KR102219881B1 - 공정 챔버 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

공정 챔버 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판이 놓이는 스테이지; 및 상기 공정 챔버와 연결되며, 상기 공정 챔버 내부를 감압하는 감압부재를 포함하되, 상기 공정 챔버의 천정면은 중앙부가 가장자리부보다 낮게 제공된다.

Description

공정 챔버 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{PROCESS CHAMBER AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE CHAMBER}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치를 제조하기 위한 공정들 중, 포토리소그래피 공정은 기판에 형성된 막질에 감광액인 포토레지스트 액을 도포(Photoresist coating)하는 도포공정 및 포토레지스트의 유기용제를 휘발시키기 위해 포토레지스트를 건조(Photoresist solvent drying)하는 건조공정을 포함한다.
상기 건조공정은 공정챔버의 내부를 감압하여 포토레지스트를 건조한다. 도 1은 감압 건조 공정을 수행하기 위한 기판 처리 장치를 나타낸다. 도 1을 참조하며, 진공 라인(15)을 통해 인가되는 진공압의 크기는 공정 챔버(11)의 내부 영역에 따라 차이가 발생한다. 진공홀(12)에서 멀리 위치하는 영역은 가까이 위치하는 영역보다 진공압의 크기가 작다. 진공압의 크기 차이로, 기판(S)의 중앙영역에서는 가장자리영역보다 유기용제의 증발이 적게 발생한다. 이러한 유기용제의 증발량 차이는 감광액의 경화도 편차를 발생시킨다.
한국등록특허 제10-1100836호
본 발명은 기판에 도포된 감광액을 균일하게 건조할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판이 놓이는 스테이지; 및 상기 공정 챔버와 연결되며, 상기 공정 챔버 내부를 감압하는 감압부재를 포함하되, 상기 공정 챔버의 천정면은 중앙부가 가장자리부보다 낮게 제공된다.
또한, 상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중심부로부터 상기 가장자리부로 갈수록 높이가 점차 높아질 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중앙부가 상기 가장자리부보다 낮게 위치하도록 단차질 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중앙부를 중심으로 대칭될 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버는 상기 스테이지가 놓이는 하부 바디; 저면이 개방된 공간과 상기 천정면을 가지며, 상기 하부 바디에 놓이는 상부 바디; 및 상기 상부 바디의 상단에 결합하며, 상기 천정면의 형상이 유지되도록 상기 상부 바디를 보강하는 보강부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강부는 가장자리부가 중심부보다 두껍게 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공정 챔버는 기판의 공정 처리 공간을 제공하며, 하부 바디; 및 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되며, 상기 하부 바디에 높이는 상부 바디를 포함하되, 상기 상부 바디의 천정면은 중앙부가 가장자리부에 낮게 위치하도록 아래로 처질 수 있다.
또한, 상기 상부 바디의 천정면은 아래로 볼록한 면으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 상부 바디의 상단에 결합하며, 상기 천정면의 형상이 유지되도록 상기 상부 바디를 보강하는 보강부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강부는 가장자리부가 중심부보다 두껍게 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 각 영역에서 유기 용제가 균일하게 증발하므로 감광액이 균일하게 건조될 수 있다.
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시예에서 기판은 평판 디스플레이용 패널의 일종인 박막 트랜지스터-액정 디스플레이(Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display, TFT-LCD)용 패널이거나 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 디스플레이용 패널 평판 표시 패널 제조에 사용되는 기판을 예로 들어 설명하였으나, 기판은 반도체 칩 제조에 사용되는 웨이퍼(wafer)가 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 기판 지지부재(130), 그리고 감압부재(150)를 포함한다.
공정 챔버(110)는 내부에 공간이 형성되며, 기판(S)에 대한 공정 처리를 수행할 수 있는 공간을 제공한다. 실시예에 의하면, 공정 챔버(110) 내부에서는 기판(S)에 도포된 감광액을 감압건조하는 감압건조공정이 수행된다.
공정 챔버(110)는 하부 바디(111), 상부 바디(115), 보강부(121), 그리고 바디 구동부(125)를 포함한다.
하부 바디(111)는 소정 두께를 갖는 판으로, 공정 챔버(110)의 하부 영역으로 제공된다. 하부 바디(111)에는 배기홀(112)들이 형성된다. 배기홀(112)들은 스테이지(131)의 외측에 형성된다. 배기홀(112)은 감압부재(150)와 연결된다.
