를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 제공할 수 있다. 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 이송 로봇 등과 같은 기판 이송부(40)에 의해 반입된 기판(S)이 기판 지지부(110)에 안착된 후 노즐 헤드(121)가 기판(S)의 상부면으로 공정액을 분사할 수 있도록 노즐 헤드(121)를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 또한, 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 기판(S)이 기판 이송부(40)에 의해 반입 또는 반출될 때에 기판 이송부(40)의 이송 로봇과 간섭하지 않도록 노즐 헤드(121)를 위치시킬 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 노즐 헤드 구동부(123, 124)는, 구동 샤프트(122c)의 타단에 연결되고 구동 샤프트(122c)를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부(123) 및 노즐 헤드 회전 구동부(123)의 일 측에 연결되고 노즐 헤드 회전 구동부(123)를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부(124)로 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 노즐 헤드 회전 구동부(123)는, 회전력을 발생시키는 제1 구동 모터(123a), 일단은 구동 샤프트(122c)의 타단이 삽입 고정되고 타단은 제1 구동 모터(123a)가 연결되어 구동 샤프트(122c)로 제1 구동 모터(123a)의 회전력을 전달하는 회전 전달부(123b) 및 상단부에 회전 전달부(123b)가 회전 가능하게 결합되고, 하단부에 제1 구동 모터(123a)가 고정되며, 일 측에 형성된 체결부(도시되지 않음)를 통해 노즐 헤드 승강 구동부(124)에 결합되는 회전 구동부 고정 블록(123c)을 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 회전 전달부(123b)의 일 측에는 구동 샤프트(122c)의 회전 각도를 감지하여 제어하기 위해 회전 감지 센서(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 노즐 헤드 승강 구동부(124)는, 회전력을 발생시키는 제2 구동 모터(124a), 일 측에 회전 구동부 고정 블록(123c)이 결합되고 제2 구동 모터(124a)로부터 발생된 회전력을 직선 운동을 변환하여 회전 구동부 고정 블록(123c)을 상하로 이동시키는 동력 전달부(124b)로 구성될 수 있다. 자세히 도시되지는 않았으나, 동력 전달부(124b)는 제2 구동 모터(124a)로부터 발생된 회전력을 직선 운동을 변환하는 볼 스크류, 볼 스크류에 결합되어 볼 스크류의 회전에 따라 상하 방향으로의 직선 이동을 안내하는 적어도 하나의 슬라이딩 레일로 구성될 수 있다. 한편, 동력 전달부(124b)의 일 측에는 회전 구동부 고정 블록(123c)의 이동 위치를 감지하여 제어하기 위해 이동 감지 센서(124c)가 설치될 수 있다. 이러한 노즐 헤드 승강 구동부(124)는 베이스 고정 블록(124d)을 통해 공정 챔버(100)의 베이스(105)의 하부면에 고정 결합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 제1 분사 노즐부(120)는 노즐 헤드 구동부(123, 124)를 구동 샤프트(122c)를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부(123)와, 노즐 헤드 회전 구동부(123)를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부(124)로 구성함으로써, 노즐 헤드 지지부(122)의 수평 회전 또는 수직 이동을 안정적으로 할 수 있고, 기판 제조용 공정 챔버(100)의 분사 노즐부(120)의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 분사 노즐부(120, 130)는, 노즐 헤드 구동부(123, 124)를 노즐 헤드(211)가 구비된 노즐 암(122a)를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부(123)와, 노즐 헤드 회전 구동부(123)를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부(124)로 구성함으로써, 노즐 암(122a)의 수평 회전 또는 수직 이동을 안정적으로 할 수 있고, 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10에 도시된 분사 노즐부(120, 130)의 구조는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 제1 분사 노즐부(120) 및 제 2 분사 노즐부(130)는, 기판(S)에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정에 사용되는 현상액과, 현상 공정을 마친 기판(S)으로부터 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정에 사용되는 식각액과, 식각 공정을 마친 기판(S)에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정에 사용되는 박리액 및 박리 공정을 마친 기판(S)을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정에 사용되는 린스액을 순차적으로 분사할 수 있다.
