KR102171275B1 - 기판 처리장치 및 기판 처리방법 - Google Patents

기판 처리장치 및 기판 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리장치 및 기판 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 처리 성능 및 공정 효율을 향상시키는 기판 처리장치 및 기판 처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치는 제1 방향으로 기판을 이동시키는 기판 이송부; 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되며, 상기 기판 상에 처리 유체를 분사하는 선형 노즐부; 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 노즐 이동부; 및 이동하는 상기 기판을 따라 상기 선형 노즐부가 연동하도록 상기 기판 이송부와 상기 노즐 이동부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리장치 및 기판 처리방법{Apparatus for processing substrate and method for processing substrate}
본 발명은 기판 처리장치 및 기판 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 처리 성능 및 공정 효율을 향상시키는 기판 처리장치 및 기판 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는 수많은 공정 단계를 거쳐 제작되므로, 각각의 공정을 수행하기 위한 수많은 설비를 운용하게 된다. 이로 인해 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는 막대한 비용과 설비가 소모되는 장치 및 그 장치의 운용에 필요한 드넓은 공간이 요구된다는 문제점이 있다.
최근에는 디스플레이 장치의 대형화에 따라 대형 기판에 대한 처리가 이루어지고 있으며, 노즐의 면적 증가는 설비 비용의 상승을 가져오기 때문에 처리 유체를 대형 기판에 전체적으로 분사할 수 있는 대면적의 노즐을 사용하기 어려운 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 선형 노즐을 통해 대형 기판을 스캔하면서 대형 기판의 전체면에 처리 유체를 공급하는 방법이 사용되고 있으나, 기판을 이송하면서 각 공정을 진행하는 인라인(in-line) 방식에서는 대형 기판이 선형 노즐을 한 번만 통과하게 되어 각 영역에 대한 처리 시간이 한정될 수 밖에 없으므로, 인라인 방식에서도 적은 수의 선형 노즐로 효과적인 기판 처리가 이루어지도록 하는 방법이 요구되고 있다.
또한, 디스플레이 장치의 제조 공정에서는 잔류 물질, 파티클, 오염물 등을 제거하기 위하여 기판을 세정하는 기판 세정이 필수적으로 필요하게 된다. 최근 들어, 디스플레이 장치는 고해상도로 급격히 전환이 되고 있으며, 이러한 변화가 진행되면서 디스플레이 장치 구성 또한 많은 변화들이 전개되고 있는 실정이다. 고해상도 디스플레이 제조 과정은 패턴이 더욱더 미세해지면서 기존에 없었던 공정이 추가되고, 각 공정마다 미세 패턴에 대한 이물 관리 요구 사항이 더욱더 까다롭게 진행되어야 한다. 이러한 요구 사항에 따라 고온과 고압의 분사 타력을 이용하여 기판을 세정하는 고에너지의 세정 유닛이 사용되고 있으며, 고에너지의 세정 유닛을 이용하는 경우에는 처리 유체를 기판 상에 분사하는 데에 높은 전기 소모량 등이 발생하는 문제가 있어 처리 유체의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제10-0732519호
본 발명은 선형 노즐부를 이용한 기판 처리 성능 및 처리 유체의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리장치 및 기판 처리방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치는 제1 방향으로 기판을 이동시키는 기판 이송부; 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되며, 상기 기판 상에 처리 유체를 분사하는 선형 노즐부; 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 노즐 이동부; 및 이동하는 상기 기판을 따라 상기 선형 노즐부가 연동하도록 상기 기판 이송부와 상기 노즐 이동부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 진입한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 기판과 연동시킬 수 있다.
상기 기판 이송부는 상기 기판을 제1 속도로 이동시키고, 상기 노즐 이동부는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 이동시킬 수 있다.
상기 노즐 이동부는 상기 선형 노즐부가 상기 기판을 모두 스캔한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 복귀시킬 수 있다.
상기 노즐 이동부는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 높은 제3 속도로 복귀시킬 수 있다.
상기 노즐 이동부는 미리 설정된 구간의 원점에서 상기 기판에 대한 스캔이 시작되고 상기 미리 설정된 구간의 종점에서 상기 기판에 대한 스캔이 종료되도록 상기 선형 노즐부를 이동시킬 수 있다.
상기 기판 이송부는 복수개의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 복수개의 기판을 이동시키고, 상기 미리 설정된 구간의 거리는 상기 기판 사이의 간격에 의해 결정될 수 있다.
상기 기판의 위치를 감지하는 센서부;를 더 포함하고, 상기 센서부는 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 미리 설정된 구간의 원점에 도달하는 것과 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달하는 것을 감지할 수 있다.
상기 처리 유체는 스팀, 초순수 및 공기 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 선형 노즐부는 상기 기판 표면의 이물질이 제거되도록 상기 처리 유체를 분사할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리방법은 제1 방향으로 기판을 이동시키는 과정; 및 이동하는 상기 기판을 따라 연동하도록, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되어 처리 유체를 상기 기판 상에 분사하는 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 기판을 이동시키는 과정에서는 상기 기판을 제1 속도로 이동시키고, 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 이동시킬 수 있다.
상기 선형 노즐부가 상기 기판을 모두 스캔한 후에 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 높은 제3 속도로 복귀시킬 수 있다.
상기 기판을 이동시키는 과정에서는 복수개의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 복수개의 기판을 이동시키며, 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정에서는, 상기 기판 사이의 간격에 의해 결정되는 거리를 갖는 미리 설정된 구간의 원점에서 상기 기판에 대한 스캔이 시작되고 상기 미리 설정된 구간의 종점에서 상기 기판에 대한 스캔이 종료되도록 상기 선형 노즐부를 이동시킬 수 있다.
상기 기판의 위치를 감지하는 과정;을 더 포함하고, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정을 수행하며, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리장치는 제1 방향으로 이동하는 기판을 따라 선형 노즐부를 연동시켜 제1 방향으로 이동시킴으로써, 기판의 각 영역에 대한 처리 유체의 분사 시간이 늘어날 수 있으며, 기판의 전체면에 효과적인 기판 처리가 이루어질 수 있다. 이를 통해 하나의 선형 노즐부로도 복수의 선형 노즐부를 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있어 선형 노즐부의 수를 줄일 수 있고, 인라인 방식에서도 적은 수의 선형 노즐부로 효과적인 기판 처리가 이루어질 수 있다. 이에 따라 설비 비용을 절감할 수 있고, 장비의 구성을 단순화할 수 있다.
또한, 선형 노즐부가 기판을 따라 이동하면서 기판의 전체면을 스캔한 후에 미리 설정된 구간의 원점으로 선형 노즐부를 빠른 속도로 복귀시켜 후속 기판과 연동시킴으로써, 복수의 기판 사이의 간격에 의해 발생되는 처리 유체의 손실을 억제 또는 방지할 수 있고, 이에 따라 처리 유체의 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 선형 노즐부가 고온과 고압의 고에너지로 처리 유체를 분사하는 경우에도 전기 등의 에너지를 절감할 수 있고, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 개략사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판과 선형 노즐부의 연동을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서부를 이용한 기판과 선형 노즐부의 연동을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 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. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 개략사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치(100)는 제1 방향(11)으로 기판(10)을 이동시키는 기판 이송부(110); 상기 제1 방향(11)과 교차하는 제2 방향(12)으로 연장 형성되며, 상기 기판(10) 상에 처리 유체(20)를 분사하는 선형 노즐부(120); 상기 선형 노즐부(120)를 상기 제1 방향(11)으로 이동시키는 노즐 이동부(130); 및 이동하는 상기 기판(10)을 따라 상기 선형 노즐부(120)가 연동하도록 상기 기판 이송부(110)와 상기 노즐 이동부(130)를 제어하는 제어부(140);를 포함할 수 있다.
