KR101870165B1 - 예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 노즐의 예비 토출 공정을 수행하는 예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공한다. 예비 토출 유닛은 상부가 개방되고, 내부에 세정액이 채워지는 처리조 및 상기 처리조 내에서 배치되며, 회전 가능하게 제공되는 통 형상의 롤러를 포함하되, 상기 롤러는 그 길이방향에 대해 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 큰 지름을 가진다. 이로 인해 기판 상으로 약액을 균일하게 공급할 수 있다.또한예비 공정 토출 시 노즐의 토출단에 그 길이방향을 따라 약액이 균일하게 맺힐 수 있다.

Description

예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치{Pre-discharge unit and Apparatus for treating substrate with the unit}
본 발명은 예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐의 예비 토출 공정을 수행하는 예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판 상으로 약액을 공급하는 사진, 식각, 이온주입, 증착 그리고 세정의 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들은 기판 상으로 약액을 보다 빠르게 공급하고자, 기판의 폭과 동일하거나 이보다 긴 슬릿 형상의 토출단을 가지는 노즐을 통해 기판 상으로 약액을 공급한다.
이 중 사진 공정에서는 감광액과 같은 약액을 기판 상으로 공급하는 도포 공정이 수행된다. 노즐은 약액을 토출 초기 시 노즐에 가해지는 초기 압력이 불안정하여 약액의 균일한 토출이 어렵다. 이를 해결하기 위해서 한국 공개 특허 10-2011-61186호에서는 기판 상으로 감광액을 토출하기 전, 노즐(10)의 예비 토출을 수행한다. 예비 토출 공정에서 노즐(10)의 토출단이 롤러(20)의 외주면에 인접하도록 이동하여 노즐(10)의 토출단에 일정량의 약액이 맺히도록 유지된다. 그러나 예비 토출에 사용되는 롤러(20)는 길고, 무거워 그 중앙부가 가장자리부에 비해 도 1과 같이 쳐지는 현상이 발생된다. 이로 인해 노즐(10)의 토출단에 맺히는 약액은 가장자리부에 맺히는 두께(d)과 중앙부에 맺히는 두께(D)가 서로 상이하며, 토출 초기 시 기판 상으로 약액을 균일하게 공급할 수 없다.
한국 공개 특허번호: 10-2011-0061186호
본 발명은 예비 토출 공정 시 노즐의 토출단에 약액이 균일하게 맺힐 수 있는 롤러를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 노즐의 예비 토출 공정을 수행하는 예비 토출 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치를 제공한다. 예비 토출 유닛은 상부가 개방되고, 내부에 세정액이 채워지는 처리조 및 상기 처리조 내에서 배치되며, 회전 가능하게 제공되는 통 형상의 롤러를 포함하되, 상기 롤러는 그 길이방향에 대해 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 큰 지름을 가진다.
상기 롤러는 그 길이방향을 따라 상기 중앙 영역에서 양측 상기 가장자리 영역으로 갈수록 지름이 점진적으로 작아질 수 있다. 상기 롤러의 외주면은 정면에서 바라볼 때 라운드질 수 있다. 상기 롤러는 원통 형상의 몸체부 및 상기 몸체부의 외주면에 도금되는 도금부를 포함하되, 상기 도금부는 상기 몸체부의 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 두껍게 제공될 수 있다.
기판 처리 장치는 기판을 지지하는 지지 플레이트, 제 1 방향을 따라 이동 가능하고, 길이방향이 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 제공되며, 상기 기판 상으로 약액을 공급하는 노즐, 그리고 상기 노즐의 예비 토출 공정이 수행되는 예비 토출 유닛를 포함하되, 상기 예비 토출 유닛은 상기 지지 플레이트에 대해 상기 제 1 방향으로 배치되고, 상부가 개방되며 내부에 세정액이 채워지는 처리조 및 상기 처리조 내에서 제공되고, 길이방향이 상기 제 2 방향을 가지며, 회전 가능하게 제공되는 통 형상의 롤러를 포함하되, 상기 롤러는 상기 제 2 방향에 대해 그 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 큰 지름을 가진다.
상기 롤러는 그 길이방향을 따라 상기 중앙 영역에서 양측 상기 가장자리 영역으로 갈수록 지름이 점진적으로 작아질 수 있다. 상기 롤러는 원통 형상의 몸체부 및 상기 몸체부의 외주면에 도금되는 도금부를 포함하되, 상기 도금부는 상기 몸체부의 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 두껍게 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판 상으로 약액을 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 예비 공정 토출 시 노즐의 토출단에 그 길이방향을 따라 약액이 균일하게 맺힐 수 있다.