현상(Develop) 공정은 기판(S)에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 공정으로, 포토 마스크(Photo mask)에 그려진 소정의 패턴에 빛을 통과시켜 포토레지스트막이 형성된 기판(S) 위에 소정의 패턴을 찍어낸 후, 기판(S) 위로 현상액을 분사할 수 있다. 현상 공정에 사용하는 현상액으로는 NH3CO3 용액 또는 TMAH(Tetramethylammonium hydroxide) 용액 등을 사용할 수 있다. 또한, 식각(Etching) 공정은 현상 공정을 마친 기판(S)으로부터 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 공정으로, 소정의 패턴을 형성하기 위해 식각액을 분사하여 기판(S) 상의 포토레지스터 중 불필요한 부분을 선택적으로 제거할 수 있다. 식각 공정에 사용하는 식각액으로는 황산, 염산+초산+순수의 혼합액 등을 사용할 수 있다. 또한, 박리(Strip) 공정은 식각 공정을 마친 기판(S)에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 공정으로, 기판(S) 상에 공정액을 분사하여 기판(S) 상에 잔존하는 불필요한 포토레지스트를 모두 제거할 수 있다. 박리 공정에 사용하는 박리액으로는 수산화나트륨(NaOH) 용액 등을 사용할 수 있다. 마지막으로, 린스(Rinse) 공정은 박리 공정을 마친 기판(S)을 세정하기 위한 공정으로, 린스액으로는 고온의 순수(DeIonize water, DI water) 등을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 제1 분사 노즐부(120)는 현상액을 분사하는 현상액 노즐 분사구와, 박리액을 분사하는 박리액 노즐 분사구를 구비할 수 있다. 이 때, 제1 분사 노즐부(120)에 구비된 노즐 분사구(121a) 중 일부가 현상액 노즐 분사구의 역할을 하고, 나머지가 박리액 노즐 분사구의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 예에서, 5 개의 노즐 분사구(121a) 중 2 개는 현상액 노즐 분사구의 역할을 하고, 나머지 3 개가 박리액 노즐 분사구의 역할을 할 수 있다. 이와 반대로, 제1 분사 노즐부(120)에 구비된 노즐 분사구(121a) 모두가 교대로 현상액 노즐 분사구 또는 박리액 노즐 분사구의 역할을 할 수도 있다. 이는 제1 분사 노즐부(120)에 구비된 노즐 분사구(121a)가 1 개인 경우에도 적용 가능하다.
또한, 제2 분사 노즐부(130)는 식각액을 분사하는 식각액 노즐 분사구와, 린스액을 분사하는 린스액 노즐 분사구를 구비할 수 있다. 제2 분사 노즐부(130)에 구비된 식각액 노즐 분사구와 및 린스액 노즐 분사구의 구성은 제1 분사 노즐부(120)에 구비된 현상액 노즐 분사구 및 박리액 노즐 분사구의 구성과 유사하게 구성될 수 있으므로, 자세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
이와 같이, 제1 분사 노즐부(120)는 현상액 노즐 분사구 및 박리액 노즐 분사구를 구비하고, 제2 분사 노즐부(130)는 식각액 노즐 분사구 및 린스액 노즐 분사구를 구비함으로써, 제1 분사 노즐부(120)와 제2 분사 노즐부(130)는 교대로 기판(S)의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있다. 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)의 동작에 대해서는 이하 도 11 내지 도 13를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는, 기판(S)의 상부면을 향해 기판(S)을 세정하기 위한 세정액을 분사하는 세정 노즐 및 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달하는 메가소닉 노즐(Megasonic nozzle)을 더 포함할 수 있다. 세정 노즐 및 메가소닉 노즐은 상술한 제1 분사 노즐부(120)의 구조와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 세정 노즐 및 메가소닉 노즐의 동작에 대해서는 도 19을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)는 세정액이 분사된 기판(S)을 건조하기 위한 건조 장치를 더 포함할 수 있다. 건조 장치는 세정 공정을 진행하고 난 후, 기판(S) 표면에 잔류하는 공정액 또는 순수 등을 건조시키기 위한 건조(Drying) 공정을 수행할 수 있다. 건조 장치는 기판 지지부(110)의 회전력을 이용하여 기판(S)을 건조시키는 스핀 건조 방식을 사용하거나, IPA(Isopropyl alcohol, 이소프로필 알코올)의 화학적 반응을 이용하여 IPA 용액을 증발시켜 기판(S) 상에 잔존하는 공정액 또는 순수와 IPA 용액의 치환에 의해 기판(S)을 건조시키는 IPA 건조 방식 등을 사용할 수 있다. 스핀 건조 방식을 사용하기 위해서는, 도 3에 도시된 예에서 별도의 추가 장치 없이, 세정 공정을 마친 기판(S)을 기판 지지부(110)를 이용하여 회전시켜 원심력에 의해 건조 공정을 수행할 수 있다. 만약, IPA 건조 방식을 사용하기 위해서는 IPA 용액을 기판(S)으로 분사하기 위한 별도의 분사 노즐부(도시되지 않음)을 구비하거나, 전술한 분사 노즐부(120, 130) 또는 세정 노즐(도시되지 않음)을 이용하여 공정액 또는 순수 등과 IPA 용액을 순차적으로 분사할 수도 있다.
이하, 도 11 내지 도 13를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부에 기판이 로딩되는 상태를 나타내는 평면도이고, 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제1 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이며, 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제2 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이다.