기판 이송부(110)는 제1 방향(11)으로 기판(10)을 이동시킬 수 있다. 여기서, 각 챔버(161,162,163) 간 및 각 챔버(161,162,163) 내에서 기판(10)을 제1 방향(11)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 기판 이송부(110)는 복수의 샤프트(111)와 롤러(112) 및 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
선형 노즐부(120)는 제1 방향(11)과 교차하는 제2 방향(12)으로 연장 형성될 수 있고, 기판 이송부(110) 상에 제공되어 기판(10) 상에 처리 유체(20)를 분사할 수 있다. 여기서, 선형 노즐부(120)의 제2 방향(12) 길이는 기판(10)의 제2 방향(12) 길이 이상일 수 있으며, 선형 노즐부(120)는 기판(10)의 제2 방향(12) 길이 전체를 덮어(또는 커버하여) 기판(10)의 제1 방향(11) 길이 전체를 스캔함으로써, 기판(10)의 전체면에 처리 유체(20)를 분사할 수 있다. 그리고 선형 노즐부(120)에는 처리 유체 공급원(125)으로부터 처리 유체(20)가 공급될 수 있다.
노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)으로 이동시킬 수 있으며, 제1 방향(11)으로 이동한 선형 노즐부(120)를 원위치(또는 정위치)로 복귀시킬 수도 있다. 예를 들어, 노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)의 양측에 제1 방향(11)으로 연장되어 제공되는 한 쌍의 가이드 레일(미도시) 및 선형 노즐부(120)의 양측에 연결되어 가이드 레일(미도시)을 따라 슬라이드 이동 가능한 한 쌍의 슬라이드 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 노즐 이동부(130)는 이동 간에 발생할 수 있는 단속 문제를 방지하기 위해 선형 노즐부(120)를 가급적 부드럽게 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
제어부(140)는 제1 방향(11)으로 이동하는 기판(10)을 따라 선형 노즐부(120)가 연동하도록 기판 이송부(110)와 노즐 이동부(130)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 제1 방향(11)으로 이동하는 기판(10)을 따라 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 기판(10)의 각 영역에 처리 유체(20)가 분사되는 시간이 늘어날 수 있으며, 기판(10)의 전체면에 효과적인 기판(10) 처리가 이루어질 수 있고, 기판(10) 처리 성능(또는 능력)이 향상될 수 있다. 여기서, 상기 연동은 서로 연관되어 이동하는 것을 의미하며, 서로 연결되어 같이 이동하는 것뿐만 아니라 서로 연관되는 방향과 속도로 각각 이동하는 것을 포함하는 의미일 수 있다.
기판(10)을 이송하면서 각 공정을 진행하는 인라인(in-line) 방식에서는 기판(10)이 선형 노즐부(120)를 한 번만 통과하게 되어 기판(10)의 각 영역에 대한 처리 시간이 한정될 수 밖에 없으며, 종래에는 이동하는 기판(10)을 스캔하기 위해 선형 노즐부(120)를 고정시키거나 기판(10)의 이동방향과 반대방향(또는 제3 방향)으로 이동시켰기 때문에 기판(10)의 각 영역에 처리 유체(20)가 분사되는 시간이 줄어들게 되고, 기판(10)에 효과적인 기판(10) 처리가 이루어질 수 없었다. 또한, 기판(10)의 각 영역에 대한 처리 시간을 늘리기 위해 단순히 기판(10)의 이동속도만을 낮추게 되는 경우에는 전체적인 공정 속도가 낮아지고 생산량이 저하될 수 밖에 없는 문제가 있다.
하지만, 본 발명에서는 선형 노즐부(120)를 기판(10)을 따라 제1 방향(11)으로 이동시키면서 기판(10)의 전체면을 스캔함으로써, 기판(10)의 각 영역에 처리 유체(20)가 분사되는 시간이 늘어날 수 있고, 하나의 선형 노즐부(120)로도 복수의 선형 노즐부(120)를 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해 기판 처리장치(100)에서 선형 노즐부(120)의 수를 줄일 수 있고, 인라인 방식에서도 적은 수의 선형 노즐부(120)로 효과적인 기판(10) 처리가 이루어질 수 있다. 이에 따라 설비 비용을 절감할 수 있고, 기판 처리장치(100)의 구성을 단순화할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판과 선형 노즐부의 연동을 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 기판의 제1 방향 선단이 선형 노즐부에 대응되는 위치에 진입한 그림이며, 도 2(b)는 선형 노즐부가 미리 설정된 구간의 중간 지점까지 이동한 그림이고, 도 2(c)는 선형 노즐부가 기판의 전체면을 스캔한 그림이며, 도 2(d)는 선형 노즐부가 미리 설정된 구간의 원점으로 복귀한 그림이다.
도 2를 참조하면, 제어부(140)는 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 선형 노즐부(120)에 대응되는 위치(또는 미리 설정된 구간의 원점)에 진입한 후에 선형 노즐부(120)를 기판(10)과 연동시킬 수 있다. 이때, 선형 노즐부(120)에 대응되는 위치는 선형 노즐부(120)와 대향하는 상부 또는 하부의 위치일 수도 있고, 선형 노즐부(120)에 의해 분사된 처리 유체(120)가 기판(10) 상에 도달할 수 있는 영역(또는 위치)일 수도 있다. 선형 노즐부(120)가 처리 유체(20)를 기판(10) 상에 분사하면서 기판(10)을 스캔할 수 있도록 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 선형 노즐부(120)에 대응되는 위치에 진입한 후에 선형 노즐부(120)가 기판(10)과 연동할 수 있다. 이를 통해 처리 유체(20)가 기판(10) 상에 지속적으로 분사될 수 있어 처리 유체(20)에 의해 효과적인 기판(10) 처리가 이루어질 수 있으며, 기판(10) 상에 제공되지(또는 도달하지) 못하는 처리 유체(20)의 손실을 줄일 수 있고, 이에 따라 처리 유체(20)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
기판 이송부(110)는 기판(10)을 제1 속도(V1)로 이동시킬 수 있고, 노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)를 제1 속도(V1)보다 낮은 제2 속도(V2)로 이동시킬 수 있다. 선형 노즐부(120)가 기판(10)보다 빠르게 이동하는 경우에는 선형 노즐부(120)가 기판(10)에 대응되는 위치(즉, 상기 기판 상)를 지나쳐 기판(10)이 위치(또는 존재)하지 않는 영역에 처리 유체(20)를 분사하게 될 수 있으며, 기판(10)의 전체면을 스캔할 수 없게 되거나 기판(10)의 전체면에 균일하게 처리 유체(20)를 제공할 수 없게 될 수 있다. 또한, 선형 노즐부(120)가 기판(10)과 동일한 속도로 이동하는 경우에는 선형 노즐부(120)가 기판(10)의 동일한 영역에만 처리 유체(20)를 분사하게 되어 기판(10)의 전체면을 스캔할 수 없게 될 수 있고, 기판(10)의 전체면에 균일하게 처리 유체(20)를 제공할 수 없게 될 수 있다. 이에 따라 기판(10)의 이동속도인 제1 속도(V1)보다 낮은 제2 속도(V2)로 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)으로 이동시킬 수 있다.
