KR101752498B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기판 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 예비 도포되는 레지스트 액을 처리하는 예비 도포 기구와; 상기 예비 도포 기구의 근방에 배치되며, 상기 슬릿 노즐을 매질에 함침함과 아울러 초음파에 의한 진동을 제공하여 상기 슬릿 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치; 및 상기 슬릿 노즐과, 상기 예비 도포 기구 및 상기 노즐 세정 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 예비 도포 기구를 구동시킨 이후에 상기 노즐 세정 장치를 구동시킨다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 특히, 포토레지스트 액을 기판상에 도포하는 노즐을 초음파를 이용해서 세정하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
액정용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 필름 액정용 플렉서블 기판, 포토 마스크용 기판, 컬러필터용 기판 등의 표면에 레지스트 등의 처리액을 도포하는 기판 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 기판 처리 장치에서는 슬릿 노즐로부터 레지스트액을 도포함으로써 기판의 표면에 레지스트액의 도포막을 형성한다.
레지스트액을 기판에 도포하는 기판 처리 장치에 있어서, 도포 처리를 반복함으로써 레지스트액의 부착물이 슬릿 노즐에 잔류하는 현상이 발생하게 된다.
구체적으로, 슬릿 노즐을 이용하여 도포 처리를 행하는 기판 처리 장치(슬릿 코더)에서는 레지스트액이 불균일하게 부착된 상태의 슬릿 노즐로 도포 처리를 행하면 줄무늬 형상의 도포 얼룩이 발생한다. 따라서, 안정된 도포 처리를 행하기 위해서 슬릿 노즐의 토출구 주변에 잔류하는 레지스트 액을 정기적으로 세정 제거할 필요가 있다. 이러한 이유로, 종래부터 노즐 세정 처리를 행하는 기판 처리 장치가 제안되었다.
종래의 기판 처리 장치는 세정액을 토출하는 세정 노즐을 구비하고, 노즐 세정 처리에서는 이 세정 노즐로부터 토출 노즐의 선단부를 향해 세정액을 공급하는 방법이 일반적이다. 세정 효과를 높이기 위해서는 세정액의 공급량을 증가시킴과 동시에, 세정에 사용된 세정액을 신속하게 흡인 배출하는 것이 요구된다.
한편, 종래의 기판 처리 장치의 경우 노즐 주변에 잔류하는 레지스트 액을 정기적으로 세정하는 동작을 하지만 상기 노즐 주변에 잔류하는 레지스트 액을 완전히 제거하지 못하여 일정한 주기를 갖고 작업자에 의한 메뉴얼 세정(Manual Cleaning)이 추가된다.
작업자에 의한 메뉴얼 세정(Manual Cleaning)은 기판 처리 장치의 스테이지를 연 후 작업자가 장비내로 진입하여 준비된 도구로 노즐을 세정한 후에 장비 외부로 나온 후에 스테이지를 닫으며 이루어진다. 이러한 메뉴얼 세정(Manual Cleaning)의 경우 작업자의 숙련도에 의한 작업 시간, 재료 사용 등에 차이가 발생하게 된다. 또한, 작업자가 장비 내부로 진입하여 작업하므로 사고가 발생할 가능성이 있다.
본 발명은 기판 처리 장치 안에 초음파를 이용한 세정 배스(Cleaning Bath)를 구비하여 노즐 주변에 잔류하는 레지스트 액을 제거함으로써 작업자의 개입을 최소화하고 안전 사고 및 품질 사고의 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 슬릿 노즐로부터 예비 도포되는 레지스트 액을 처리하는 예비 도포 기구와; 상기 예비 도포 기구의 근방에 배치되며, 상기 슬릿 노즐을 매질에 함침함과 아울러 초음파에 의한 진동을 제공하여 상기 슬릿 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치; 및 상기 슬릿 노즐과, 상기 예비 도포 기구 및 상기 노즐 세정 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 예비 도포 기구를 구동시킨 이후에 상기 노즐 세정 장치를 구동시키는 것이 바람직하다.