먼저, 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)는 슬릿 밸브(103)를 통해 공정 챔버(100)의 내부로 일련의 공정을 수행할 기판(S)을 반입할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)에 의해 공정 챔버(100)의 내부로 반입될 때에, 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)에 구비된 각각의 노즐 헤드가 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)과 간섭하지 않도록 노즐 헤드를 위치시킬 수 있다. 공정 챔버(100)의 내부로 반입된 기판(S)은 기판 지지부(110)의 회전 지지판(111)의 상부면에 고정된 복수의 지지핀(112)에 의해 지지될 수 있다.
기판(S)이 복수의 지지핀(112)에 의해 지지되고 나면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드(121)를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드(121)에 구비된 노즐 분사구(121a) 중 현상액 노즐 분사구(도시되지 않음)는 기판(S)의 상부면을 향해 현상액을 분사함으로써 기판(S)에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정을 수행할 수 있다. 현상액 노즐 분사구가 현상액을 분사하는 동안, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제1 분사 노즐부(120)가 현상 공정을 수행하고 나면, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드(121)를 도 11에 도시된 초기 위치에 위치시킬 수 있다. 그리고, 제2 분사 노즐부(130)의 노즐 헤드 구동부(도시되지 않음)는 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 식각액 노즐 분사구(도시되지 않음)는 기판(S)의 상부면을 향해 식각액을 분사함으로써 기판(S)으로부터 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정을 수행할 수 있다. 식각액 노즐 분사구가 식각액을 분사하는 동안, 제2 분사 노즐부의 노즐 헤드 구동부는 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제2 분사 노즐부(130)가 식각 공정을 수행하고 나면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 분사 노즐부의 노즐 헤드 구동부는 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드를 도 11에 도시된 초기 위치에 위치시킬 수 있다. 그리고, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드(121)를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 박리액 노즐 분사구(도시되지 않음)는 기판(S)의 상부면을 향해 박리액을 분사함으로써 기판(S)에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정을 수행할 수 있다. 박리액 노즐 분사구가 박리액을 분사하는 동안, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제1 분사 노즐부(120)가 박리 공정을 수행하고 나면, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(120)의 노즐 헤드 구동부(123, 124)는 노즐 헤드(121)가 연결된 노즐 암(122a)을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드(121)를 도 11에 도시된 초기 위치에 위치시킬 수 있다. 그리고, 제2 분사 노즐부(130)의 노즐 헤드 구동부(도시되지 않음)는 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 린스액 노즐 분사구(도시되지 않음)는 기판(S)의 상부면을 향해 린스액을 분사함으로써 박리 공정을 마친 기판(S)을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정을 수행할 수 있다. 린스액 노즐 분사구가 린스액을 분사하는 동안, 제2 분사 노즐부의 노즐 헤드 구동부는 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제2 분사 노즐부(130)가 식각 공정을 수행하고 나면, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 분사 노즐부의 노즐 헤드 구동부는 노즐 헤드가 연결된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 노즐 헤드를 초기 위치에 위치시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(100)의 제1 분사 노즐부(120) 및 제 2 분사 노즐부(130)는, 교대로 기판(S)의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있으므로, 기판(S)을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버(100) 내에서 수행할 수 있다. 따라서, 전체적으로 터치 패널 제조 장치(1)를 소형화하고, 기판(S)의 이송 거리를 최소화하여 터치 패널 공정 시간을 단축시키고 공정액 사용량을 최소화하여 터치 패널 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 분사 노즐부(120) 또는 제2 분사 노즐부(130)에 의해 기판(S)의 상부면에 현상액 등의 공정액이 분사되는 동안, 스핀 컵(114)의 내부에 설치된 하부 노즐(114a)은 기판(S)의 하부면을 향해 제1 분사 노즐부(120) 또는 제2 분사 노즐부(130)와 동일한 공정액을 분사할 수도 있다.
제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)에 의한 일련의 공정을 수행되고 나면, 세정 노즐(도시되지 않음)은 기판(S)의 상부면으로 세정액을 분사하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 노즐에 의해 기판(S)의 상부면에 세정액이 분사되는 동안, 스핀 컵(114)의 내부에 설치된 하부 노즐(114a)은 기판(S)의 하부면을 향해 세정액을 분사할 수도 있다. 이러한 세정 공정을 수행하고 나면, 세정액이 분사된 기판(S)을 건조하기 위한 건조 공정을 수행할 수 있다.