도 1은 종래에 예비 토출 유닛을 사용 시 문제점을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 세정 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 예비 토출 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 롤러를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤러를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 베이스(100), 지지 플레이트(200), 노즐, 구동 유닛, 세정 유닛(500), 그리고 예비 토출 유닛(600)을 가진다.
베이스(100)는 일정 높이를 가지고 상면이 평평하게 제공된다. 베이스(100)의 상면에는 세정 유닛(500), 예비 토출 유닛(600), 그리고 지지 플레이트(200)가 제 1 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 지지 플레이트(200)의 상면에는 기판(S)이 놓인다. 지지 플레이트(200)는 직사각의 판 형상을 가진다. 지지 플레이트(200)의 상면에는 복수의 홀들이 형성된다. 각각의 홀에는 진공압이 제공되어 기판(S)을 진공 흡착할 수 있다.
노즐(300)은 기판(S) 상으로 약액을 공급한다. 상부에서 바라볼 때 노즐(300)은 그 길이방향이 제 1 방향과 수직한 제 2 방향을 향하도록 배치된다. 노즐(300)은 그 저면에 약액을 토출하는 토출단(302)를 가진다. 노즐(300)의 토출단(302)은 제 2 방향을 따라 길게 제공되는 슬릿 형상을 가진다. 노즐(300)의 토출단(302)은 기판(S)의 폭과 유사한 길이를 가진다. 노즐(300)은 제 1 방향으로 직선 이동하며 기판(S) 전체에 약액을 도포한다. 예컨대, 약액은 포토 레지스트와 같은 감광액일 수 있다.
구동 유닛(400)은 노즐(300)을 제 1 방향 및 상하 방향으로 이동시킨다. 구동 유닛(400)은 프레임(320), 수직 구동 부재(340), 그리고 수평 구동 부재(360)를 가진다.
프레임(320)은 수평 지지대(322) 및 지지축(326)을 가진다. 수평 지지대(322)는 그 길이방향이 제 2 방향으로 제공되며, 베이스(100)의 상부에 위치된다. 수평 지지대(322)의 저면 양단 각각에는 지지축(326)이 설치된다. 지지축(326)은 수평 지지대(322)를 지지한다.
수직 구동 부재(340)는 수평 지지대(322) 상에서 노즐(300)을 상하 방향으로 이동시킨다. 수직 구동 부재(340)는 가이드 레일(346), 브라켓(342), 그리고 구동기(348)를 가진다. 가이드 레일(346)은 수평 지지대(322)에 설치된다. 가이드 레일(346)은 그 길이방향이 상하 방향을 향하도록 설치된다. 브라켓(342)은 노즐(300)을 지지하며, 가이드 레일(346)을 따라 이동 가능하도록 가이드 레일(346) 상에 제공된다. 구동기(348)는 브라켓(342)을 가이드 레일(346)의 길이방향을 따라 직선 이동시킨다. 예컨대 구동기(348)는 모터일 수 있다.
수평 구동 부재(360)는 노즐(300)이 장착된 수평 지지대(322)를 제 1 방향으로 이동시킨다. 수평 구동 부재(360)는 가이드 레일(362), 브라켓(366), 그리고 구동기(미도시)를 가진다. 가이드 레일(362)은 그 길이방향이 제 1 방향을 향하도록 제공된다. 가이드 레일(362)은 지지 플레이트(200)를 중심으로 베이스(100)의 상면 양측 가장자리에서 서로 이격되게 설치된다. 브라켓(366)은 프레임(320)의 지지축(326)에 결합된다. 브라켓(366)은 가이드 레일(362) 각각에 설치된다. 구동기(미도시)는 브라켓(366)을 제 1 방향으로 직선 이동시켜 노즐(300)을 제 1 방향으로 이동시킨다. 예컨대 구동기(미도시)는 모터일 수 있다.