상기 예비 도포 기구는, 상단에 개구부가 마련되며, 내부에 세정액이 저장되는 통체와, 도포면이 마련되고, 상기 개구부를 통해 일부가 외부에 노출되는 상태에서 상기 통체의 내부에 상기 세정액에 함침되어 회전가능하게 설치되는 롤러와, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 롤러를 회전시키는 회전 기구를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 개구부를 통해 노출되는 상기 롤러의 상기 도포면에 예비 도포되는 상기 레지스트 액은, 회전되는 상기 롤러를 따라 상기 세정액에 침지되는 동안 세정되는 것이 바람직하다.
상기 통체의 내부에는, 탈액 블레이드가 배치되는 것이 바람직하다.
상기 탈액 블레이드의 선단은, 회전되는 상기 롤러의 상기 도포면에 물리적으로 접촉되어 상기 도포면에 부착되는 오염물을 긁어 제거하는 것이 바람직하다.
상기 노즐 세정 장치는, 매질이 담겨져 상기 슬릿 노즐의 일부가 상기 매질에 삽입되는 공간을 구비한 베스와, 상기 베스를 지지하는 베스 지지부와, 상기 베스로 초음파에 의한 진동을 제공하여 상기 매질 내에서 공기 방울을 발생하도록 하여 상기 슬릿 노즐에 잔류하는 처리액을 제거하는 진동 케이블 및 진동자와, 상기 베스 내부로 상기 매질을 제공하는 매질 공급 배관을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 슬릿 노즐은, 하단을 따라 뾰족한 형상으로 이루어지고, 상기 베스의 내벽은, 상기 슬릿 노즐의 하단의 형상에 상응하는 형상으로 이루어져 상기 토출 노즐의 외면과 이격되는 것이 바람직하다.
상기 베스는, 상기 통체의 상단보다 높은 레벨에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 노즐 세정 장치 및 이를 구비한 기판 처리 장치는 노즐의 토출구가 삽입되어 간접 매질을 통한 초음파의 공기방울을 이용하여 노즐의 토출구 주변에 잔류하는 레지스트 액을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 세정 장치 및 이를 구비한 기판 처리 장치는 작업자에 의해 노즐을 세정하기 않기 때문에 안전 사고 및 품질 사고를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서의 도포 처리에 관한 주된 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2의 노즐 세정 장치를 나타낸 도면이다.
도 4A는 도 3의 A의 배면을 나타낸 도면이고, 도 4B는 도 3의 B를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서의 도포 처리에 관한 주된 구성을 나타낸 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 본체(2)와 제어부(8)로 크게 나뉘고, 액정표시장치의 화면 패널을 제조하기 위한 유리 기판을 피처리 기판(90)으로 하고, 기판(90)의 표면에 형성된 전극층 등을 선택적으로 에칭하기 위한 포토리소그래피 프로세스에 있어서, 기판(90)의 표면에 처리액으로서의 레지스트액을 도포하는 도포 처리 장치로 구성되어 있다.
따라서, 본 실시의 형태에서, 슬릿 노즐(41)은 레지스트액을 토출하도록 되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(1)는 액정표시장치용의 유리 기판뿐만 아니라, 일반적으로 플랫 패널 디스플레이용의 다양한 기판에 처리액을 도포하는 장치로서 변형 이용할 수 있다.
본체(2)는 기판(90)을 지지하기 위한 지지대로서 기능함과 동시에, 부속하는 각 기구의 기대로서도 기능하는 스테이지(3)를 구비한다. 상기 스테이지(3)의 상면은 수평면으로 되어 있고, 기판(9)의 지지면(30)으로 되어 있다.
지지면(30)에는 도시하지 않은 다수의 진공 흡착구가 분포하여 형성되어 있고, 기판 처리 장치(1)에서 기판(90)을 처리하는 동안, 기판(90)을 흡착함으로써, 기판(90)을 소정의 수평 위치로 지지한다. 또한, 지지면(30)에는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 상하로 승강 자유로운 복수의 리프트 핀(LP)이 적절한 간격을 두고 설치된다.