마지막으로, 기판 이송부(40)는 슬릿 밸브(103)를 통해 공정 챔버(100)의 외부로 일련의 공정을 마친 기판(S)을 반출할 수 있다. 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 기판(S)이 기판 이송부(40)에 의해 외부로 반출될 때에 제1 분사 노즐부(120) 및 제2 분사 노즐부(130)에 구비된 각각의 노즐 헤드가 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)과 간섭하지 않도록 노즐 헤드를 위치시킬 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 내부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)의 분사 노즐부는, 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)는, 도 5에 도시된 일 실시예와는 달리, 기판 지지부(210)와 인접한 위치에 기판(S)의 상부면으로 복수의 공정액을 분사하기 위해 모두 4 개의 분사 노즐부(220, 230, 240, 250)가 배치되고, 4 개의 분사 노즐부(220, 230, 240, 250)와 인접한 위치에, 세정 노즐(260)과 메가소닉 노즐(260)이 배치될 수 있다. 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)의 구조는 도 8의 제1 분사 노즐부(120)의 구조와 실질적으로 동일하므로, 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(120)와 제3 분사 노즐부(240)는 기판 지지부(210)의 일 측에 서로 인접하게 위치하고, 제2 분사 노즐부(230)는 기판 지지부(210)를 사이에 두고 제1 분사 노즐부(220)와 대향하는 위치에 설치되며, 제4 분사 노즐부(250)는 기판 지지부(100)를 사이에 두고 제3 분사 노즐부(240)와 대향하는 위치에 설치될 수 있다. 즉, 제1 분사 노즐부(220)와 제2 분사 노즐부(230)는 기판 지지부(210)를 중심으로 서로 대각선 위치에 위치하고, 제3 분사 노즐부(240)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판 지지부(210)를 중심으로 서로 대각선 위치에 위치하며, 제2 분사 노즐부(230)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판 지지부(210)를 사이에 두고 제1 분사 노즐부(120) 및 제3 분사 노즐부(240)와 마주보는 기판 지지부(210)의 일 측에 서로 인접하게 위치할 수 있다. 후술하겠지만, 제1 분사 노즐부(220)와 제2 분사 노즐부(230)는 기판(S)의 상부면을 향해 동시에 현상액과 박리액을 분사하고, 제3 분사 노즐부(240)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판(S)의 상부면을 향해 동시에 식각액과 린스액을 분사할 수 있다.
한편, 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판 지지부(210)의 일 측에 서로 인접하게 위치하며, 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250)의 길이는 다르게 형성되고, 제2 분사 노즐부(230)와 제3 분사 노즐부(240)는 각각 기판 지지부(210)를 사이에 두고 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250)와 마주보는 기판 지지부(220)의 일 측에 서로 인접하게 위치하며, 제2 분사 노즐부(230)와 제3 분사 노즐부(240)의 길이는 다르게 형성될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판 지지부(210)의 일 측에 서로 인접하게 위치하는데, 제1 분사 노즐부(220) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 암(도 8의 122a 참조)이 대기 상태인 초기 위치에서 서로 겹치지 않도록 제1 분사 노즐부(120) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 암의 길이는 다르게 형성될 수 있다. 도 15에서는, 제1 분사 노즐부(220)의 노즐 암은 초기 위치에서 기판 지지부(210)로부터 가까운 위치에 배치되고, 제4 분사 노즐부(250)의 노즐 암은 초기 위치에서 기판 지지부(210)로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되어, 제1 분사 노즐부(220)의 노즐 암의 길이가 제4 분사 노즐부(250)의 노즐 암의 길이보다 짧게 형성된 예를 도시하고 있다. 이 경우, 필요에 따라, 제4 분사 노즐부(250)의 노즐 암은 일 직선의 형태가 아닌 곡선 형태를 가질 수도 있다.
마찬가지로, 제2 분사 노즐부(230)와 제3 분사 노즐부(240)는 각각 기판 지지부(210)를 사이에 두고 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250)와 마주보는 기판 지지부(210)의 일 측에 서로 인접하게 위치하며, 제2 분사 노즐부(230) 및 제3 분사 노즐부(240)에 구비된 각각의 노즐 암의 길이는 다르게 형성될 수 있다. 도 15에서는, 제3 분사 노즐부(240)의 노즐 암은 초기 위치에서 기판 지지부(210)로부터 가까운 위치에 배치되고, 제2 분사 노즐부(230)의 노즐 암은 초기 위치에서 기판 지지부(210)로부터 상대적으로 먼 위치에 배치되어, 제3 분사 노즐부(240)의 노즐 암의 길이가 제2 분사 노즐부(230)의 노즐 암의 길이보다 짧게 형성된 예를 도시하고 있다. 이 경우, 필요에 따라, 제2 분사 노즐부(230)의 노즐 암은 일 직선의 형태가 아닌 곡선 형태를 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)의 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)는, 기판(S)의 상부면으로 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있다.