종래에는 선형 노즐부(120)가 한 곳에 고정되어 제1 방향(11) 길이가 L인 기판(10)이 제1 속도(V1)로 이동하게 되면, 처리 유체(20)가 기판(10) 상에 분사되는 시간은 L/V1이 된다.
본 발명에서는 기판(10)이(즉, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이) 선형 노즐부(120)에 대응되는 위치(예를 들어, 상기 선형 노즐부의 아래) 또는 선형 노즐부(120)의 초기 위치에 도착하면, 기판(10)이 제1 속도(V1)로 이송될 때에 선형 노즐부(120)는 제1 속도(V1)보다 낮은 제2 속도(V2)로 기판(10)과 동일한 제1 방향(11)으로 처리 유체(20)를 분사하면서 이동할 수 있다. 이때, 센서부(150)를 통해 기판(10)의 위치를 감지하고 선형 노즐부(120)를 이동시킬 수 있고, 제2 속도(V2)는 항상 제1 속도(V1)보다 낮을 수 있으며, 기판(10)과 선형 노즐부(120)는 선형 노즐부(120)의 종기 위치(예를 들어, 상기 미리 설정된 구간의 종점)에서 기판(10)의 제1 방향(11) 후단과 선형 노즐부(120)가 동시에 위치하도록 제어할 수 있다. 여기서, 기판(10)은 선형 노즐부(120)의 이동속도에 의해 (V1-V2)의 속도로 선형 노즐부(120)에 대해 상대적으로 이동하게 된다. 이러한 경우, 처리 유체(20)가 기판(10) 상에 분사되는 시간은 L/(V1-V2)로, 종래(L/V1)보다 더 길어지게 되고, 이를 통해 기판(10) 처리 성능이 향상될 수 있다. 또한, 기판(10)의 각 영역에 대한 처리 시간이 늘어날 수 있어 공정 효율(또는 에너지 효율)을 증대시킬 수 있고, 처리 유체(20)의 분사량 및/또는 분사 압력을 조금 낮추어도 종래와 동일한 공정 효율을 달성할 수 있다. 결국 에너지를 절감하거나 에너지 효율의 증대 효과를 통해서 필요에 따라 선형 노즐부(120)의 설치 수량을 줄일 수 있는 부대 효과를 얻을 수도 있다.
노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)가 기판(10)을 모두 스캔한 후에 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)의 역방향인 제3 방향(13)으로 복귀시킬 수 있다. 여기서, 스캔은 선형 노즐부(120)가 기판(10) 상에 처리 유체(20)를 분사하면서 기판(10)의 전체면을 지나가는(또는 통과하는) 것을 의미하며, 선형 노즐부(120)에 의해 처리 유체(20)가 분사되어 기판(10) 및/또는 선형 노즐부(120)의 이동을 통해 기판(10)의 전체면에 처리 유체(20)가 공급되는 것을 의미할 수 있다. 이때, 미리 설정된 구간(Path; P) 내에서 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)으로 이동시키고, 제1 방향(11)의 역방향인 제3 방향(13)으로 복귀시킬 수 있다. 예를 들어, 노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점(또는 종료 지점)에서 기판(10)을 모두 스캔한 후에 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점(또는 시작 지점)으로 복귀시킬 수 있다. 선형 노즐부(120)가 제1 방향(11)으로 이동하면서 기판(10)의 전체면을 모두 스캔하여 기판(10) 처리가 완료된 후에 후속 기판(10´)을 처리할 수 있도록 선형 노즐부(120)는 제3 방향(13)으로 복귀할 수 있으며, 미리 설정된 구간(P)의 원점(또는 원위치)으로 복귀할 수 있다. 이에 따라 복수개의 기판(10)이 연속적으로 이송되는 인라인 방식에서도 적은 수(또는 하나)의 선형 노즐부(120)로 효과적인 기판(10) 처리가 이루어질 수 있으며, 복수의 기판(10) 사이의 간격에 의해 발생되는 처리 유체(20)의 손실을 억제 또는 방지할 수 있다. 이때, 미리 설정된 구간(P)의 종점에서 선형 노즐부(120)에 의해 기판(10)의 전체면이 모두 스캔되도록 할 수 있다.
노즐 이동부(130)는 미리 설정된 구간(P)의 원점에서 기판(10)에 대한 스캔이 시작되고 미리 설정된 구간(P)의 종점에서 기판(10)에 대한 스캔이 종료되도록 선형 노즐부(120)를 이동시킬 수 있다. 선형 노즐부(120)가 이동하는 구간을 미리 설정할 수 있으며, 노즐 이동부(130)는 미리 설정된 구간(P) 내에서 선형 노즐부(120)를 제1 방향(11)으로 이동시키고 제3 방향(13)으로 복귀시킬 수 있다. 이때, 상기 미리 설정된 구간(P)은 기판(10)의 제1 방향(11) 길이 등에 따라 정해질 수 있으며, 복수개의 기판(10)이 연속적으로 이송(또는 이동)되는 경우에는 복수의 기판(10) 사이의 간격 등에 따라 결정할 수도 있다. 이러한 경우, 선형 노즐부(120)의 이동 거리가 정해지게 되어 선형 노즐부(120)가 정해진 이동 거리(즉, 상기 미리 설정된 구간)를 이동하는 동안 기판(10)의 전체면을 스캔할 수 있도록 기판(10)의 이동속도와 선형 노즐부(120)의 이동속도를 제어할 수 있고, 이를 통해 효과적인 기판(10) 처리를 위한 기판(10)의 이동속도와 선형 노즐부(120)의 이동속도의 제어가 용이해질 수 있다.