지지면(30) 중 기판(90)의 지지영역(기판(90)이 지지되는 영역)을 사이에 두고 양단부에는, 대략 수평방향으로 평행하게 뻗는 한 쌍의 주행 레일(31)이 고정된다. 주행 레일(31)은 가교 구조(4)의 양단부의 최하방에 고정되는 도시하지 않은 지지 블록과 함께, 가교 구조(4)의 이동을 안내하고, 가교 구조(4)를 지지면(30)의 윗쪽에 지지하는 리니어 가이드를 구성한다.
스테이지(3)의 윗쪽에는, 상기 스테이지(3)의 양측 부분으로부터 대략 수평으로 걸쳐진 가교 구조(4)가 형성되어 있다. 상기 가교 구조(4)는 예를 들면 탄소 섬유 보강 수지를 골재로 하는 노즐 지지부(40)와, 그 양단을 지지하는 승강 기구(43, 44)로 주로 구성된다.
노즐 지지부(40)에는 슬릿 노즐(41)이 부착되어 있다. 도 1에서 Y축 방향으로 길이 방향을 갖는 슬릿 노즐(41)에는 슬릿 노즐(41)에 레지스트액을 공급하는 배관이나 레지스트용 펌프 등을 포함하는 레지스트 공급 기구(도 2의 6)가 접속되어 있다. 상기 기판(90)의 표면을 주사하면서, 레지스트용 펌프에 의해 공급된 레지스트액을 기판(90) 표면의 소정 영역으로 토출함으로써, 슬릿 노즐(41)은 기판(90)에 레지스트 액을 도포한다.
상기 승강 기구(43, 44)는 상기 슬릿 노즐(41)의 양측으로 나뉘어지고, 노즐 지지부(40)에 의해 슬릿 노즐(41)과 연결되어 있다. 승강 기구(43, 44)는 주로 AC 서브 모터(43a, 44a) 및 도시하지 않은 볼 나사로 이루어지고, 제어부(8)로부터의 제어신호에 따라서, 가교 구조(4)의 승강 구동력을 생성한다. 이에 따라, 상기 승강 기구(43, 44)는 슬릿 노즐(41)을 승상시킨다. 또한, 승강 기구(43, 44)는 슬릿 노즐(41)의 YZ 평면 내에서의 자세를 조정하기 위해서도 이용된다.
상기 가교 구조(4)의 양단부에는, 스테이지(3)의 양측의 가장자리측에 따라, 각각 고정자(스테이터, 50a)와 이동자(50b) 및 고정자(51a)와 이동자(51b)를 구비하는 한 쌍의 리니어 모터(50, 51)가 각각 고정된다. 또한, 가교 구조(4)의 양단부에는 각각 스테일부와 검출자를 구비한 리니어 인코더(52, 53)가 각각 고정된다. 리니어 인코더(52, 53)는 리니어 모터(50, 51)의 위치를 검출한다.
이들 리니어 모터(50, 51)와 리니어 인코더(52, 53)가 주로 가교 구조(4)가 주행 레일(31)에 안내되면서 스테이지(3) 상을 이동하기 위한 주행 기구(5)를 구성한다. 제어부(8)는 리니어 인코더(52, 53)로부터의 검출 결과에 따라서 리니어 모터(50)의 동작을 제어하고, 스테이지(3) 상의 가교 구조(4)의 이동 즉, 슬릿 노즐(41)에 의한 기판(90)의 주사를 제어한다.
본체(2)의 지지면(30)에서 지지 에어리어의 (-X) 방향측에는 개구(32)가 형성된다. 상기 개구(32)는 슬릿 노즐(41)과 마찬가지로 Y축 방향으로 길이 방향을 가지고, 또한 상기 길이 방향의 길이는 슬릿 노즐(41)의 길이 방향의 길이와 거의 같다. 또한, 상기 본체(2)의 내부에는 노즐 초기화 기구(7)가 설치되어 있다.