바람직하게는, 제1 분사 노즐부(220)는 현상액을 분사하는 제1 현상액 노즐 분사구와, 박리액을 분사하는 제1 박리액 노즐 분사구를 구비하고, 제2 분사 노즐부(230)는 현상액을 분사하는 제2 현상액 노즐 분사구와, 박리액을 분사하는 제2 박리액 노즐 분사구를 구비할 수 있다. 또한, 제3 분사 노즐부(240)는 식각액을 분사하는 제1 식각액 노즐 분사구와, 린스액을 분사하는 제1 린스액 노즐 분사구를 구비하고, 제4 분사 노즐부(250)는 식각액을 분사하는 제2 식각액 노즐 분사구와, 린스액을 분사하는 제2 린스액 노즐 분사구를 구비할 수 있다. 즉, 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)는 각각 두 종류의 공정액을 분사할 수 있는데, 각각에 구비된 복수의 노즐 분사구(도시되지 않음)를 나누어 교대로 두 종류의 공정액을 분사하거나, 복수의 노즐 분사구가 동시에 하나의 공정액을 분사하지만 순차적으로 두 종류의 공정액을 분사할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)의 경우, 제1 분사 노즐부(120)와 제3 분사 노즐부(240)는 교대로 기판의 상부면으로 이동하여 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사하되, 제2 분사 노즐부(130)는 제1 분사 노즐부(120)와 함께 기판의 상부면으로 이동하여 현상액과 박리액을 분사하고, 제4 분사 노즐부(250)는 제3 분사 노즐부(240)와 함께 기판의 상부면으로 이동하여 식각액과 린스액을 분사할 수 있다. 즉, 제1 분사 노즐부(220)와 제2 분사 노즐부(230)는 기판(S)의 상부면을 향해 동시에 현상액과 박리액을 분사하고, 제3 분사 노즐부(240)와 제4 분사 노즐부(250)는 기판(S)의 상부면을 향해 동시에 식각액과 린스액을 분사할 수 있다. 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)의 동작에 대해서는 이하 도 16 내지 도 19을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)는, 기판(S)의 상부면을 향해 기판(S)을 세정하기 위한 세정액을 분사하는 세정 노즐(260) 및 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달하는 메가소닉 노즐(Megasonic nozzle)(270)을 더 포함할 수 있다.
세정 노즐(260)은 현상 공정, 식각 곡정, 박리 공정 및 린스 공정을 마친 기판(S) 상에 잔존하는 오염 물질을 제거하기 위해 황산, 염산, 암모니아, 과산화 수소, 불화수소 등의 공정액, 순수(Deionized Water) 또는 이들의 혼합액 등과 같은 세정액을 분사할 수 있다. 본 발명에서는 기판(S)을 세정하는 방법으로 액체 상태의 공정액 또는 순수를 이용하는 습식 세정 방법을 이용하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 즉, 기판(S)을 세정하는 방법으로 액체 상태의 공정액 또는 순수를 사용하지 않고 가스, 레이저 또는 자외선 빔을 표면에 직접 조사하여 세정하거나 플라즈마를 발생시켜 활성 라디칼을 이용하여 오염물질을 제거하는 플라즈마 세정 방법 등 건식 세정 방법을 이용할 수도 있다.
메가소닉 노즐(270)은 기판(S)의 상부면을 향해 분사되는 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달하여 세정액을 진동시켜 생성된 강력한 유체의 음파 흐름(Acoustic stream)을 이용하여 기판(S) 상의 오염 물질을 제거하는 역할을 할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 메가소닉 노즐(270)은 메가소닉 에너지를 발생시키는 압전 변환기(Piezioelectric tranducer) 등을 포함하는 진동자와, 진동자로부터 메가소닉 에너지를 제공받아 기판(S)의 상부면에 분사되는 세정액에 전달하는 트랜스미터(Transmitter)를 포함할 수 있다. 메가소닉 노즐(270)에서 발생시키는 고주파는 일반적으로 1 MHz 이상의 고주파 초음파를 의미하며, 미세입자 제거 능력이 뛰어나고 캐비테이션에 의하여 효과적으로 기판(S) 상의 미세입자를 제거할 수 있다.
세정 노즐(260) 및 메가소닉 노즐(270)은 도 8의 제1 분사 노즐부(120)의 구조와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 세정 노즐(260) 및 메가소닉 노즐(270)의 동작에 대해서는 도 19을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)는 세정액이 분사된 기판(S)을 건조하기 위한 건조 장치를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)는 각각의 분사 노즐부(220, 230, 240, 250)의 하부에 설치되고, 각각의 분사 노즐부(220, 230, 240, 250)에 구비된 노즐 분사구(도시되지 않음)에 잔존하는 복수의 공정액 또는 공정액을 분사한 후 다음 공정을 위해 노즐 분사구를 세정하는 세정액이 배출되는 공정액 배출 배스(Bath)(201, 202, 203)를 더 포함할 수 있다. 도 14에서는, 제1 분사 노즐부(220)와 제4 분사 노즐부(250) 사이의 하부에는 제1 공정액 배출 배스(201)가 설치되고, 제2 분사 노즐부(230)와 제3 분사 노즐부(240) 사이의 하부에는 제2 공정액 배출 배스(202)가 설치되며, 세정 노즐(260)과 메가소닉 노즐(270) 사이의 하부에는 제3 공정액 배출 배스(203)가 설치된 예를 도시하고 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않으며, 공정액 배출 배스의 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
이하 도 16 내지 도 19을 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 기판 지지부에 기판이 로딩되는 상태를 나타내는 평면도이고, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제1 분사 노즐부와 제2 분사 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이며, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 제3 분사 노즐부와 제4 노즐부가 공정액을 분사하는 상태를 나타내는 평면도이고, 도 19은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 세정 노즐과 메가소닉 노즐이 세정 공정을 수행하는 상태를 나타내는 평면도이다.