세정 유닛(500)은 노즐(300)의 토출단(302)에 잔류하는 약액이 경화되거나 고착되는 것을 방지한다. 도 3은 도 2의 세정 유닛(500)을 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 세정 유닛(500)은 세정액(540)을 이용하여 노즐(300)을 세정한다. 세정 유닛(500)은 세정조(520)를 가진다. 세정조(520)는 그 길이방향이 제 2 방향을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 세정조(520)는 상부가 개방되고, 그 내부에 노즐(300)이 수용 가능한 공간을 가진다. 세정조(520)의 내부에는 세정액(540)이 수용된다. 예컨대 세정액(540)은 휘발성을 가지는 신나(thinner)일 수 있다. 세정조(520)의 내부는 휘발되는 세정액(540)으로 인해 세정액 분위기로 형성된다. 노즐(300)의 토출단(302)이 세정조(520)의 내부에 위치되면, 세정액 분위기에 의해 노즐(300)의 토출단(302)에 잔류하는 약액이 경화되거나 고착되는 것을 방지할 수 있다. 이와 달리 세정조(520)의 내측면에는 세정 노즐(300)이 제공되어 세정조(520) 내에 위치된 노즐(300)의 토출단(302)으로 세정액(540)을 분사할 수 있다.
예비 토출 유닛(600)은 노즐(300)이 기판(S)으로 약액을 공급하기 직전에 노즐(300)이 예비 토출을 실시할 수 있는 공간을 제공한다. 예비 토출 공정으로 인해 노즐(300)의 토출 압력은 균일하게 유지되고, 노즐(300)의 토출단(302)에는 약액이 균일하게 맺힌다. 도 4는 도 2의 예비 토출 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 예비 토출 유닛(600)은 처리조(620), 롤러(640), 회전축(660), 구동부(미도시), 그리고 블래이드(650)를 가진다. 처리조(620)는 그 길이 방향이 제 2 방향을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 처리조(620)는 상부가 개방되고, 그 내부에는 노즐(300)이 수용 가능한 공간이 제공된다. 처리조(620)의 내부에는 세정액이 채워진다. 예컨대, 세정액은 롤러(640)에 부착된 포토 레지스트와 같은 감광액을 제거하기 위한 솔벤트일 수 있다. 도 5는 도 4의 롤러를 보여주는 단면도이다. 롤러(640)는 처리조(620) 내에 배치된다. 롤러(640)는 통 형상을 가지며, 그 길이방향이 제 2 방향을 향하도록 배치된다. 제 2 방향을 향하는 롤러(640)의 길이는 노즐(300)의 토출단(302) 길이와 동일하거나 이보다 크게 제공된다. 롤러(640)는 그 길이방향을 중심축으로 회전 가능하다. 롤러(640)는 일부 영역이 세정액의 수면 위로 돌출되고, 다른 일부 영역이 세정액에 잠기도록 배치된다. 롤러(640)는 중앙 영역과 양측 가장자리 영역이 상이한 지름을 가진다. 예컨대, 롤러(640)는 그 길이방향을 따라 중앙 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 그 지름이 점진적으로 작아진다. 정면에서 바라볼 때 롤러(640)의 중앙 영역은 가장자리 영역에 비해 상하로 각각 볼록한 형상을 가진다. 일 예에 의하면, 정면에서 바라볼 때 롤러(640)의 외주면은 라운드진 형상을 가진다.
선택적으로 롤러(640)는 도 6과 같이 정면에서 바라볼 때 그 외주면이 직선으로 제공될 수 있다.
일 예에 의하면, 롤러(640)는 몸체부(642)와 도금부(646)를 가진다. 몸체부(642)는 그 길이방향을 따라 직경이 동일한 원통 형상을 가진다. 도금부(646)는 몸체부(642)의 외주면에 도금된다. 예컨대, 도금부(646)는 금속으로 이루어질 수 있다. 도금부(646)의 두께는 그 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 두껍게 제공된다. 이와 같이 몸체부(642)의 외주면에 도금부(646)를 도금하는 방법으로는, 도금부(646)를 그 길이방향을 따라 동일한 직경을 가지는 원통 형상으로 도금한다. 이후, 도금부(646)의 외주면 가장자리 영역을 일부 제거한다.
그러나 선택적으로 롤러(640)는 도 7과 같이, 하나의 몸체부(642)로 이루어질 수 있다.