또한, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점에서 기판(10)에 대한 스캔을 시작하여 미리 설정된 구간(P)의 종점에서 기판(10)에 대한 스캔을 종료하도록 함으로써, 기판(10)의 일부 영역(예를 들어, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단부)에 선형 노즐부(120)가 정지된 상태에서 처리 유체(20)가 공급되는 것을 방지할 수 있고, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점까지 이동하면서 허공(즉, 상기 기판이 존재하지 않는 영역)에 처리 유체(20)를 분사하여 처리 유체(20)를 낭비하는 것을 방지할 수 있다. 선형 노즐부(120)가 기판(10)의 제1 방향(11) 후단까지 스캔하기 전에 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하여 기판(10)의 일부 영역에 선형 노즐부(120)가 정지된 상태에서 처리 유체(20)가 공급되게 되면, 선형 노즐부(120)가 이동하면서 처리 유체(20)를 공급(또는 분사)한 기판(10)의 영역과 처리 유체(20)의 분사 시간과 분사량 등이 달라지게 되고, 기판(10)의 전체 영역에 균일한 기판(10) 처리가 이루어지지 못하게 되는데, 미리 설정된 구간(P)의 원점에서 기판(10)에 대한 스캔을 시작하여 미리 설정된 구간(P)의 종점에서 기판(10)에 대한 스캔을 종료하는 경우에는 이를 방지할 수 있다. 반면에, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하기 전에 기판(10)의 제1 방향(11) 후단까지 스캔하여 미리 설정된 구간(P)의 종점까지 이동하면서 허공에 처리 유체(20)를 분사되게 되면, 처리 유체(20)가 기판(10) 처리에 사용되지 못하고 손실되게 되는데, 미리 설정된 구간(P)의 원점에서 기판(10)에 대한 스캔을 시작하여 미리 설정된 구간(P)의 종점에서 기판(10)에 대한 스캔을 종료하는 경우에는 처리 유체(20)의 손실을 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고 선형 노즐부(120)가 기판(10)의 제1 방향(11) 후단에 도착(또는 도달)하여 기판(10)의 전체면을 모두 스캔하면, 선형 노즐부(120)는 기구적으로 빠르게 원래의 위치(예를 들어, 상기 미리 설정된 구간의 원점)로 복귀(또는 이동)할 수 있다.
노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)를 제1 속도(V1)보다 높은 제3 속도(V3)로 복귀시킬 수 있다. 선형 노즐부(120)가 기판(10)을 모두 스캔한 후에는 허공에 처리 유체(20)를 분사하게 되므로, 처리 유체(20)의 손실을 줄일 수 있도록 최대한 빠른 속도로 선형 노즐부(120)를 제3 방향(13)으로 복귀시킬 수 있고, 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시켜 선형 노즐부(120)가 후속 기판(10´)에 처리 유체(20)를 분사하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 최대한 빠른 속도는 제1 속도(V1)보다 높은 제3 속도(V3)일 수 있다. 이때, 노즐 이동부(130)는 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달한 경우에 선형 노즐부(120)를 복귀시킬 수도 있고, 제어부(140)의 제어에 의해 선형 노즐부(120)를 복귀시킬 수도 있으며, 선형 노즐부(120)를 제3 방향(13)으로 복귀(또는 이동)시킬 때에 제3 속도(V3)로 선형 노즐부(120)를 이동(또는 복귀)시킬 수 있다.
선형 노즐부(120)를 제3 방향(13)으로 복귀시키는 제3 속도(V3)는 매우 빠른 속도이기 때문에 복수의 기판(10) 사이의 간격으로 인해 후속 기판(10´)이 선형 노즐부(120)에 대응되는 위치에 도착할 때까지 기다리는 시간에 비해 효율적으로 처리 유체(20)를 사용할 수 있다.
한편, 선형 노즐부(120)를 기판(10)과 연동시켜 제1 방향(11)으로 이동시킨 후에 제3 방향(13)으로 복귀시키는 경우에는 선형 노즐부(120)가 복귀하면서 어느 기판(10)도 거치지 않게 될 수 있어 모든 기판(10)의 전체 영역에 균일하게 처리 유체(20)를 제공할 수 있으며, 이에 따라 모든 기판(10)에 대해 균일한 기판(10) 처리가 이루어질 수 있고, 기판(10)의 전체면에 균일한 기판(10) 처리가 이루어질 수 있다.
기판 이송부(110)는 복수개의 기판(10) 사이의 간격(Gap; G)을 일정하게 유지하면서 복수개의 기판(10)을 이동시킬 수 있고, 미리 설정된 구간(P)의 거리는 상기 기판(10) 사이의 간격(G)에 의해 결정될 수 있다. 기판 이송부(110)는 복수개의 기판(10) 사이의 간격(G)을 일정하게 유지하여 연속적으로 복수개의 기판(10)을 이동시킴으로써, 기판(10) 처리가 인라인으로 수행되도록 할 수 있으며, 높은 생산량을 달성할 수 있다. 복수개의 기판(10)을 연속적으로 이송할 경우에는 복수의 기판(10) 간의 충돌 등의 파손을 방지하기 위해 복수의 기판(10) 사이의 간격이 발생할 수 밖에 없다. 복수의 기판(10) 사이의 간격은 생산량(또는 공정 속도)와 연관이 있으며, 복수의 기판(10) 사이의 간격이 좁을 경우에는 복수의 기판(10)이 겹쳐서 파손이 발생할 수 있고, 반대로 복수의 기판(10) 사이의 간격이 넓을 경우에는 생산량이 줄어들게 된다. 이를 고려하여 상기 기판(10) 사이의 간격(G)을 결정할 수 있고, 복수개의 기판(10)을 상기 기판(10) 사이의 간격(G)으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 미리 설정된 구간(P)의 거리는 상기 기판(10) 사이의 간격(G)에 의해 결정될 수 있다. 선형 노즐부(120)가 기판(10)을 모두 스캔한 후에 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하여 제1 방향(11) 선단부터 후속 기판(10´)을 스캔하면서 후속 기판(10´)과 연동되어 제1 방향(11)으로 이동할 수 있도록 미리 설정된 구간(P)의 거리를 상기 기판(10) 사이의 간격(G)에 의해 결정할 수 있다. 이때, 미리 설정된 구간(P)의 거리는 상기 기판(10) 사이의 간격(G) 이하일 수 있고, 상기 기판(10) 사이의 간격(G)과 근사(예를 들어, 상기 기판(10) 사이의 간격의 90 내지 100 %)한 것이 바람직할 수 있다. 미리 설정된 구간(P)의 거리가 상기 기판(10) 사이의 간격(G)보다 길게 되면, 선형 노즐부(120)가 제1 방향(11)으로 이동하는 거리뿐만 아니라 제3 방향(13)으로 복귀하는 거리도 길어지게 되고, 이로 인해 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하는 시간이 길어지게 될 수 밖에 없으므로, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하는 동안 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점을 지나칠 수 있으며, 이에 따라 미리 설정된 구간(P)의 원점을 지나친 기판(10)의 영역에는 기판(10) 처리가 효과적으로 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 선형 노즐부(120)가 기판(10)을 모두 스캔한 후에 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하는 시간을 고려해야 하므로, 미리 설정된 구간(P)의 거리는 상기 기판(10) 사이의 간격(G)보다 짧을 수 있고, 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시키는 시간 외에 선형 노즐부(120)의 대기 시간을 줄여 처리 유체(20)의 손실을 줄일 수 있도록 상기 기판(10) 사이의 간격(G)과 최대한 유사할 수 있다.
이러한 경우, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하면서 복수의 기판(10) 사이만을 지나게 되어 어느 기판(10)도 거치지 않을 수 있으며, 이에 따라 모든 기판(10)의 전체 영역에 균일한 기판(10) 처리가 이루어질 수 있다. 또한, 선형 노즐부(120)의 이동속도 제어 및/또는 기판(10)의 이동속도 제어가 용이해질 수도 있다.