상기 노즐 초기화 기구(7)는 기판(90)으로의 레지스트액의 도포에 앞서 행새지는 예비 처리시에 이용된다. 상기 노즐 초기화 기구(7)는 예비 도포 기구(73)를 구비한다. 상기 예비 도포 기구(73)는 회전 구동력을 생성하는 회전 기구(730)와, 상기 회전 기구(730)에 의해 회전하는 롤러(731)와, 상기 롤러(731)를 내부에 수용하는 상자 형상의 통체(732) 및 롤러(731)의 부착물을 긁어내는 탈액 블레이드(733)를 구비한다.
상기 롤러(731)는 통체(732)의 상면 개구부로부터 일부가 노출하도록 배치되고, 그 원통 측면은 레지스트 액이 도포되는 도포면으로 되어 있다. 기판 처리 장치(1)에서는 예비 도포 처리에 있어서, 슬릿 노즐(41)로부터 롤러(731)에 대해 레지스트 액이 토출된다. 또한, 예비 도포 처리란 본 도포 처리 전에 롤러(731)의 윗족으로 이동한 슬릿 노즐(41)로부터 소량의 레지스트액을 토출함으로써, 롤러(731)에 레지스트액을 예비적으로 도포하는 처리이다.
롤러(731)의 도포면은 통체(732) 내부의 아래쪽에서, 저류된 세정액에 침지되게 되어 있다. 또한, 세정 후, 세정액으로부터 끌어 올려진 도포면에 부착해 있는 오렴물은 탈액 블레이드(733)에 의해 긁어진다. 이렇게 하여, 도포면은 롤러(731)가 1회전하는 동안에 청정한 상태로 회복되어, 슬릿 노즐(41)에 의해 예비 도포 처리가 행해질 때, 슬릿 노즐(41)을 오염시키지 않도록 되어 있다.
또한, 상기 노즐 초기화 기구(7)는 노즐 세정 장치(70)를 구비한다. 상기 노즐 세정 장치(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 매질이 담겨져 상기 슬릿 노즐(41)이 상기 매질에 삽입되는 공간을 구비한 베스(70a, bath)와, 상기 베스(70a)를 지지하며 상기 베스(70a)가 상기 개구(32) 내에 설치되게 하는 베스 지지부(70b)와, 상기 베스(70a)로 초음파에 의한 진동을 제공하는 진동 케이블(70c)을 포함한다.
이때, 상기 베스(70a)의 크기는 상기 슬릿 노즐(41)이 상기 베스(70a) 내부로 충분히 삽입될 수 있도록 상기 슬릿 노즐(41)의 사이즈보다 크게 형성된다.
또한, 상기 노즐 세정 장치(70)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 베스(70a)의 일측에 구비되어 상기 베스(70a) 내부로 매질을 제공하는 매질 공급 배관(70d)과, 상기 진동 케이블(70c)에 의해 진동을 상기 베스(70a)로 제공하는 진동자(70e)를 더 포함한다.
이와 더불어, 상기 노즐 세정 장치(70)는 상기 베스(70a)의 일측면에는 상기 매질의 레벨을 조절하는 서브 튜브를 구비한다.
상기 초음파는 1MHz의 주파수를 갖고 상기 진동자(70e)는 대략 100mm 정도의 사이즈를 갖으며 19개 정도가 상기 노즐 세정 장치(70) 내부에 설치된다.
이와 같이 구성된 노즐 세정 장치(70)의 동작 방법은 다음과 같다.
상기 슬릿 노즐(41)에 잔류하는 레지스트 액을 제거하기 위한 세정 공정이 제어부(8)에 의해 실시될 경우, 상기 매질 공급 배관(70d)은 상기 베스(70a) 내부로 매질을 제공한다. 이어, 상기 슬릿 노즐(41)의 승강 기구(43, 44)가 상기 슬릿 노즐(41)을 상기 매질이 제공된 베스(70a) 내부로 삽입되도록 상기 슬릿 노즐(41)을 하강시킨다. 상기 슬릿 노즐(41)이 상기 베스(70a) 내부에 담겨진 매질에 삽입되면 상기 진동 케이블(70c) 및 진동자(70e)에 의해 초음파가 상기 베스(70a)로 전달된다.