먼저, 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)는 슬릿 밸브(203)를 통해 공정 챔버(200)의 내부로 일련의 공정을 수행할 기판(S)을 반입할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)에 의해 공정 챔버(200)의 내부로 반입될 때에, 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드가 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)과 간섭하지 않도록 노즐 헤드를 위치시킬 수 있다. 공정 챔버(200)의 내부로 반입된 기판(S)은 기판 지지부(210)의 회전 지지판(211)의 상부면에 고정된 복수의 지지핀(212)에 의해 지지될 수 있다.
기판(S)이 복수의 지지핀(212)에 의해 지지되고 나면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 각각의 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 현상액 노즐 분사구는 기판(S)의 상부면을 향해 현상액을 분사할 수 있다. 제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)에 구비된 각각의 현상액 노즐 분사구가 현상액을 분사하는 동안, 제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)가 현상 공정을 수행하고 나면, 도 18에 도시된 바와 같이, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 각각의 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 식각액 노즐 분사구는 기판(S)의 상부면을 향해 식각액을 분사할 수 있다. 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 식각액 노즐 분사구가 식각액을 분사하는 동안, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)가 식각 공정을 수행하고 나면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 각각의 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 박리액 노즐 분사구는 기판(S)의 상부면을 향해 박리액을 분사할 수 있다. 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 박리액 노즐 분사구가 박리액을 분사하는 동안, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제1 분사 노즐부(220) 및 제2 분사 노즐부(230)가 박리 공정을 수행하고 나면, 도 18에 도시된 바와 같이, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 각각의 노즐 헤드를 기판(S)의 상부면으로 위치시킬 수 있다. 그리고, 노즐 헤드에 구비된 노즐 분사구 중 린스액 노즐 분사구는 기판(S)의 상부면을 향해 린스액을 분사할 수 있다. 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 린스액 노즐 분사구가 린스액을 분사하는 동안, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 헤드가 기판(S)의 상부에서 일정 각도 범위 내에서 회전(Swing)하도록 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 구동시킬 수 있다.
제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)가 식각 공정을 수행하고 나면, 도 16에 도시된 바와 같이, 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 각각의 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시켜 각각의 노즐 헤드를 초기 위치에 위치시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버(200)의 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)는, 교대로 기판(S)의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있으므로, 기판(S)을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버(200) 내에서 수행할 수 있다. 따라서, 전체적으로 터치 패널 제조 장치(1)를 소형화하고, 기판(S)의 이송 거리를 최소화하여 터치 패널 공정 시간을 단축시키고 공정액 사용량을 최소화하여 터치 패널 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 의해 기판(S)의 상부면에 현상액 등의 공정액이 분사되는 동안, 스핀 컵(도 6의 114)의 내부에 설치된 하부 노즐(도 6의 114a)은 기판(S)의 하부면을 향해 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 또는 제4 분사 노즐부(250)와 동일한 공정액을 분사할 수도 있다.
제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 의한 일련의 공정을 수행되고 나면, 세정 노즐(260)은 기판(S)의 상부면으로 세정액을 분사하여 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 노즐에 의해 기판(S)의 상부면에 세정액이 분사되는 동안, 메가소닉 노즐(270)은 기판(S)의 상부면을 향해 분사되는 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 세정 노즐에 의해 기판(S)의 상부면에 세정액이 분사되는 동안, 스핀 컵(도 6의 114)의 내부에 설치된 하부 노즐(도 6의 114a)은 기판(S)의 하부면을 향해 세정액을 분사할 수도 있다. 이러한 세정 공정을 수행하고 나면, 세정액이 분사된 기판(S)을 건조하기 위한 건조 공정을 수행할 수 있다.