그리고 복수의 기판(10)의 사이 영역에서는 처리 유체(20)가 손실되므로, 최대한 빠른 속도로 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시켜 선형 노즐부(120)가 후속 기판(10´)에 처리 유체(20)를 분사하도록 할 수 있으며, 복수의 기판(10) 사이의 간격에 의해 발생되는 처리 유체(20)의 손실을 억제 또는 방지할 수 있고, 이에 따라 처리 유체(20)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(140)는 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 위치한 시점에 선형 노즐부(120)에 의해 기판(10)이 모두 스캔되도록 기판 이송부(110)와 노즐 이동부(130) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 위치(또는 도달)하였을 때에 선형 노즐부(120)와 대향하여(또는 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에) 기판(10)의 제1 방향(11) 후단이 위치하도록 기판(10)의 속도와 선형 노즐부(120)의 속도 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있으며, 선형 노즐부(120)에 의해 기판(10)이 모두 스캔된 후에 바로 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시켜 선형 노즐부(120)가 후속 기판(10´)에 처리 유체(20)를 분사하도록 할 수 있다. 이러한 경우, 선형 노즐부(120)가 기판(10)을 스캔하는 스캔속도가 기판(10)의 전체 영역에서 동일하여 기판(10)의 전체면에 균일한 처리 유체(20)가 제공될 수 있고, 균일한 기판(10) 처리가 이루어질 수 있다. 또한, 선형 노즐부(120)에 의해 기판(10)이 모두 스캔된 후에 바로 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시킬 수 있어 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 정지되어 있는 동안 손실되는 처리 유체(20)를 최소화할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서부를 이용한 기판과 선형 노즐부의 연동을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리장치(100)는 기판(10)의 위치를 감지하는 센서부(150);를 더 포함할 수 있으며, 센서부(150)는 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것과 기판(10)의 제1 방향(11) 후단이 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하는 것을 감지할 수 있다. 센서부(150)는 기판 이송부(110) 상에 제공될 수 있고, 기판(10)의 위치를 감지할 수 있다. 이때, 센서부(150)는 제1 센서(151)와 제2 센서(152)를 포함할 수 있으며, 제1 센서(151)는 미리 설정된 구간(P)의 원점에 배치되어 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달(또는 진입)하는 것을 감지할 수 있고, 제2 센서(152)는 미리 설정된 구간(P)의 종점에 배치되어 기판(10)의 제1 방향(11) 후단이 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달(또는 위치)하는 것(또는 상기 미리 설정된 구간의 종점을 통과하거나 벗어나는 것)을 감지할 수 있다. 복수개의 기판(10)이 연속적으로 이송되면서 복수의 기판(10) 사이의 간격, 기판(10)의 이동속도 등이 변화할 수 있으므로, 기판(10)의 이동 상황을 정확히 알 수 있도록 센서부(150)를 이용할 수 있다. 이를 통해 선형 노즐부(120)가 언제부터 기판(10)과 연동하여 제1 방향(11)으로 이동할지 및/또는 언제 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하여 후속 기판(10´)과 연동할지를 결정할 수 있다.
이때, 기판 이송부(110)는 복수개의 기판(10)을 연속적으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 기판(10) 처리가 인라인으로 수행되도록 할 수 있고, 높은 생산량을 달성할 수 있다.
센서부(150)는 기판(10)의 미리 설정된 구간(P)으로의 진입 및 미리 설정된 구간(P)에서(또는 으로부터)의 이탈을 감지할 수 있으며, 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것과 기판(10)의 제1 방향(11) 후단이 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하는 것을 감지할 수 있다. 기판(10)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것을 감지한 후에 선형 노즐부(120)를 기판(10)과 연동시킬 수 있고, 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것을 감지한 후에 선형 노즐부(120)를 후속 기판(10´)과 연동시킬 수 있다. 이때, 제어부(140)는 센서부(150)가 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것을 감지한 후에 선형 노즐부(120)를 제3 방향(13)으로 복귀시키도록 노즐 이동부(130)를 제어할 수도 있고, 선형 노즐부(120)가 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하자마자 바로 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시킨 후에 센서부(150)가 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하는 것을 감지하면 선형 노즐부(120)를 후속 기판(10´)과 연동시킬 수도 있다. 또한, 센서부(150)가 기판(10)의 제1 방향(11) 후단이 미리 설정된 구간(P)의 종점에 도달하는 것을 감지한 후에 선형 노즐부(120)를 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시킬 수도 있다. 센서부(150)를 통해 기판(10)의 이동 상황을 정확히 파악하여 기판(10)의 이동 상황에 맞게 제어부(140)로 기판 이송부(110)와 노즐 이동부(130) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있고, 알맞게 대처할 수 있다.
그리고 제어부(140)는 선형 노즐부(120)가 제1 방향(11)으로 이동하면서 기판(10)을 모두 스캔한 후에 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하도록 기판 이송부(110)와 노즐 이동부(130) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 선형 노즐부(120)가 제1 방향(11)으로 이동하면서 기판(10)을 모두 스캔하기 전에 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하게 되면, 선형 노즐부(120)이 기판(10)을 모두 스캔하지 못하고 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀하게 되거나 후속 기판(10´)에 처리 유체(20)가 분사되는 분사 시간이 (이전) 기판(10)보다 줄어들게 되어 기판(10) 간에 기판(10) 처리의 불균일이 발생하게 되며, 미리 설정된 구간(P)의 원점과 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 일치되지 않은 상태에서 선형 노즐부(120)가 후속 기판(10´)과 연동되어 기판(10)의 전체면에서의 기판(10) 처리의 불균일도 발생하게 된다. 이에 선형 노즐부(120)가 제1 방향(11)으로 이동하면서 기판(10)을 모두 스캔한 후에 후속 기판(10´)의 제1 방향(11) 선단이 미리 설정된 구간(P)의 원점에 도달하도록 기판의(10) 속도와 선형 노즐부(120)의 속도 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.
처리 유체(20)는 스팀(steam), 초순수(De-Ionized water; DI) 및 공기(air) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 선형 노즐부(120)는 기판(10) 표면의 이물질이 제거되도록 처리 유체(20)를 분사할 수 있다. 처리 유체(20)는 스팀, 초순수 및 공기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 화학 용액 등의 약액을 처리 유체(20)로 사용하지 않아 인체에 무해할 수 있고, 약액 사용 후에 발생하는 환경 오염의 요인을 제거할 수도 있다. 이때, 상기 공기는 압축 공기(Compressed Dry Air; CDA) 및 클린 공기(Clean Dry Air; CDA)를 포함할 수 있다.