상기 전달된 초음파에 의해 상기 베스(70a) 내부의 매질에서 공기방울들이 발생하고 상기 공기 방울들은 상기 베스(70a)에 삽입된 슬릿 노즐(41)에 잔류하는 레지스트액과 반응하여 상기 레지스트액을 제거한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 엔지니어가 제어부(8)를 통해 노즐 세정을 실시하게 되면, 상기 슬릿 노즐(41)이 삽입된 베스(70a)로 초음파를 전달하여 상기 초음파의 진동에 의해 발생된 공기 방울들이 상기 슬릿 노즐(41)에 잔류하는 레지스트액을 제거한다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 슬릿 노즐(41)에 잔류하는 레지스트액을 작업자가 직접 제거하는 종래의 경우보다 노즐 세정 작업에 있어서 표준화가 가능해지고 작업자의 개입이 최소화됨에 따라 안정 사고 발생을 줄일 수 있다.
1:기판 처리 장치 2:본체
3:스테이지 4:가교 구조
5:주행기구 6:레지스트 공급기구
7:노즐 초기화 기구 8:제어부
30:지지면 31:주행 레일
32:개구 40:노즐 지지부
41:슬릿 노즐 41a:배출구
43, 44:승강 기구 50, 51:리니어 모터
50a, 51a:고정자 50b, 51b:이동자
52, 53:리니어 인코더 70:노즐 세정 장치
70a:베스(bath) 70b:베스 지지부
70c:진동 케이블 70d:매질 공급 배관
70e:진동자 90:기판

Claims (8)

  1. 슬릿 노즐로부터 예비 도포되는 레지스트 액을 처리하는 예비 도포 기구;
    상기 예비 도포 기구의 근방에 배치되며, 상기 슬릿 노즐을 매질에 함침함과 아울러 초음파에 의한 진동을 제공하여 상기 슬릿 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치; 및
    상기 슬릿 노즐과, 상기 예비 도포 기구 및 상기 노즐 세정 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 예비 도포 기구를 구동시킨 이후에 상기 노즐 세정 장치를 구동시키는,
    기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 예비 도포 기구는,
    상단에 개구부가 마련되며, 내부에 세정액이 저장되는 통체와,
    도포면이 마련되고, 상기 개구부를 통해 일부가 외부에 노출되는 상태에서 상기 통체의 내부에 상기 세정액에 함침되어 회전가능하게 설치되는 롤러와,
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 롤러를 회전시키는 회전 기구를 구비하는,
    기판 처리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 개구부를 통해 노출되는 상기 롤러의 상기 도포면에 예비 도포되는 상기 레지스트 액은,
    회전되는 상기 롤러를 따라 상기 세정액에 침지되는 동안 세정되는,
    기판 처리 장치.
  4. 제 3항에 있어서
    상기 통체의 내부에는, 탈액 블레이드가 배치되되,
    상기 탈액 블레이드의 선단은,
    회전되는 상기 롤러의 상기 도포면에 물리적으로 접촉되어 상기 도포면에 부착되는 오염물을 긁어 제거하는,
    기판 처리 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 노즐 세정 장치는,
    매질이 담겨져 상기 슬릿 노즐의 일부가 상기 매질에 삽입되는 공간을 구비한 베스와,
    상기 베스를 지지하는 베스 지지부와,
    상기 베스로 초음파에 의한 진동을 제공하여 상기 매질 내에서 공기 방울을 발생하도록 하여 상기 슬릿 노즐에 잔류하는 처리액을 제거하는 진동 케이블 및 진동자와,
    상기 베스 내부로 상기 매질을 제공하는 매질 공급 배관을 구비하는,
    기판 처리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 슬릿 노즐은, 하단을 따라 뾰족한 형상으로 이루어지고,
    상기 베스의 내벽은, 상기 슬릿 노즐의 하단의 형상에 상응하는 형상으로 이루어져 토출 노즐의 외면과 이격되는,
    기판 처리 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 베스는,
    상기 통체의 상단보다 높은 레벨에 배치되는,
    기판 처리 장치.

  8. 삭제
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