상부 바디(115)는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되며, 하부 바디(111)에 놓인다. 상부 바디(115)는 공정 챔버(110)의 상부 영역으로 제공된다. 상부 바디(115)의 천정면(116)은 공정 챔버(110)의 천정면으로 제공된다. 천정면(116)은 중앙부(116a)가 가장자리부(116b)보다 낮게 위치되도록 형성지어진다. 천정면(116)은 중앙부(116a)가 아래로 처진 볼록면으로 제공된다. 천정면(116)은 중앙부(116a)로부터 가장자리부(116b)로 갈수록 높이가 점차적으로 높아질 수 있다. 천정면(116)은 중앙부(116a)를 중심으로 대칭될 수 있다.
보강부(121)는 상부 바디(115)의 상단에 고정 결합한다. 보강부(121)는 소정 두께로 제공되며, 상부 바디(115)의 상면에 상응하는 면적을 가진다. 보강부(121)는 상부 바디(115)의 상면에 밀착된다. 보강부(121)는 상부 바디(115)의 천정면(116)이 상술한 형상으로 유지되도록 상부 바디(115)를 보강한다. 보강부(121)는 가장자리부(121b)가 중앙부(121a)보다 두껍게 제공될 수 있다. 보강부(121)의 상면는 중앙부(121a)가 아래로 처진 오목면으로 제공될 수 있다.
바디 구동부(125)는 상부 바디(115)과 보강부(121)를 승강시킨다. 바디 구동부(125)는 기판(S)이 기판 지지부재(130)에 로딩되거나, 기판 지지부재(130)로부터 언로딩되는 경우 상부 바디(115)를 상승시킨다. 그리고 감압건조공정 수행 전, 상부 바디(115)를 하강시켜 하부 바디(111)에 안착시킨다.
기판 지지 부재(130)는 공정 챔버(110)의 내부에 위치하며, 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 부재(130)는 스테이지(131), 지지핀(132), 그리고 리프트 핀(미도시)을 포함한다.
스테이지(131)는 사각형상의 플레이트로 제공되며, 하부 바디(111)에 안착된다. 스테이지(131)의 상면은 기판(S)보다 넓은 면적으로 제공된다.
스테이지(131)의 상면에는 지지핀(132)이 설치된다. 지지핀(132)은 서로 이격하여 복수개 제공되며, 기판(S)이 스테이지(131)의 상면으로부터 이격하여 지지되도록 스테이지(131)의 상면으로부터 상부로 돌출되어 설치된다.
스테이지(131)에는 상·하면을 관통하는 리프트 홀(미도시)이 형성된다. 리프트 홀내에는 리프트 핀이 위치하며, 리프트 핀은 리프트 홀을 따라 상하방향으로 승강가능하도록 제공된다. 리프트 핀은 승강하여 스테이지(131) 상부에 위치한 기판(S)을 지지핀(132)에 로딩시키거나, 지지핀(132)으로부터 기판(S)을 언로딩시킨다.
감압부재(150)는 공정 챔버(110) 내부를 감압한다. 감압부재(150)는 진공라인(151) 및 진공펌프(152)를 포함한다. 진공라인(151)은 배기홀(112)과 진공펌프(152)를 연결한다. 진공펌프(152)는 진공라인(151)상에 설치되며, 공정 챔버(110) 내부에 진공압을 인가한다. 진공압의 인가로, 공정챔버(110) 내부에 머무르는 공기는 배기홀(112)과 진공라인(151)을 통하여 외부로 배기된다. 상기 공기의 배기로 공정 챔버(110)의 내부는 감압된다. 공정 챔버(110)의 내부가 감압되면서, 감광액에 함유된 유기용제가 증발되고, 증발된 유기용제는 진공라인(151)을 통해 외부로 배출된다.
진공 라인(151)을 통해 인가되는 진공압의 크기는 공정 챔버(110)의 내부 영역에 따라 차이가 발생한다. 진공홀(112)에서 멀리 위치하는 영역은 가까이 위치하는 영역보다 진공압의 크기가 작다. 진공압의 크기 차이로, 기판(S)의 중앙영역에서는 가장자리영역보다 유기용제의 증발이 적게 발생한다. 이러한 유기용제의 증발량 차이는 감광액의 경화도 편차를 발생시킬 수 있다.
실시예에 따르면, 공정 챔버(110)의 천정면(116)은 중앙부(116a)가 가장자리영역(116b)보다 낮게 위치하므로, 천정면(116)의 중앙부(116a)와 기판(S) 사이의 간격은 가장자리부(116b)와 기판(S) 사이의 간격보다 좁다. 때문에 천정면(116)의 중앙부(116a)와 기판(S) 사이의 공간에서는 주변보다 유속이 빠르다. 유속은 천정면(116)의 가장자리부(116b)로 갈수록 차츰 감소한다. 이러한 유속의 흐름은 기판(S)의 중앙영역에서의 유기용제 증발을 촉진시키고, 기판(S)의 각 영역에 인가되는 진공압의 크기 차이로 인한 유기용제 증발의 불균형을 보상한다. 이로 인하여, 기판(S)의 전면에서는 감광액의 경화가 균일하게 발생한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상부 바디(215)의 천정면(216)은 중앙부(216a)가 가장자리부보(216b)다 낮게 위치차도록 단차진다. 보강부(221)는 상부 바디(215)의 천정면(216)에 상응하는 형상으로 제공된다.
천정면(216)의 중앙부(216a)와 기판(S) 사이의 간격은 가장자리부(216b)와 기판(S) 사이의 간격보다 좁다. 때문에 천정면(216)의 중앙부(216a)와 기판(S) 사이의 공간에서는 주위보다 유속이 빠르게 발생하며, 기판(S)의 중앙영역에서 유기용제의 증발을 촉진된다.
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.
100: 기판 처리 장치 110: 공정 챔버
111: 하부 바디 115: 상부 바디
121: 보강부 125: 바디 구동부
130: 기판 지지부재 131: 스테이지
132: 지지핀 150: 감압부재
151: 진공 라인 152: 진공 펌프