선형 노즐부(120)는 잔류 물질, 파티클(particle), 오염물 등 기판(10) 표면의 이물질을 제거하여 기판(10)이(또는 상기 기판 표면이) 세정되도록 처리 유체(20)를 분사할 수 있다. 선형 노즐부(120)는 약액을 사용하지 않으므로, 화학 반응보다는 고온 및/또는 고압의 분사 타력을 이용하여 기판(10) 표면의 이물질을 제거할 수 있으며, 고온 및/또는 고압의 분사 타력을 위해 고에너지가 이용(또는 사용)될 수 있고, 고온 및/또는 고압의 고에너지로 처리 유체(20)를 분사할 수 있다. 여기서, 선형 노즐부(120)는 스팀젯(Steam Jet)을 포함할 수 있다. 스팀젯은 고온의 스팀을 이용한 장치로, 초순수와 압축 공기(CDA)를 이용하여 고온과 고압의 분사 타력을 통해 종래에 세정하지 못했던 여러 가지 유기 파티클(들) 등의 파티클, 유기물, 포토 레지스트(Photo Resist; PR) 등을 제거하여 세정할 수 있다. 그러나 이러한 스팀젯은 고온의 스팀을 사용하기 때문에 높은 전기 소모량과 다량의 압축 공기(CDA)를 사용해야 하는 문제가 있고, 이를 줄일 수 있는 방법이 요구되고 있다.
평판 디스플레이 제조 과정은 일반적으로 기판(10)을 연속적으로 투입하여 공정을 진행함으로써, 높은 생산량을 달성할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나 기판(10)을 연속적으로 투입하여 공정을 진행할 때에 반드시 복수의 기판(10) 사이에 간격이 존재할 수 밖에 없다. 이러한 상황에서 스팀젯을 고정시켜 사용하게 되면, 기판(10) 처리 시간 외에 복수의 기판(10) 사이의 간격이 있는 상황에서도 불필요하게 스팀젯을 계속 켜 놓고 있어야 한다. 고에너지를 사용하지 않는 종래의 세정 유닛들은 고정형으로 사용해도 에너지 손실이 그리 크지 않으나, 스팀젯의 경우에는 에너지 소비가 크기 때문에 중간에 낭비되는 에너지를 효율적으로 사용하는 것이 중요하다.
또한, 효과적인 기판(10)의 세정을 위해 스팀젯이 기판(10) 상의 이물질을 제거하는 공정이나 유기물인 포토 레지스트(PR)를 제거하는 공정에서 최대한 에너지를 효율적으로 사용하는 것이 중요하며, 이물을 제거하는 공정은 기판(10)의 단위 면적당 얼마나 많은 에너지를 효율적으로 전달하여 이물을 제거하는 것이 중요하다. 단위 면적당 에너지를 전달하는 과정에는 2가지 요소가 작용하며, 첫번째는 기판(10)의 이동속도로, 장비의 생산량과 직접적으로 연결되는 매우 중요한 요소이다. 이때, 대부분의 라인 구성에서 필요에 따라 장비의 대수가 정해지고 기판(10)의 이동속도가 결정된다. 둘째는 기판(10)에 전달되는 에너지의 강도이며, 이는 결정된 이동속도 하에서 기판(10) 상에 부착된 이물 또는 포토 레지스트(PR)을 제거하기 위하여 스팀젯을 얼마나 많이 설치해야 하는지 또는 상대적으로 얼마나 더 높은 에너지를 분사해야 하는지에 대한 것이다.
고에너지를 이용하는 스팀젯의 경우, 처리 횟수나 또는 분사 압력에 의해서 고가의 설치 비용과 고에너지 사용이 불가피하게 된다. 이에 최적의 조건으로 스팀젯을 사용하기 위해서는 복수의 기판(10) 사이의 간격이 비워있는 공간에서는 끄고, 기판(10)이 지나갈 때만 켜고 하는 단속 운전을 하면 좋다. 그러나 이러한 단속 운전을 할 경우, 초순수, 압축 공기(CDA) 및 스팀 라인 각각에 자동밸브를 설치하여야 하고, 각각을 개별적으로 조절해야 한다. 그러나 각각의 자동밸브는 끄고 켜고 할 때에 생기는 작동상 지연에 의해서 정확히 기판(10)이 지나갈 때에 켜고 지나가면 끄고 하는 과정을 제어하기 어려우며, 이는 제어 특성과 자동밸브 특성도 있지만, 각각의 스팀, 초순수 및 압축 공기(CDA)가 갖고 있는 물리적 특성상 작동 시간 지연이 발생하여 정확히 제어하기 어렵다. 또한, 이러한 자동밸브를 짧은 시간에 끄고 켜고를 계속할 경우, 365일 24시간 생산하는 양산라인에서는 그 작동횟수가 너무 과다하여 잦은 밸브 파손을 유발하고, 이로 인한 공정 불량이 발생할 때에 엄청난 손실을 발생시킬 수도 있다.
이러한 상황에서 고에너지를 이용하는 스팀젯을 사용할 때에 이를 효율적으로 이용하여 에너지 사용량을 줄이거나 동일 에너지를 사용하더라도 손실 없이 공정 효율을 극대화할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명에서는 고에너지를 이용하는 스팀젯(즉, 상기 선형 노즐부)을 기판(10)이 이동하는 과정에서 복수의 기판(10) 사이의 간격 거리만큼 이동할 수 있도록 구성하여 기판(10)을 스캔하듯이 이동하면서 처리 유체(20)를 분사하고, 후속 기판(10´)이 다시 미리 설정된 구간(P)의 원점(또는 정위치)에 왔을 때에 노즐 이동부(130)를 이용하여 빠른 속도로 미리 설정된 구간(P)의 원점으로 복귀시켜 에너지 사용을 극대화할 수 있다. 이로 인해 선형 노즐부(120)가 고온과 고압의 고에너지로 처리 유체(20)를 분사하는 경우에도 전기 등의 에너지를 절감할 수 있고, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 선형 노즐부(120)로 고에너지를 이용하는 스팀젯을 사용하더라도 최상의 조건에서 사용할 수 있기 때문에 에너지를 절감하거나 에너지 효율을 극대화하는데 중요한 역할을 할 수 있고, 이에 따라 비용 절감에 크게 기여할 수 있다. 또한, 동일 조건에서 에너지 사용 효율을 극대화하여 선형 노즐부(120)를 적은 수(예를 들어, 1개)로 구성함으로써, 필요한 처리 효과를 얻을 수 있으며, 하나의 선형 노즐부(120)로도 2개의 선형 노즐부(120)를 설치하는 것과 같은 효과를 볼 수 있으므로, 고가의 스팀젯 등의 선형 노즐부(120)를 추가할 필요가 없고, 비용 절감 및 장비 구성을 단순화할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판 처리장치(100)는 기판(10) 처리공정이 수행되는 챔버(160) 또는 처리조(Bath);를 더 포함할 수 있다. 챔버(160)는 단일 챔버로 구성될 수도 있고, 복수의 챔버(161,162,163)로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 챔버(160)는 제1 챔버(161), 제2 챔버(162) 및 제3 챔버(163)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제1 챔버(161)는 박리(stripping) 챔버 또는 세정(cleaning) 챔버일 수 있으며, 제2 챔버(162)는 버퍼(buffer) 챔버일 수 있고, 제3 챔버(163)는 로딩(loading) 챔버일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리방법은 제1 방향으로 기판을 이동시키는 과정(S100); 및 이동하는 상기 기판을 따라 연동하도록, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되어 처리 유체를 상기 기판 상에 분사하는 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200);을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 방향으로 기판을 이동시킨다(S100). 기판을 제1 방향으로 이동시키면서 인라인(in-line) 방식으로 기판 처리공정을 수행할 수 있다.