마지막으로, 기판 이송부(40)는 슬릿 밸브(203)를 통해 공정 챔버(200)의 외부로 일련의 공정을 마친 기판(S)을 반출할 수 있다. 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드 구동부는 기판(S)이 기판 이송부(40)에 의해 외부로 반출될 때에 제1 분사 노즐부(220), 제2 분사 노즐부(230), 제3 분사 노즐부(240) 및 제4 분사 노즐부(250)에 구비된 각각의 노즐 헤드가 기판 이송부(40)의 이송 로봇(41)과 간섭하지 않도록 노즐 헤드를 위치시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 기판 지지부는 회전 지지판을 적어도 하나의 리브를 가지는 얇은 원판 형상으로 구현함으로써, 회전 지지판의 재료를 절약할 수 있을 뿐 아니라 회전 지지판의 경량화를 통해 전체적으로 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다. 또한, 기판의 하부면 또는 측면을 지지하는 복수의 지지핀을 구비함으로써, 기판의 지지를 확실히 할 수 있으므로, 기판 제조 공정의 정확성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 제조용 공정 챔버의 분사 노즐부는, 노즐 헤드 구동부를 노즐 헤드가 구비된 노즐 암을 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부로 구성함으로써, 노즐 암의 수평 회전 또는 수직 이동을 안정적으로 할 수 있고, 기판 제조용 공정 챔버의 구조를 단순화하고 소형화시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 제조용 공정 챔버는 복수의 공정액을 분사하는 적어도 하나의 분사 노즐부를 교대로 기판(S)의 상부면으로 이동하여, 현상액, 식각액, 박리액 및 린스액을 순차적으로 분사할 수 있으므로, 기판을 제조하기 위한 일련의 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행할 수 있다. 따라서, 전체적으로 터치 패널 제조 장치를 소형화하고, 기판의 이송 거리를 최소화하여 터치 패널 공정 시간을 단축시키고 공정액 사용량을 최소화하여 터치 패널 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 기판 제조용 공정 챔버에 복수의 공정액을 분사하는 분사 노즐부가 2 개 또는 6 개가 구비된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 분사 노즐부의 개수 및 배치 형태는 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 제조용 공정 챔버에서 세정 노즐과 메가소닉 노즐은 필요에 따라 생략 가능하다.
또한, 본 발명에서는 터치 패널을 제조하는 방법을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 적용 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 웨이퍼(wafer), LCD(Liquid crystal display), PDP(Plasma Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), 또는 ELD(Electro Luminescence Display) 등의 다양한 평판표시장치(Flat panel display, FPD) 등 포토리소그래피(photolithography) 기술을 이용하여 제작되는 제품이라면 얼마든지 다양한 기술 분야에 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 터치 패널 제조 장치 S: 기판
100: 기판 제조용 공정 챔버
110: 기판 지지부 120: 제1 분사 노즐부
130: 제2 분사 노즐부
200: 기판 제조용 공정 챔버
210: 기판 지지부 220: 제1 분사 노즐부
230: 제2 분사 노즐부 240: 제2 분사 노즐부
250: 제2 분사 노즐부 260: 세정 노즐
270: 메가소닉 노즐

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 기판(Substrate)을 제조하기 위한 기판 제조 장치에 구비되며, 일 측에 형성된 개구부를 통해 내부로 반입된 상기 기판에 대해, 상기 기판의 상부면을 향해 상기 기판에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정과, 상기 현상 공정을 마친 상기 기판으로부터 상기 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정과, 상기 식각 공정을 마친 상기 기판에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정 및 상기 박리 공정을 마친 상기 기판을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정을 포함하는 복수의 공정을 순차적으로 수행한 후 상기 개구부를 통해 상기 복수의 공정을 마친 상기 기판을 반출하는 기판 제조용 공정 챔버에 있어서,
    기판(Substrate)을 지지하고 회전시키는 기판 지지부;
    일단은 상기 현상 공정에 사용되는 현상액을 분사하는 현상액 노즐 분사구와 상기 박리 공정에 사용되는 박리액을 분사하는 박리액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 분사 노즐부; 및
    일단은 상기 식각 공정에 사용되는 식각액을 분사하는 식각액 노즐 분사구와 상기 린스 공정에 사용되는 린스액을 분사하는 린스액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 분사 노즐부를 포함하고,
    상기 제1 분사 노즐부 및 상기 제2 분사 노즐부는 각각,
    상기 제1 분사 노즐부의 경우 상기 현상액 노즐 분사구와 상기 박리액 노즐 분사구가 구비되거나, 상기 제2 분사 노즐부의 경우 상기 식각액 노즐 분사구 및 상기 린스액 노즐 분사구가 구비된 노즐 헤드(Nozzle Head);
    상기 기판 지지부의 일 측에 설치되고, 일단은 상기 노즐 헤드가 연결되며, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에서 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 연결되는 노즐 헤드 지지부; 및
    상기 노즐 헤드 지지부의 타단에 연결되어 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 상기 노즐 헤드 회전 구동부의 일 측에 연결되어 상기 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부를 구비하여, 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 노즐 헤드 구동부를 포함하며,
    상기 제1 분사 노즐부와 상기 제2 분사 노즐부는 교대로 상기 기판의 상부면으로 이동하여, 상기 현상액, 상기 식각액, 상기 박리액 및 상기 린스액을 순차적으로 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 공정 챔버.