Claims (10)

  1. 내부에 공간이 형성된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판이 놓이는 스테이지; 및
    상기 공정 챔버와 연결되며, 상기 공정 챔버 내부를 감압하는 감압부재를 포함하되,
    상기 공정 챔버의 천정면은 중앙부가 가장자리부보다 낮게 제공되며,
    상기 공정 챔버는
    상기 스테이지가 놓이는 하부 바디;
    저면이 개방된 공간과 상기 천정면을 가지며, 상기 하부 바디에 놓이는 상부 바디; 및
    상기 상부 바디의 상단에 결합하며, 상기 천정면의 형상이 유지되도록 상기 상부 바디를 보강하는 보강부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중앙부로부터 상기 가장자리부로 갈수록 높이가 점차 높아지는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중앙부가 상기 가장자리부보다 낮게 위치하도록 단차지는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 천정면은 상기 중앙부를 중심으로 대칭되는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강부는 가장자리부가 중심부보다 두껍게 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 기판의 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버에 있어서,
    하부 바디; 및
    저면이 개방된 공간이 내부에 형성되며 천정면을 가지고, 상기 하부 바디에 놓이는 상부 바디;그리고,
    상부 바디의 상단에 결합하며, 상기 천정면의 형상이 유지되도록 상기 상부 바디를 보강하는 보강부를 포함하되,
    상기 상부 바디의 천정면은 중앙부가 가장자리부에 낮게 위치하도록 아래로 처지는 공정 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 바디의 천정면은 아래로 볼록한 면으로 제공되는 공정 챔버.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 보강부는 가장자리부가 중심부보다 두껍게 제공되는 공정 챔버.
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