다음으로, 이동하는 상기 기판을 따라 연동하도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되어 처리 유체를 상기 기판 상에 분사하는 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시킨다(S200). 상기 제1 방향으로 이동하는 상기 기판을 따라 상기 선형 노즐부를 제1 방향으로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 상기 기판의 각 영역에 상기 처리 유체가 분사되는 시간이 늘어날 수 있다.
이때, 본 발명의 기판 처리방법은 상기 선형 노즐부를 이용하여 상기 처리 유체를 분사하는 과정(S160);을 더 포함할 수 있고, 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)에서는 상기 처리 유체를 상기 기판 상에 분사하면서 상기 기판을 따라 상기 제1 방향으로 상기 선형 노즐부를 이동시킬 수 있다.
상기 선형 노즐부를 이용하여 상기 처리 유체를 분사할 수 있다(S160). 상기 처리 유체는 스팀(steam), 초순수(De-Ionized water; DI) 및 공기(air) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 처리 유체를 분사함으로써, 상기 기판 표면의 이물질을 제거하여 세정할 수 있다.
상기 기판을 이동시키는 과정(S100)에서는 상기 기판을 제1 속도로 이동시킬 수 있고, 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 이동시킬 수 있다. 상기 선형 노즐부가 상기 기판보다 빠르게 이동하는 경우에는 상기 선형 노즐부가 상기 기판에 대응되는 위치를 지나쳐 상기 기판이 존재하지 않는 영역에 상기 처리 유체를 분사하게 될 수 있으며, 상기 기판의 전체면을 스캔할 수 없게 되거나 상기 기판의 전체면에 균일하게 상기 처리 유체를 제공할 수 없게 될 수 있다. 또한, 상기 선형 노즐부가 상기 기판과 동일한 속도로 이동하는 경우에는 상기 선형 노즐부가 상기 기판의 동일한 영역에만 상기 처리 유체를 분사하게 되어 상기 기판의 전체면을 스캔할 수 없게 될 수 있고, 상기 기판의 전체면에 균일하게 상기 처리 유체를 제공할 수 없게 될 수 있다. 이에 따라 상기 기판의 이동속도인 상기 제1 속도보다 낮은 상기 제2 속도로 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리방법은 상기 선형 노즐부가 상기 기판을 모두 스캔한 후에 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정(S300);을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 기판을 이동시키는 과정(S100)에서는 복수개의 기판을 연속적으로 이동시킬 수 있다.
그리고 상기 선형 노즐부가 상기 기판을 모두 스캔한 후에 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 상기 선형 노즐부를 복귀시킬 수 있다(S300). 상기 선형 노즐부가 상기 제1 방향으로 이동하면서 상기 기판의 전체면을 모두 스캔하여 기판 처리가 완료된 후에 후속 기판을 처리할 수 있도록 상기 선형 노즐부를 상기 제3 방향으로 복귀시킬 수 있으며, 미리 설정된 구간의 원점으로 복귀시킬 수 있다.
상기 기판을 이동시키는 과정(S100)에서는 복수개의 상기 기판을 연속적으로 이동시킬 수 있으며, 상기 선형 노즐부가 상기 제1 방향으로 이동하면서 상기 기판의 전체면을 모두 스캔한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 제3 방향으로 복귀시킴으로써, 복수개의 상기 기판이 연속적으로 이송되는 인라인 방식에서도 적은 수(또는 하나)의 상기 선형 노즐부로 효과적인 기판 처리가 이루어질 수 있으며, 복수의 상기 기판 사이의 간격에 의해 발생되는 상기 처리 유체의 손실을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정(S300)에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 높은 제3 속도로 복귀시킬 수 있다. 상기 선형 노즐부가 상기 기판을 모두 스캔한 후에는 허공(즉, 상기 기판이 존재하지 않는 영역)에 상기 처리 유체를 분사하게 되므로, 상기 처리 유체의 손실을 줄일 수 있도록 최대한 빠른 속도로 상기 선형 노즐부를 상기 제3 방향으로 복귀시킬 수 있고, 상기 선형 노즐부를 상기 미리 설정된 구간의 원점으로 복귀시켜 상기 선형 노즐부가 후속 기판에 상기 처리 유체를 분사하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 최대한 빠른 속도는 상기 제1 속도보다 높은 상기 제3 속도일 수 있다. 이때, 상기 선형 노즐부가 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달한 경우에 상기 선형 노즐부를 복귀시킬 수도 있고, 제어부를 통해 제어하여 상기 선형 노즐부를 복귀시킬 수도 있으며, 상기 선형 노즐부를 상기 제3 방향으로 복귀시킬 때에 상기 제3 속도로 상기 선형 노즐부를 복귀시킬 수 있다.
상기 기판을 이동시키는 과정(S100)에서는 복수개의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 복수개의 기판을 이동시킬 수 있으며, 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)에서는 상기 기판 사이의 간격에 의해 결정되는 거리를 갖는 미리 설정된 구간의 원점에서 상기 기판에 대한 스캔이 시작되고 상기 미리 설정된 구간의 종점에서 상기 기판에 대한 스캔이 종료되도록 상기 선형 노즐부를 이동시킬 수 있다. 이러한 경우, 상기 기판의 일부 영역에 상기 선형 노즐부가 정지된 상태에서 상기 처리 유체가 공급되는 것을 방지할 수 있고, 상기 선형 노즐부가 상기 미리 설정된 구간의 종점까지 이동하면서 허공에 상기 처리 유체를 분사하여 상기 처리 유체를 낭비하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리방법은 상기 기판의 위치를 감지하는 과정(S150);을 더 포함할 수 있으며, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)을 수행할 수 있고, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정(S300)을 수행할 수 있다.
그리고 상기 기판의 위치를 감지할 수 있다(S150). 복수개의 상기 기판이 연속적으로 이송되면서 복수의 상기 기판 사이의 간격, 상기 기판의 이동속도 등이 변화할 수 있으므로, 상기 기판의 이동 상황을 정확히 알 수 있도록 상기 기판의 위치를 감지할 수 있다. 이를 통해 상기 선형 노즐부가 언제부터 상기 기판과 연동하여 상기 제1 방향으로 이동할지 및/또는 언제 상기 제3 방향으로 복귀하여 상기 후속 기판과 연동할지를 결정할 수 있다.
이때, 상기 기판의 미리 설정된 구간(또는 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치)으로의 진입을 감지할 수 있으며, 상기 기판의 상기 미리 설정된 구간으로의 진입을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 기판과 연동시킬 수 있고, 상기 후속 기판의 상기 미리 설정된 구간으로의 진입을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 후속 기판과 연동시킬 수 있다. 이때, 상기 후속 기판의 상기 미리 설정된 구간으로의 진입을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 제3 방향으로 복귀시킬 수도 있고, 상기 선형 노즐부가 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달하자마자 바로 상기 선형 노즐부를 상기 미리 설정된 구간의 원점으로 복귀시킨 후에 상기 후속 기판의 상기 미리 설정된 구간으로의 진입을 감지하면 상기 선형 노즐부를 상기 후속 기판과 연동시킬 수도 있다. 상기 기판의 위치를 감지하여 상기 기판의 이동 상황을 정확히 파악함으로써, 상기 기판의 이동 상황에 맞게 상기 기판의 이동속도 및/또는 상기 선형 노즐부의 이동속도를 제어할 수 있고, 알맞게 대처할 수 있다.