  6. 기판(Substrate)을 제조하기 위한 기판 제조 장치에 구비되며, 일 측에 형성된 개구부를 통해 내부로 반입된 상기 기판에 대해, 상기 기판의 상부면을 향해 상기 기판에 도포된 포토레지스트(Photoresist)에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 현상(Develop) 공정과, 상기 현상 공정을 마친 상기 기판으로부터 상기 소정의 패턴에 해당하는 부분의 포토레지스트를 부식시키기 위한 식각(Etching) 공정과, 상기 식각 공정을 마친 상기 기판에 잔존하는 포토레지스트를 제거하기 위한 박리(Strip) 공정 및 상기 박리 공정을 마친 상기 기판을 세정하기 위한 린스(Rinse) 공정을 포함하는 복수의 공정을 순차적으로 수행한 후 상기 개구부를 통해 상기 복수의 공정을 마친 상기 기판을 반출하는 기판 제조용 공정 챔버에 있어서,
    기판(Substrate)을 지지하고 회전시키는 기판 지지부;
    일단은 상기 현상 공정에 사용되는 현상액을 분사하는 제1 현상액 노즐 분사구와 상기 박리 공정에 사용되는 박리액을 분사하는 제1 박리액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 분사 노즐부;
    상기 기판 지지부를 사이에 두고 상기 제1 분사 노즐부와 대향하는 위치에 설치되며, 일단은 상기 현상액을 분사하는 제2 현상액 노즐 분사구와 상기 박리액을 분사하는 제2 박리액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 분사 노즐부;
    일단은 상기 식각 공정에 사용되는 식각액을 분사하는 제1 식각액 노즐 분사구와 상기 린스 공정에 사용되는 린스액을 분사하는 제1 린스액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제3 분사 노즐부; 및
    상기 기판 지지부를 사이에 두고 상기 제3 분사 노즐부와 대향하는 위치에 설치되며, 일단은 상기 식각액을 분사하는 제2 식각액 노즐 분사구와 상기 린스액을 분사하는 제2 린스액 노즐 분사구가 구비되고, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제4 분사 노즐부를 포함하고,
    상기 제1 분사 노즐부, 상기 제2 분사 노즐부, 상기 제3 분사 노즐부 및 상기 제4 분사 노즐부는 각각,
    상기 제1 분사 노즐부의 경우 상기 제1 현상액 노즐 분사구와 상기 제1 박리액 노즐 분사구가 구비되거나, 상기 제2 분사 노즐부의 경우 상기 제2 현상액 노즐 분사구와 상기 제2 박리액 노즐 분사구가 구비되거나, 상기 제3 분사 노즐부의 경우 상기 제1 식각액 노즐 분사구 및 상기 제1 린스액 노즐 분사구가 구비되거나, 상기 제4 분사 노즐부의 경우 상기 제2 식각액 노즐 분사구 및 상기 제2 린스액 노즐 분사구가 구비된 노즐 헤드(Nozzle Head);
    상기 기판 지지부의 일 측에 설치되고, 일단은 상기 노즐 헤드가 연결되며, 타단은 상기 기판 지지부의 일 측에서 수평 방향으로 회전하거나 수직 방향으로 이동 가능하게 연결되는 노즐 헤드 지지부; 및
    상기 노즐 헤드 지지부의 타단에 연결되어 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키는 노즐 헤드 회전 구동부와, 상기 노즐 헤드 회전 구동부의 일 측에 연결되어 상기 노즐 헤드 회전 구동부를 수직 방향으로 이동시키는 노즐 헤드 승강 구동부를 구비하여, 상기 노즐 헤드 지지부를 수평 방향으로 회전시키거나 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 노즐 헤드 구동부를 포함하며,
    상기 제1 분사 노즐부와 상기 제3 분사 노즐부는 교대로 상기 기판의 상부면으로 이동하여, 상기 현상액, 상기 식각액, 상기 박리액 및 상기 린스액을 순차적으로 분사하되, 상기 제2 분사 노즐부는 상기 제1 분사 노즐부와 함께 상기 기판의 상부면으로 이동하여 상기 현상액과 상기 박리액을 분사하고, 상기 제4 분사 노즐부는 상기 제3 분사 노즐부와 함께 상기 기판의 상부면으로 이동하여 상기 식각액과 상기 린스액을 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 공정 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 분사 노즐부와 상기 제4 분사 노즐부는 상기 기판 지지부의 일 측에 서로 인접하게 위치하며, 상기 제1 분사 노즐부와 상기 제4 분사 노즐부의 길이는 다르게 형성되고,
    상기 제2 분사 노즐부와 상기 제3 분사 노즐부는 각각 상기 기판 지지부를 사이에 두고 상기 제1 분사 노즐부와 상기 제4 분사 노즐부와 마주보는 상기 기판 지지부의 일 측에 서로 인접하게 위치하며, 상기 제2 분사 노즐부와 상기 제3 분사 노즐부의 길이는 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 공정 챔버.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 기판의 상부면을 향해 상기 기판을 세정하기 위한 세정액을 분사하는 세정 노즐; 및
    상기 세정액에 고주파의 메가소닉 에너지를 전달하는 메가소닉 노즐(Megasonic nozzle)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 제조용 공정 챔버.
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