회전축(660)은 롤러(640)가 회전 가능하도록 롤러(640)의 양 측부를 지지한다. 회전축(660)이 롤러(640)에 결합 시 롤러(640)의 중앙 영역은 처지더라도, 정면에서 바라볼 때 그 상단은 수평을 유지된다. 회전축(660)은 구동부(미도시)에 의해 회전 가능하다. 블래이드(650)는 롤러(640)의 외주면에 부착된 미세량의 약액을 1 차 제거하여 노즐(300)의 역오염을 방지한다. 블래이드(650)는 처리조(620)의 내측면에 설치된다. 블래이드(650)는 그 길이방향이 제 2 방향을 향하도록 설치된다. 블래이드(650)의 끝단은 롤러(640)의 외주면과 접촉된 상태를 유지하도록 제공된다. 블래이드(650)의 끝단은 롤러(640)의 외주면과 대응되는 오목한 형상을 가진다.
다음은 상술한 본 발명의 기판 처리 장치를 이용하여 기판(S)을 처리하는 과정을 설명한다. 지지 플레이트(200)에 기판(S)이 놓이면, 세정 유닛(500)에서 공정 대기 중인 노즐(300)은 예비 토출 유닛(600)으로 이동되어 예비 토출 공정이 수행된다. 노즐(300)은 그 토출단(302)이 롤러(640)의 상단과 대향되도록 예비 토출 유닛(600)의 상부에 이동된다. 노즐(300)은 그 토출단(302)이 회전되는 롤러(640)의 상단에 인접하게 위치되도록 하강된다. 예컨대, 노즐(300)의 토출단(302)과 롤러(640)의 상단 간의 거리는 1mm 미만일 수 있다. 노즐(300)은 롤러(640)의 상단으로 약액을 토출한다. 토출된 약액의 일부는 롤러(640)에 부착되어 제거되고, 다른 일부는 노즐(300)의 토출단(302)에 균일하게 맺힌다. 일정 시간이 지나면, 노즐(300)은 약액의 토출을 중지하고, 위로 이동 하여 지지 플레이트(200)의 상부 일단으로 이동된다. 노즐(300)은 지지 플레이트(200)에 인접하게 위치되도록 이동된 후, 제 1 방향을 따라 이동하며 약액을 토출하여 기판(S) 상에 약액을 도포한다. 기판(S) 상에 도포 공정이 완료되면, 노즐(300)은 세정 유닛(500)으로 이동되어 노즐(300)의 토출단(302)에 부착된 약액을 제거한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 지지 플레이트 300: 노즐
600; 예비 토출 유닛 620: 처리조
640: 롤러

Claims (7)

  1. 상부가 개방되고, 내부에 세정액이 채워지는 처리조와;
    상기 처리조 내에서 배치되며, 회전 가능하게 제공되는 통 형상의 롤러를 포함하되;
    상기 롤러는 그 길이방향에 대해 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 큰 지름을 가지는 것을 특징으로 하고,
    상기 롤러는,
    원통 형상의 몸체부와;
    상기 몸체부의 외주면에 도금되는 도금부를 포함하되;
    상기 도금부는 상기 몸체부의 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 두껍게 제공되는 것을 특징으로 하는 예비 토출 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러는 그 길이방향을 따라 상기 중앙 영역에서 양측 상기 가장자리 영역으로 갈수록 지름이 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 예비 토출 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 롤러의 외주면은 정면에서 바라볼 때 라운드진 것을 특징으로 하는 예비 토출 유닛.
  4. 삭제
  5. 기판을 지지하는 지지 플레이트와;
    제 1 방향을 따라 이동 가능하고, 길이방향이 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 제공되며, 상기 기판 상으로 약액을 공급하는 노즐과; 그리고
    상기 노즐의 예비 토출 공정이 수행되는 예비 토출 유닛를 포함하되;
    상기 예비 토출 유닛은,
    상기 지지 플레이트에 대해 상기 제 1 방향으로 배치되고, 상부가 개방되며 내부에 세정액이 채워지는 처리조와;
    상기 처리조 내에서 제공되고, 길이방향이 상기 제 2 방향을 가지며, 회전 가능하게 제공되는 통 형상의 롤러를 포함하되;
    상기 롤러는 상기 제 2 방향에 대해 그 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 큰 지름을 가지는 것을 특징으로 하고,
    상기 롤러는,
    원통 형상의 몸체부와;
    상기 몸체부의 외주면에 도금되는 도금부를 포함하되;
    상기 도금부는 상기 몸체부의 중앙 영역이 가장자리 영역에 비해 두껍게 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 롤러는 그 길이방향을 따라 상기 중앙 영역에서 양측 상기 가장자리 영역으로 갈수록 지름이 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
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