그리고 상기 기판의 위치를 감지하는 과정(S150)에서, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)을 수행할 수 있고, 상기 기판의 위치를 감지하는 과정(S150)에서, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정(S300)을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 선형 노즐부의 위치를 파악하고 상기 기판의 위치를 감지하여 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지할 수 있고, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지할 수 있다.
예를 들어, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 미리 설정된 구간의 원점에 도달하는 것을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정(S200)을 수행할 수 있고, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달하는 것을 감지한 후에 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정(S300)을 수행할 수 있다. 상기 선형 노즐부가 위치될 수 있는 구간(즉, 상기 미리 설정된 구간)을 미리 설정하여 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 미리 설정된 구간의 원점에 도달하기 전 또는 도달하는 것과 동시에 상기 선형 노즐부가 상기 미리 설정된 구간의 원점에 위치(또는 대기)하게 하고 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달하기 전 또는 도달하는 것과 동시에 상기 선형 노즐부가 상기 미리 설정된 구간의 종점에 위치하게 함으로써, 상기 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지할 수 있고, 상기 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지할 수 있다.
이에 상기 선형 노즐부의 위치를 파악할 뿐만 아니라 상기 기판의 위치를 감지하여 상기 기판의 이동 상황을 정확히 파악함으로써, 상기 기판의 이동 상황에 맞게 상기 기판의 이동속도 및/또는 상기 선형 노즐부의 이동속도를 제어할 수 있고, 알맞게 대처할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 제1 방향으로 이동하는 기판을 따라 선형 노즐부를 연동시켜 제1 방향으로 이동시킴으로써, 기판의 각 영역에 대한 처리 유체의 분사 시간이 늘어날 수 있으며, 기판의 전체면에 효과적인 기판 처리가 이루어질 수 있다. 이를 통해 하나의 선형 노즐부로도 복수의 선형 노즐부를 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있어 선형 노즐부의 수를 줄일 수 있고, 인라인 방식에서도 적은 수의 선형 노즐부로 효과적인 기판 처리가 이루어질 수 있다. 이에 따라 설비 비용을 절감할 수 있고, 장비의 구성을 단순화할 수 있다. 또한, 선형 노즐부가 기판을 따라 이동하면서 기판의 전체면을 스캔한 후에 미리 설정된 구간의 원점으로 선형 노즐부를 빠른 속도로 복귀시켜 후속 기판과 연동시킴으로써, 복수의 기판 사이의 간격에 의해 발생되는 처리 유체의 손실을 억제 또는 방지할 수 있고, 이에 따라 처리 유체의 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 선형 노즐부가 고온과 고압의 고에너지로 처리 유체를 분사하는 경우에도 전기 등의 에너지를 절감할 수 있고, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 설명에서 사용한 “~ 상에”라는 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부 또는 하부에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 10´: 후속 기판
11 : 제1 방향 12 : 제2 방향
13 : 제3 방향 20 : 처리 유체
100 : 기판 처리장치 110 : 기판 이송부
111 : 샤프트 112 : 롤러
120 : 선형 노즐부 125 : 처리 유체 공급원
130 : 노즐 이동부 140 : 제어부
150 : 센서부 151 : 제1 센서
152 : 제2 센서 160 : 챔버(또는 처리조)
161 : 제1 챔버 162 : 제2 챔버
163 : 제3 챔버 P : 미리 설정된 구간
G : 복수개의 기판 사이의 간격 V1 : 제1 속도
V2 : 제2 속도 V3 : 제3 속도

Claims (15)

  1. 제1 방향으로 복수의 기판을 이동시키는 기판 이송부;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되며, 각 기판 상에 처리 유체를 분사하는 선형 노즐부;
    상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 이동시키는 노즐 이동부; 및
    이동하는 상기 기판을 따라 상기 선형 노즐부가 연동하도록 상기 기판 이송부와 상기 노즐 이동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 기판 이송부는 상기 복수의 기판을 제1 속도로 이동시키며,
    상기 노즐 이동부는,
    상기 제1 방향으로 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 이동시키고,
    상기 선형 노즐부가 상기 이동하는 기판을 모두 스캔한 후에 후속 기판과 연동하도록 상기 제3 방향으로 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 높은 제3 속도로 복귀시키는 기판 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동하는 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 진입한 후에 상기 선형 노즐부를 상기 이동하는 기판과 연동시키는 기판 처리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐 이동부는 미리 설정된 구간의 원점에서 상기 이동하는 기판에 대한 스캔이 시작되고 상기 미리 설정된 구간의 종점에서 상기 이동하는 기판에 대한 스캔이 종료되도록 상기 선형 노즐부를 이동시키는 기판 처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판 이송부는 상기 복수의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 상기 복수의 기판을 이동시키고,
    상기 미리 설정된 구간의 거리는 상기 복수의 기판 사이의 간격에 의해 결정되는 기판 처리장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 이동하는 기판의 위치를 감지하는 센서부;를 더 포함하고,
    상기 센서부는 상기 이동하는 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 미리 설정된 구간의 원점에 도달하는 것과 상기 이동하는 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 미리 설정된 구간의 종점에 도달하는 것을 감지하는 기판 처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리 유체는 스팀, 초순수 및 공기 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 선형 노즐부는 상기 이동하는 기판 표면의 이물질이 제거되도록 상기 처리 유체를 분사하는 기판 처리장치.
  10. 제1 방향으로 복수의 기판을 이동시키는 과정; 및
    이동하는 기판을 따라 연동하도록, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성되어 처리 유체를 상기 이동하는 기판 상에 분사하는 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정; 및
    상기 선형 노즐부가 상기 이동하는 기판을 모두 스캔한 후에 후속 기판과 연동하도록 상기 제1 방향의 역방향인 제3 방향으로 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정;을 포함하고,
    상기 복수의 기판을 이동시키는 과정에서는 상기 복수의 기판을 제1 속도로 이동시키며,
    상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 이동시키고,
    상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정에서는 상기 선형 노즐부를 상기 제1 속도보다 높은 제3 속도로 복귀시키는 기판 처리방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 기판을 이동시키는 과정에서는 상기 복수의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 상기 복수의 기판을 이동시키며,
    상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정에서는,
    상기 복수의 기판 사이의 간격에 의해 결정되는 거리를 갖는 미리 설정된 구간의 원점에서 상기 이동하는 기판에 대한 스캔이 시작되고 상기 미리 설정된 구간의 종점에서 상기 이동하는 기판에 대한 스캔이 종료되도록 상기 선형 노즐부를 이동시키는 기판 처리방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 이동하는 기판의 위치를 감지하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 이동하는 기판의 상기 제1 방향 선단이 상기 선형 노즐부에 대응되는 위치에 도달한 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 상기 제1 방향으로 이동시키는 과정을 수행하며,
    상기 이동하는 기판의 상기 제1 방향 후단이 상기 선형 노즐부를 벗어나는 것을 감지한 경우에 상기 선형 노즐부를 복귀시키는 과정을 수행하는 기판 처리방법.
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